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    LED應急照明集成技術研究的創新性及成果

    時間:2016-04-21  來源:  編輯:  瀏覽:52次
    當建筑物產生火災或其它災害,電源中止時,應急照明對人員分散消防救濟工作,對主要的生產工作的持續運行或必要的操作處理,都有主要的作用…開發在特別應急環境中自帶發電功效的照明產品,到達攜帶應用便利可多次循環應用具有自身防護功效的目的…火災地震等自然災禍產生時,應急照明燈是逃生救災等的必須裝備,預計未來年內具有應急功效的半導體照明系列利用產品市場需求將超過億元…

    中國園林資材網12月6日新聞:隨著我國經濟的連續高速增加,能源耗費不斷增添,能源緊張的抵觸日益突出。“研討開發高效節能、長壽命的半導體照明產品”被列入國度中長期科學和技巧發展計劃(2006-2020)“能源”范疇“工業節能”優先主題,我國半導體照明產業的發展正迎來自主創新、實現跨越式發展的重大歷史機會。

    2008年我國南方地域先后產生冰雪和地震重大自然災禍,電力中止,嚴重影響了救災工作和災區國民的生活,應急照明產品在救災搶險、醫療救護等方面顯得尤為主要,特殊是led具有體積小、壽命長、效力高、低電壓、應用安全、節能等一系列長處,因此科技部將“led應急照明高效驅動技巧與體系可靠性研討”列為2008年863課題進行研討和開發。

    一、led應急照明利用的主要性

    應急照明是現代公共建筑及工業建筑的主要安全設施,它同人身安全和建筑物安全緊密相干。當建筑物產生火災或其它災害,電源中止時,應急照明對人員分散、消防救濟工作,對主要的生產、工作的持續運行或必要的操作處理,都有主要的作用。通過led照明利用產品的研發和推廣利用,可以轉變我國目前日常照明與應急照明一體化產品匱乏、不能在緊迫情形下保證生發生活請求的現狀;聯合國度節能減排目的的實行,應研制系列民用應急半導體照明產品,此類照明產品除了在日常應用中到達節能請求外,在產生緊迫情形時供給足夠的光照度及照明時光,用于逃生、挽救財產及修復電力體系。開發在特別應急環境中自帶發電功效的照明產品,到達攜帶應用便利、可多次循環應用、具有自身防護功效的目的。

    火災、地震等自然災禍產生時,應急照明燈是逃生、救災等的必須裝備,預計未來3年內具有應急功效的半導體照明系列利用產品市場需求將超過20億元。隨著我國經濟的發展,社會的安全意識和安全尺度都有了很大的晉升,其中對應急照明產品的請求也越來越高。這不但請求此類產品滿足應急需求,還要具備節能、人性化、高可靠性等性能,而應急半導體照明的最大優勢正在于此。同時,隨著我國經濟和社會的發展,救災搶險、野外施工等離網及惡劣環境下的照明需求越來越高,也對應急半導體照明產品發生了宏大的市場需求。

    “應急照明高效驅動技巧與體系可靠性研討”課題的目的是以利用促開發,突破led照明利用急需的產業化癥結技巧,完美半導體照明產業鏈。通過照明燈具設計、二次光學設計、散熱設計、光源構造設計、驅動電路等利用技巧體系集成,增進國產化器件在國內產品的范圍化利用。

    重要研討應急照明專用led光源開發、led應急照明燈具設計、led應急照明燈具二次光學配光設計及整體散熱設計、應急照明專用驅動電源和智能控制體系開發等內容。

    重要考察指標為led光源的發光效力≥100lm/w,熱阻:≤9℃/w,燈具發光效力≥80lm/w,色溫:3000-6000k;顯色指數:≥80;電源功率因數≥0.9,電流總諧波失真≤20%,電源轉換效力≥80%.

    2010年課題完成時,燈具效力到達80lm/w,申請專利5-10項,可滿足抗震救災、野外勘察、軍事等應急照明范疇的急切需求,有助于解決應對突發事件的照明保障,樹立常年應急照明產品供給機制,實現在災區重建、西部開發、新農村建設等的示范利用,加快節能減排的有效推廣,晉升我國半導體照明行業的國際競爭力。

    二、led應急照明集成技巧研討的難點和創新性

    led利用在應急照明上還是剛剛起步,對驅動電路的設計、應急功效的選擇及應急燈具的構造設計有待研討,特殊是在應急照明的尺度和應急燈具的可靠性研討上還處于滯后狀況。其重要技巧難點如下:

    1、led封裝技巧:科學、合理的led封裝構造,是進步led光源取光效力和光電轉化效力的技巧癥結。因此依據led應急照明燈具的請求設計合理的led封裝構造,到達光衰最小化,滿足散熱請求是led光源設計的難點。

    2、led散熱技巧:led的封裝散熱問題已經成為制約大功率led發展的癥結性因素。為有效解決大功率led散熱問題,將采取有效的散熱與不劣化的封裝資料,將led熱量有效傳導,并解決光衰問題。

    3、二次配光技巧:應急照明燈具最主要的參數是滿足室內照明與應急照明的請求,其重要參數有平均照度、照度均勻度和保持照明時光,通過二次光學設計,聯合led的發光特色,設計符合配光請求的光學構造滿足應急照明應用請求。

    4、led智能控制技巧:從led光源的特征,研討數字智能化控制方法及驅動電源。研討合適于應急照明模式請求的最佳控制方法;研討與各種傳感器聯合的控制方法,研討合適于應急照明光源的驅動電源及應急電源可靠轉換技巧。

    5、應急照明燈具檢測方式、可靠性評價方式及相干尺度規范的編制和起草。

    廈門華聯電子有限公司在國度“十一五”的半導體照明技巧攻關以及廈門國度半導體照明工程產業化基地建設中,積聚了大批的led器件設計與制作技巧以及半導體照明產品的設計、制作、工程施工管理經驗和擁有優良的技巧、管理團隊。承擔課題研討的照明事業部針對上述技巧難點,在光源設計、燈具構造設計、驅動控制技巧、檢測技巧和生產工藝等諸多方面依照課題打算請求,通過不斷改良封裝構造,優化二次光學設計的燈具構造,燈具檢測、可靠性評價等一系列工作。解決了課題研討中遇到的技巧和質量問題,在二次光學的優化設計、封裝取光效力、散熱、控制電路設計及產品可靠性等方面取得了顯明提高,按打算完成相干投入,最終開發出滿足課標題標的應急照明產品,樹立了從光源封裝、燈具制作到燈具檢測的產業化示范生產線。研討的技巧創新性如下:

    1、光源設計:采取高導熱的金屬基板或陶瓷資料基板封裝,光源選用瓦級功率型芯片或小芯片集成,通過藍色芯片激發熒光粉混色成白光或rgb三基色混雜而成白光兩種技巧路線,制造實用的應急照明光源。

    2、光學設計:led光輸出方向性強,光學設計較傳統光源有更大的難度。依據led的光散布特征,通過燈具透鏡和反射器的優化設計,轉變光傳輸路徑和方向,進步應急照明燈具的光輸出效力。

    3、led器件及燈具散熱技巧:通過選用新型資料和構造設計解決led照明燈具的散熱問題,采取熱管與共晶焊等技巧,將導熱資料和led燈具或芯片直接相連,將led熱量有效傳導和散發,下降了led工作結溫,延伸了led及燈具的應用壽命。

    4、燈具設計:研討開發了適應于led應急照明的燈具,采取防爆、防潮、防水、耐腐化、耐高下溫的新型資料,通過工業設計,形成構思新鮮、具有創新性、外型雅觀和具有自主知識產權的應急照明燈具。

    5、驅動控制電路設計:針對led應急照明燈具的特征,開發了構造簡略、性能可靠、成原形對低廉的恒流驅動電路,形陳規范化、尺度化、模組化控制電路。

    6、便攜式照明燈具技巧集成:滿足在特別應急環境中攜帶應用便利、具有自發電功效、可多次循環應用的應急照明燈具。

    7、應急照明的體系技巧集成:研討具備日常照明,斷電及燈具失效聲光報警逃生及救災應急照明功效的新型室內照明燈具集成技巧及其控制技巧。

    三、led應急照明集成技巧研討的重要結果

    “led應急照明高效驅動技巧與體系可靠性研討”課題重要研討了光源設計及封裝技巧、驅動控制電路設計和應急燈具設計三個部分。經過兩年的科技攻關,課題組在led光源的制造、應急驅動電路的設計和燈具的設計上,開發了利用于室內照明的應急產品,同時還針對野外照明開發多功效應急產品。在原有照明功效的基本上,參加聲光報警、信息指導、方向指南等功效,而在電源支撐上除了應用蓄電池組還采取手搖發電方法,延伸工作時光,還可支撐手機充電。將產品功效與性能進行有效統一,真正做到雅觀而適用。

    目前已開發的兩大類應急照明產品,其技巧性能完整到達課題考察指標:

    1、室內半導體應急照明重要解決新型具有應急功效的半導體照明燈具及其控制體系技巧,該體系具備日常照明,斷電及燈具失效聲光報警,逃生及救災應急照明的功效。通過本項目標研發,使得我國在此類產品的可靠性、節電性、導引性等方面的技巧性能有較大晉升。

    2、便攜式半導體應急照明重要解決在戶外無電狀態及惡劣環境下,應急應用的半導體照明燈具及其控制體系技巧問題。具備便攜性好、沖放電性能好、具有自發電功效等。通過本項目標研發,為國內外的野外作業、工程搶險、野外營救等工作供給工具。

    led應急照明高效驅動技巧與體系可靠性研討,在將結果產業化和市場推廣的同時也拉動了宏大的潛在市場,半導體照明在應急燈具上的利用也進步了應急燈具的全部附加值。盡管目前led應急燈具在應急范疇的利用還沒有全體鋪開,但是依據led應急燈具的特色及適應性,未來在礦山、商場、樓道等范疇將會逐步代替現有的應急燈具,中國宏大市場潛力仍將為led產業帶來無窮商機。led應急照明高效驅動技巧與體系可靠性研討,在國內還沒有相干的組織進行體系性的研討和產業化,課題研討的技巧及結果具有必定的先進性。本課題中的技巧多為原創性技巧,具有自主研發的知識產權,依托該技巧樹立的led封裝、驅動電路的設計及燈具設計制作的產業化示范生產線,晉升了我國led應急照明技巧在國際上的競爭力。

    半導體照明是節能的“富礦”,同樣亮度下耗電僅為普通白熾燈的1/10,節能燈的1/2,應用壽命卻可以延伸幾十倍。隨著led技巧的快速提高和新的利用不斷呈現,在應急照明范疇的節能后果非常顯明。節能可延伸照明時光70%,高可靠性可適應各種極端的環境條件,在緊迫情形下可為逃生人員供給可靠的照明條件,預計在未來5年內led應急照明燈具將代替目前普通照明的應急燈具。

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