廈門華聯電子有限公司在國家“十一五”的半導體照明技術攻關以及廈門國家半導體照明工程產業化基地建設中,積累了大量的LED器件設計與制造技術以及半導體照明產品的設計、制造、工程施工管理經驗和擁有優秀的技術、管理團隊。承擔課題研究的照明事業部針對上述技術難點,在光源設計、燈具結構設計、驅動控制技術、檢測技術和生產工藝等諸多方面按照課題計劃要求,通過不斷改進封裝結構,優化二次光學設計的燈具結構,燈具檢測、可靠性評價等一系列工作。解決了課題研究中遇到的技術和質量問題,在二次光學的優化設計、封裝取光效率、散熱、控制電路設計及產品可靠性等方面取得了明顯進步,按計劃完成相關投入,最終開發出滿足課題目標的應急照明產品,建立了從光源封裝、燈具制造到燈具檢測的產業化示范生產線。研究的技術創新性如下:
1、光源設計:采用高導熱的金屬基板或陶瓷材料基板封裝,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三基色混合而成白光兩種技術路線,制作適用的應急照明光源。
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。根據LED的光分布特性,通過燈具透鏡和反射器的優化設計,改變光傳輸路徑和方向,提高應急照明燈具的光輸出效率。
3、LED器件及燈具散熱技術:通過選用新型材料和結構設計解決LED照明燈具的散熱問題,采用熱管與共晶焊等技術,將導熱材料和LED燈具或芯片直接相連,將LED熱量有效傳導和散發,降低了LED工作結溫,延長了LED及燈具的使用壽命。
4、燈具設計:研究開發了適應于LED應急照明的燈具,采用防爆、防潮、防水、耐腐蝕、耐高低溫的新型材料,通過工業設計,形成構思新穎、具有創新性、外型美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應急照明燈具的特性,開發了結構簡單、性能可靠、成本相對低廉的恒流驅動電路,形成規范化、標準化、模組化控制電路。
6、便攜式照明燈具技術集成:滿足在特殊應急環境中攜帶使用方便、具有自發電功能、可多次循環使用的應急照明燈具。
7、應急照明的系統技術集成:研究具備日常照明,斷電及燈具失效聲光報警逃生及救災應急照明功能的新型室內照明燈具集成技術及其控制技術。
三、LED應急照明集成技術研究的主要成果
LED應急照明高效驅動技術與系統可靠性研究”課題主要研究了光源設計及封裝技術、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光源的制作、應急驅動電路的設計和燈具的設計上,開發了應用于室內照明的應急產品,同時還針對野外照明開發多功能應急產品。在原有照明功能的基礎上,加入聲光報警、信息指示、方向指南等功能,而在電源支持上除了利用蓄電池組還采用手搖發電方式,延長工作時間,還可支持手機充電。將產品功能與性能進行有效統一,真正做到美觀而實用。
目前已開發的兩大類應急照明產品,其技術性能完全達到課題考核指標:
1、室內半導體應急照明主要解決新型具有應急功能的半導體照明燈具及其控制系統技術,該系統具備日常照明,斷電及燈具失效聲光報警,逃生及救災應急照明的功能。通過本項目的研發,使得我國在此類產品的可靠性、節電性、導引性等方面的技術性能有較大提升。
2、便攜式半導體應急照明主要解決在戶外無電狀況及惡劣環境下,應急使用的半導體照明燈具及其控制系統技術問題。具備便攜性好、沖放電性能好、具有自發電功能等。通過本項目的研發,為國內外的野外作業、工程搶險、野外營救等工作提供工具。
LED應急照明高效驅動技術與系統可靠性研究,在將成果產業化和市場推廣的同時也拉動了巨大的潛在市場,半導體照明在應急燈具上的應用也提高了應急燈具的整個附加值。盡管目前LED應急燈具在應急領域的應用還沒有全部鋪開,但是根據LED應急燈具的特點及適應性,未來在礦山、商場、樓道等領域將會逐步取代現有的應急燈具,中國巨大市場潛力仍將為LED產業帶來無限商機。LED應急照明高效驅動技術與系統可靠性研究,在國內還沒有相關的組織進行系統性的研究和產業化,課題研究的技術及成果具有一定的先進性。本課題中的技術多為原創性技術,具有自主研發的知識產權,依托該技術建立的LED封裝、驅動電路的設計及燈具設計制造的產業化示范生產線,提升了我國LED應急照明技術在國際上的競爭力。
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,使用壽命卻可以延長幾十倍。隨著LED技術的快速進步和新的應用不斷出現,在應急照明領域的節能效果非常明顯。節能可延長照明時間70%,高可靠性可適應各種極端的環境條件,在緊急情況下可為逃生人員提供可靠的照明條件,預計在未來5年內LED應急照明燈具將取代目前普通照明的應急燈具。