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国家重点研发计划“高效高可靠LED 灯具关键技术研究”项目2017年度研究进展
发稿时间:2018-01-09         作者:付万琴          来源:传热传质研究中心     【字号:

  由工程热物理研究所牵头承担的国家重点研发计划战略性先进电子材料重点专项“高效高可靠LED灯具关键技术研究”项目于20177月正式立项,2017年度执行情况总体良好,五个课题均按照年度计划进行了相关内容的研究,实现了阶段性的研究目标,成果达到了预期的考核指标。现将进展情况简要介绍如下: 

  1.研究了高功率密度大功率 LED 光源封装技术,建立了基于模型的光源总功率、功率密度、发光效率、芯片封装尺度的数量关系,制作了200W高功率密度光源样品和1000W 发光晶体COB单光源样品;在150℃服役条件下,荧光量子效率是室温的86%以上,批量制备出直径35mm50mm×50mm的荧光透明陶瓷样品,直径50mm的透明陶瓷正在制备中。 

  2.进行了新型高导热界面材料的研究,热界面材料热导率达到8W/mK;进行了低膨胀系数高热导率基板与微槽群热沉相结合的光热一体化技术的研究,制备了光热一体化光源,并与非一体化光源模组进行了对比实验研究,结果表明光热一体化结构能够有效降低芯片结温;进行了具有高热稳定性、高量子效率的宽光谱新型块体荧光转换材料(单晶/玻璃)的研发,完成荧光晶体一批,量子效率在150℃时是室温的88%;研究了碳化硅颗粒尺寸及混杂碳化硅颗粒对多孔碳化硅陶瓷性能的影响,在多孔碳化硅陶瓷研究方面取得了一些工艺以及关键技术的突破,实现了高性能多孔碳化硅陶瓷的制备,初步开展了多孔碳化硅/Al复合材料制备工艺研究。 

  3.建立并评审了超大功率LED照明研究理论模型,确定了超大功率LED灯具的光源、光学结构、散热器、电源各级组件方案和整体灯具的光电热系统集成热特性的基本方案;研制出了超大功率照明产品的光学配件及系统,其光束角在7-8°,光学效率>80%。对整灯系统的光学特性进行了实验与理论研究;建立了千瓦级照明产品特性的光电集成式实验平台。 

  4.在中大功率LED灯具(200W)设计方法方面,通过使用光学模拟软件,建立了LED灯具光学设计模型,通过非成像光学进行二次光学设计,获得了灯具的最佳有效光效。目前,已开发出了多种满足道路,隧道、工矿等场所使用的中大功率LED灯具样品系列(LED路灯、LED隧道灯及LED工矿灯等),其灯具光效达到了130lm/W,光品质符合国家照明设计标准要求;在环境35℃下燃点1500h,灯具光通维持率和中心光强维持率92%。随着市场推广工作的不断深入,课题产品已进入小批量试生产阶段。 

  5.深入分析大功率LED驱动电源在目前应用中存在的问题,特别是针对主要发热元件、效率分布、高效变换拓扑、新散热技术做深入研究,开展理论分析,确定了初步的技术方案,通过对方案计算多方优化,基本确定样机外形、初步技术指标;完成了谐振型DC-DC变换器的仿真分析;完成PFC&LLC 变换器设计优化计算书一套。 

  2017年度,该项目申请国家专利7项,其中发明专利5项,实用新型2项;发表学术论文5篇,其中SCIEI收录4篇;取得的新技术、新工艺、新方法5项;取得的新产品、新装置19项,示范5项。 

 

 

 

 
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