LED半導體照明技術存在的問題及優化策略探討

汪璧蒼

（廈門陽光恩耐照明有限公司，福建 廈門 361026）

0 引言

在我國科技快速發展過程中，為實現我國現有能源的合理利用所推出不同的創新型科學技術，廣泛運用到各大企業及工廠的新能源使用當中，LED半導體照明技術是推動我國經濟及科研技術創新改革的重要舉措，從微觀角度分析細化現有的LED半導體照明技術，有效提升企業的經濟收益，促進企業的可持續性發展。簡化半導體照明電路、降低維修難度，從根本上提升現有能源的合理利用，為后續的經濟快速發展以及科學優化創新提供良好的技術支撐。

1 LED原理及特性概述

1.1 原理

LED的核心發光材料是由元素周期表中的寬禁帶半導體材料，3~4族的化合物相關元素，主要分為鎵、銦、砷等，其中鎵為白色的金屬，在硅基體中摻雜固定比例的鎵，運用固定的晶體結構實現P型半導體的正常發光。為了更好解釋LED的發光原理，對現有的電子公有化運動能帶LED的發光過程進行深度剖析，提升整體的運行質量，以便更加清晰地認知LED的發光原理。電子的公有化運動是指在一般晶體結合形式下運用有離子性的結合與共性結合金屬性，結合分子結合的深度探索實現飽和性的發展方向[1]。

1.2 特性

原子的可能狀態是不連續的，因此根據不同狀態下的自由電子組合，形成距離很遠或未形成晶體的原子孤立狀態提升能量值的能級，將現有的能量差縮小連成能量連續的區域。在孤立原子運行過程中對現有的電子低能級向高能級的轉換進行深度的說明，深度分析LED的發光過程，將一塊本征半導體的兩側通過擴散滲入不同的雜質之后，會分別形成N型的半導體和P型的半導體。當兩種不同類型的導體在結合后形成空間的電荷區，由于正負電荷之間的相互作用在交界處產生內建電場，當現有的空間電荷區內建電場足夠強大時，N區的空穴向P區漂移，進而在漂移運動過程中使現有的空間電荷區變窄擴散運動能力加強，最后通過多子的擴散和漂流區達到動態平衡的效果，以此達到LED的發光效果。

圖1 LED發光原理

2 LED半導體照明技術

LED的半導體照明技術為人們的生產生活提供了極大的便利，因此在社會大眾對半導體照明技術認知快速提升的當下，光電效應中半導體照明材料的選擇成為了科研技術人員的研究重點，合理運用半導體材料的獨有特征所研發出的LED半導體照明設備，有效推動我國經濟建設過程中的科研技術優化創新[2]。所謂LED半導體照明技術是通過運用半導體科研材料通過電流的流子復合過程產生不同程度的光射反應，進而根據光波的產生頻率通過LED半導體照明技術形成不同顏色的光體。

3 半導體核心照明技術使用范圍

3.1 光源集成組合模組

光源繼承組合模組是不同數量的單管LED通過固定數值的需求進行二次組裝，在此過程中調試相應的固定值與運行功率，隨著運行功率的快速提升產生較強的光照，進而有效增強整體的照明效果。半導體照明光組的光源對人體的肉眼刺激較小，因此光源集成組合模組在結合半導體照明技術的二次組合過程中，為提升光源的功率以及發光效果使光源達成均勻分散，提升散熱性能的優化設計需求，需對現有的半導體運行過程中所涉及的問題進行優化創新。首先對半導體的光源集成組合設計進行精準細化，詳細了解燈具之間的結構區別，使其運用科學的設計理念提升燈體的散熱功能，把握單管LED的小燈特性進而推動LED半導體照明設備在各領域中的廣泛運用。

3.2 熱傳導技術

熱傳導技術關系到燈具的使用壽命，熱傳導技術是通過熱力學交換原理結合具有高效特征的散熱結構設計形成的創新型熱力傳導技術，通過熱傳導技術為熱力傳導的創新途徑探索提供了更加寬泛的未來發展空間，不斷延長現有LED燈的使用壽命，保障低溫與低光的衰弱對LED燈使用造成的影響，進而滿足半導體照明燈具減少維修的需求。

3.3 半導體照明芯片制造技術

半導體照明芯片的制造技術是在我國科技創新改革的基礎上對現有LED照明技術進行優化改進的重要舉措，在不斷優化創新過程中所開展的半導體照明芯片制造技術，運用高效、大功率的LED半導體照明光源克服現有芯片制造難的問題，充分掌握LED照明技術的技術要領，有效推動我國半導體照明產業的創新改革[3]。

3.4 LED驅動技術

LED的驅動技術是指將半導體照明技術在傳統運行過程中實現照明光源的合理探測，形成安全電流的供應循環，結合當下市場運行過程中所出現的穩定整流降壓的現實性問題，將LED驅動技術進行創新改革。充分考慮功率轉換過程中所存在的電磁輻射問題，提升LED照明技術的應用質量，為市場的穩定發展提供了良好的科學技術支撐。

圖2 LED驅動技術應用范圍

4 LED半導體照明存在的技術問題及優化策略

4.1 LED半導體照明技術的電路設計復雜

在我國經濟快速發展過程中，人們對能源的合理利用問題關注度持續上漲，為滿足社會大眾在不同環境之下的照明需求，所創新出的LED半導體照明技術在短時間內得到了眾多產業的廣泛青睞。但在實際運行過程中現有的電路設計相對較為復雜，對后續的維修工作造成了較大的影響。以家庭環境中的LED半導體照明設備為代表案例進行細化分析得知，家庭環境中半導體照明設備的內部電路串聯與并聯的方式較為復雜，不僅具有較強的安全隱患，更是影響了后續電路維修的質量。

4.2 大功率LED光源組件散熱與噪音情況說明

（1）散熱。LED光源組件運行過程中散熱是較為常見的運行質量影響因素，因此結合單一LED光源組件運行中的散熱現狀進行深度分析，合力開發出組合型的LED光源組件提升耐熱范圍，避免因長期高溫而影響LED光源組件的使用壽命。因此LED半導體照明在使用過程中通過對現有問題進行深度分析，采取科學型的整改手段提升LED半導體照明設備的使用壽命，對現有的光電轉換技術進行優化提升，從根本上解決LED半導體照明材料使用壽命短、光電轉換率低的現實性問題，為后續的LED半導體照明技術的優化創新提供科學的發展方向[4]。

（2）噪音。噪音問題是LED半導體照明設備內部驅動器運行過程中所發生的聲音，由于不同功率的LED半導體照明設備的亮度存在著不同的差異，因此驅動器所發生的噪音分貝也存在著較大的差異。噪音的產生主要是由磁滯伸縮導致伴隨著的噪聲逐漸提升，鐵芯面積在噪音的作用下不斷變大，因此結合LED半導體照明技術在實際應用過程中的問題對現有產品進行全面的質量檢測，運用清漆浸漬技術使線圈保持穩定運行狀態，在提升鐵芯運轉效率的基礎上最大程度上減少運行過程中所產生的噪音。

5 LED燈保護措施

LED在使用過程中，由于多種原因會產生電流增大的現實性問題，因此需對其進行科學的合理保護，確保LED在不會增加電流以及在固定幅度內減少損壞的現實性需求，運用電路的保護器件對其進行科學的保護。LED電路保護最常用的保護元件就是壓敏電阻，無論是LED所采用的任何光源都可以運用壓敏電阻進行合理的保護，有效延長LED半導體照明設備的使用壽命。

6 半導體照明的發展趨勢

半導體照明設備在市場中運用較為廣泛，照明汽車LED背光源成為市場的主要發展力量，因此在結合現有市場運行現狀進行深度分析，對LED半導體照明技術進行優化創新[5]。在照明設備市場中占據更高的市場份額，實現在全球能源危機的背景下依然得到快速推廣的必然發展趨勢，結合我國現有的經濟發展現狀充分挖掘LED半導體照明設備的核心技術，使其擁有自主的知識產權、縮小與發達國家之間的技術差距，提升我國在半導體智能領域的地位，實現在光學設計、電源管理以及散熱技術研究領域的多項難題攻克，為后續的創新發展奠定堅實的基礎，使其取得突破性的創新進展。

7 結語

綜上所述，在現有能源極其短缺的情況下，為提升半導體照明技術的創新改革，對能源進行合理利用，應不斷提升社會大眾對能源合理利用的認知，加速LED半導體照明技術在各項領域中的合理利用。半導體的照明技術在電路設計以及材料創新等領域取得了良好的反響，并在科學發展過程中起到了較強的推動性作用。