[01802453]高功率高效率LED照明系统研究

相比于传统照明灯具,LED在能耗、寿命等方面都有巨大的优势。尽管LED照明相关的核心技术日臻成熟且成本也不断下降,但目前LED灯具的市场占有率却并不令人满意。从功率来看,目前LED主要在应急和便携照明、装饰照明、家庭照明等小功率照明领域实现了较高的市场渗透率,而在交通、户外、大型场馆等中高功率照明领域应用相对较少。 究其原因,除了市场认知度和成本等因素外,高功率LED照明还存在一些技术问题需要解决,其中最大的问题之一是LED灯具的寿命和可靠性远未能达到LED芯片的寿命。其实对于高功率LED照明系统,在技术方面与中小功率的LED照明系统并没有太大的区分,只是随着功率的上升,对于系统可靠性和寿命的要求越来越高。 由于的特定工作环境,LED驱动电源需要可以高效率、高频、在高温环境中长期稳定工作的功率器件。目前使用的功率器件主要由硅等传统半导体材料制成,由于受材料性能的限制,器件的电学性能已经难以持续的大幅提高。相比于Si基器件,基于SiC材料的功率半导体器件具有可以在更高频率和电压下实现低的损耗,并可以在高温环境中长期稳定工作等优势。将SiC功率器件替代Si功率器件应用于电力电子电路后,可以有效的降低开关损耗、提高效率和工作温度,非常适用于LED驱动电源这样相对苛刻的应用环境。特别是随着技术进步,SiC材料和器件的商用化进程不断加速,提供产品的厂商越来越多,包括Cree、英飞凌、罗姆在内的多家公司都可以提供不同电压等级的商用 SiC SBD,同时价格也不断下降,这为其广泛应用创造了条件。 本项目研究了适用于照明等中低额度电压的SiC BMFET（双极模式晶体管）的优化设计和开关特性的研究。对比研究了SiC MOSFET和Si MOSFET的电学特性,提出了SiC MOSFET的栅极驱动方案。研制了SiC MOSFET的驱动电路并用于LED照明系统中。 通过本项目的实施,培养硕士研究生1人,指导与本项目相关的毕业设计多人。申请人及成员撰写科研论文多篇,其中已发表两篇,被录用四篇,另有多篇在审。申请专利多项,已获授权发明专利五项,实用新型专利四项。项目研究内容达到合同目标要求。