照明用LED光源求解五大难题

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• 发布时间：2015-09-08
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    对于一般照明来说，人们需要的主要是接近太阳光的光源，所以白光LED俨然成为照明科技的重要指标。但目前白光LED与普通照明的要求还有较大距离，还存在诸多问题需要解决。首先是光通低、价格高。例如：单个1W的LED器件，光通量约为25lm，质量好的售价要超过50元，差的也要20元。而25lm的光通量对于普通照明而言太小了，一只普通的60W白炽灯的光通量大于700lm，也就是说，要代替传统照明需要多个LED器件，还要加上点灯线路、灯壳、灯头等，如此高的成本是白光LED在普通照明中的最大问题。二是显色性差。目前白光LED普遍使用发蓝光LED叠加由蓝光激发的发黄光的钇铝石榴石(YAG)荧光粉，合成为白光。由于其发光光谱中仅含蓝、黄这两个主波，所以存在色温偏高、显色指数偏低的问题(也就使被照物体颜色失真)，不符合普通照明要求。人眼对色差的敏感性大大高于对光强弱的敏感性，对照明而言，光源的显色性往往比发光效率更重要。三是光衰问题。由于照明用光源对亮度的要求要比显示用光源高，白光LED功率要尽可能大，在大电流工作时，随着点燃时间增长，LED自身光衰加上荧光粉及封装材料的劣化等造成光通下降，照明领域通常将光通下降到初始值的某一百分值定义为灯的有效寿命结束了，所以实际功率型白光LED寿命也就大大缩短。四是发热问题。由于LED芯片的表面面积均为小于1mm2，工作时电流密度大，二极管内发热严重，如果不加以疏导，将使芯片损坏，由于照明要求多个LED组合而成，LED密集度大，长时间发光温升在所难免，所以必须加强散热，使得LED光源的体积变大，给灯的外形结构设计增加难度。五是光学系统问题。为方便替代原有的白炽灯与荧光灯，在新产品推广的前期应尽可能做到灯头及灯外形尺寸与原有光源有互换性，尽可能利用原有的灯具。由于LED灯是多个发光二极管的组合，发光表面既不是均匀的面光源，又不是单纯的点光源，而是多个发光中心的集合，配光曲线与传统的光源不同，使其在许多原有灯具中难以达到最佳照明效果。除此之外，还存在许多其他问题，有待光电子行业与照明行业共同解决。虽然目前的白光LED相对于普通照明而言，还有一段距离，但随着“国家半导体照明工程”启动，在政府的重视和推动下，科技界和产业界的共同努力下，我们相信在不远的将来，半导体LED灯一定可以走进千家万户。相关链接LED光源的优势20世纪60年代问世的LED在短短的30多年里，取得飞速发展。第一批产品出现在1968年，工作电流20mA的LED的光通量只有千分之几流明。相应的发光效率为0.1lm/W，而且只有一种光色为650nm的红色光。20世纪70年代初该技术进步很快，发光效率达到1lm/W，颜色也扩大到红色、绿色和黄色。LED从诞生至今以每10年亮度提高20倍，价格降低为原来的1/100的速度在发展。伴随着新材料的发明和光效的提高，单个LED光源的功率和光通量也在迅速增加。原先，一般LED的驱动电流仅为20mA。到了20世纪90年代，一种代号为“水虎鱼”的LED光源的驱动电流增加到50mA-70mA，而代号为“梭子鱼”的LED光源的驱动电流达到300mA—500mA。特别是1998年白光LED的开发成功，使得LED应用从单纯的标识显示功能向照明功能迈出了实质性的一步。LED光源与传统光源相比较，具有如下的优点：超长寿命，可达几万小时，传统光源一般为几千小时；结构坚固，没有钨丝、玻壳等容易损坏的部件，具有极高的抗震性能；响应速度快，光通上升时间短；对点灯线路要求低，易实现调光和智能控制；耐开关冲击，适用于频繁开关场合；高效节能，现有光效已超过白炽灯，理论光效可达200lm/W；不含汞、铅等有害物质，没有污染，绿色环保。

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