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淺談LED光源的能效問題

出處:3極管 發(fā)布于:2008-09-01 14:57:50

  LED,簡單地理解,就是半導(dǎo)體發(fā)光二極體,是目前世界上的固態(tài)照明技術(shù)。LED燈并非燈絲加燈泡的老面孔,而是以半導(dǎo)體芯片為材料的固態(tài)光源。它利用電子移動來發(fā)光,直接把電能轉(zhuǎn)換成光能。因此,LED的耗電量掉低,使用壽命較高。當一般的優(yōu)質(zhì)節(jié)能燈使用1年左右可收回成本時,大功率LED光源的維修成本低,性投入的回報更明顯。


  大多數(shù)節(jié)能燈雖然比白熾燈節(jié)能效果明顯,但本質(zhì)上還是一種螢光燈,通過低壓汞蒸氣放電照射稀土三基色螢光粉來發(fā)光,目前只能做成雙端細長管。而且,不少節(jié)能燈所含的汞等對環(huán)境有害,燈管報廢以后如果人們隨意丟棄,容易出現(xiàn)節(jié)能不環(huán)保的情況。而像LED這樣的半導(dǎo)體固態(tài)光源與螢光燈在工藝上有本質(zhì)不同,半導(dǎo)體照明用的是冷光源,不需要充氣,不需要玻璃外殼,不添加汞,從生產(chǎn)過程到使用過程直至報廢可謂全程無污染。此外,LED照明還具有顯色性好、無頻閃、光線柔和等特性。

  國外為實現(xiàn)節(jié)能的目標,發(fā)表了許多政策法規(guī)鼓勵節(jié)能燈的生產(chǎn)和使用。據(jù)瞭解,的是美國國會通過的能源法有訂出淘汰傳統(tǒng)燈泡的時程,而目前歐盟市場上已不再出售白熾燈,歐盟國家不僅對研發(fā)低成本、長壽命節(jié)能燈的企業(yè)進行補償,還對購置節(jié)能燈的困難家庭進行補償?;贚ED照明技術(shù)所發(fā)展出燈具的效能,可望在今后10年內(nèi)提高1~2倍以上。

  光源的性能,即能效,可以用它的功率與它所產(chǎn)生的亮度二者的比值來衡量,用流明/瓦(lm/W)來表示。一隻普通的Philips 60W磨砂白熾燈能夠產(chǎn)生890流明的亮度,因此該光源的能效就是15.8lm/W。根據(jù)燈泡封裝類型的不同,照明裝置的實際性能可能會出現(xiàn)大幅度下降。例如,如果將一個標準白熾燈放在凹進式光源中,用一個反光鏡反射光源,那麼由于反光鏡的損耗我們終只能得到50%的照明效率。整個照明裝置的能效就變成了7.5lm/W。

  我們經(jīng)常能夠看到某些LED制造商聲稱又進一步提高了LED照明光源的lm/W性能。比方說DOE制訂的研究計畫是將商用照明領(lǐng)域的SSL光源效率從當前的30lm/W提高到150lm/W以上。根據(jù)當前SSL凹進式照明裝置的能源之星計畫草案,我們可以計算出利用現(xiàn)有的元件構(gòu)成的SLL照明裝置的總體能效,對于孔徑略大于4英寸、相關(guān)色溫(CCT)為3000K的照明裝置,它的亮度為500lm,光源效率為每瓦35流明。

  冷白色LED的性能在過去兩年內(nèi)已經(jīng)提高了一倍。如果暖白色LED的能效也有類似的性能提升,那麼不久的將來我們就能夠看到具有80lm/W的暖白色LED。

  隔離型驅(qū)動器的選擇對于提高整個照明裝置的能效也發(fā)揮了重要作用。目前這是一個價格和性能二者之間的權(quán)衡選擇問題。線性驅(qū)動器的價格是的,但是其能效處于50%~60%的范圍之間。開關(guān)式驅(qū)動器的能效是的,一般在80%~85%之間。要想實現(xiàn)更高的能效,就需要更復(fù)雜的電路,因此驅(qū)動器的成本也就更高。

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