新型光源LED照明技術(shù)

退休工程師 2011-10-27

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傳統(tǒng)的照明技術(shù)存在發(fā)光效率低（一般白熾燈發(fā)光效率20％左右，普通節(jié)能燈40～50％左右）、耗電量大、使用壽命短，光線中含有大量的紫外線、紅外線輻射，照明燈具一般是交流驅(qū)動，不可避免的產(chǎn)生頻閃而損害人的視力，普通節(jié)能燈的電子鎮(zhèn)流器會產(chǎn)生電磁干擾，且熒光燈含有大量的汞和鉛等重金屬，無法全部回收則造成環(huán)境污染等問題。現(xiàn)代生產(chǎn)和生活的發(fā)展迫切需要一種高效節(jié)能、無污染、無公害的綠色照明技術(shù)取代傳統(tǒng)照明技術(shù)。近年來，經(jīng)過科學(xué)家的技術(shù)攻關(guān)，一種新型光源技術(shù)—LED照明技術(shù)正在趨于成熟，并開始投入生產(chǎn)，走向市場。

　　LED（LightingEmittingDiode）即發(fā)光二極管，是一種半導(dǎo)體固體發(fā)光器件。它是利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料，在半導(dǎo)體中通過載流子發(fā)生復(fù)合放出過剩的能量而引起光子發(fā)射，直接發(fā)出紅、黃、藍(lán)、綠、青、橙、紫、白色的光。LED照明產(chǎn)品就是利用LED作為光源制造出來的照明器具。LED技術(shù)始于上世紀(jì)五、六十年代，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和家庭生活，例如電子表、數(shù)字式萬用表、LED液顯電視機(jī)、微機(jī)液晶顯示器、交通信號燈等，應(yīng)用實例舉不勝舉?，F(xiàn)在科技人員研制出的大功率ＬＥＤ照明光源系列產(chǎn)品通過鑒定，填補了國內(nèi)此類產(chǎn)品的空白，并以此打開了局面，開始向產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。經(jīng)有關(guān)部門技術(shù)鑒定，LED照明技術(shù)具有以下特點：

　　·高效節(jié)能。1000h僅耗1kWh電（普通白熾燈17h耗1kWh電，普通節(jié)能燈100h耗1kWh電）；

　　·超長壽命。使用壽命一般50000h左右（普通白熾燈使用壽命僅有1000h，普通節(jié)能燈使用壽命也只有10000h）；

　　·光線健康。光線中不含紫外線和紅外線，不產(chǎn)生輻射；

　　·綠色環(huán)保。不含汞和鉛等有害元素，利于回收和利用，而且不會產(chǎn)生電磁干擾；

　　·保護(hù)視力。直流驅(qū)動，無頻閃；

　　·光效率高。發(fā)熱小，90％的電能轉(zhuǎn)化為可見光；

　　·安全系數(shù)高。驅(qū)動電壓低、工作電流較小，發(fā)熱較少，不產(chǎn)生安全隱患，可用于礦場等危險場所；

　　·市場潛力大。低壓、直流供電，電池、太陽能供電即可，可用于邊遠(yuǎn)山區(qū)及野外照明等缺電、少電場所。

　　經(jīng)科技人員的努力探索研究，現(xiàn)已推出大功率照明LED專用驅(qū)動器，體積小，成本低，便于安裝，且采用市電220V輸入或直流8～450V輸入，穩(wěn)壓大電流恒流（可調(diào)范圍100~1000mA）輸出供電,非常穩(wěn)定?？沈?qū)動10個以上1W、3W、5W大功率LED。用于臺燈可實現(xiàn)手動調(diào)光、遙控調(diào)光等功能。

　　近年來，LED在顏色種類、亮度和功率方面都有了極大的提高，以其令人驚嘆而欣喜的應(yīng)用在城市室內(nèi)外照明中發(fā)揮著傳統(tǒng)光源無可比擬的作用。LED壽命最長可達(dá)10萬小時，意味著每天工作8小時，可以有35年免維護(hù)的理論保障。低壓運行，幾乎可達(dá)到100％的光輸出，調(diào)光時低到近乎零輸出，可以組合出成千上萬種光色，而發(fā)光面積可以很小，能制作成１mm2。經(jīng)過二次光學(xué)設(shè)計，照明燈具達(dá)到理想的光強(qiáng)分布。

　　快速發(fā)展的LED技術(shù)將為照明設(shè)計與應(yīng)用帶來新的發(fā)展，這是許多傳統(tǒng)光源所不可能實現(xiàn)的。如今LED照明在娛樂、建筑物室內(nèi)外、城市美化、景觀照明中應(yīng)用也越來越廣泛。

　　建筑物外觀照明。由于LED光源小而薄，線性投射燈具的研發(fā)無疑成為LED投射燈具的一大亮點，因為許多建筑物根本沒有地方放置傳統(tǒng)的投光燈。LED的安裝便捷，可以水平也可以垂直方向安裝，能與建筑物表面更好地結(jié)合，拓展了設(shè)計師的創(chuàng)作空間。并將對現(xiàn)代建筑和歷史建筑的照明手法產(chǎn)生影響。

景觀照明。由于LED不像傳統(tǒng)燈具光源多是玻璃泡殼，它可以與城市街道家具很好的有機(jī)結(jié)合，可以在城市的休閑空間如路徑、樓梯、甲板、濱水地帶、園藝進(jìn)行照明。對于花卉或低矮的灌木，可以使用LED作為光源進(jìn)行照明。LED隱藏式的投光燈具會特別受到青睞，固定端可以設(shè)計為插拔式，依據(jù)植物生長的高度，方便進(jìn)行調(diào)節(jié)。

　　標(biāo)識與指示性照明。需要進(jìn)行空間限定和引導(dǎo)的場所，如道路路面的分隔顯示、樓梯踏步的局部照明、緊急出口的指示照明，可以使用表面亮度適當(dāng)?shù)腖ED自發(fā)光埋地?zé)艋蚯对诖怪眽γ娴臒艟撸缬皠≡河^眾廳內(nèi)的地面引導(dǎo)燈或座椅側(cè)面的指示燈，以及購物中心內(nèi)樓層的引導(dǎo)燈等。另外，LED與霓虹燈相比，由于是低壓，沒有易碎的玻璃，不會因為制作中彎曲而增加費用，值得在標(biāo)識設(shè)計中推廣使用。

　　室內(nèi)空間展示照明。與傳統(tǒng)光源比較，就照明品質(zhì)來說，由于LED光源沒有熱量、紫外線與紅外線輻射，對展品或商品不會產(chǎn)生損害，燈具不需要附加濾光裝置，照明系統(tǒng)簡單，費用低廉，易于安裝。其精確的布光，可作為博物館光纖照明的替代品。商業(yè)照明大都會使用彩色的LED，室內(nèi)裝飾性的白光LED結(jié)合室內(nèi)裝修為室內(nèi)提供輔助性照明，暗藏光帶可以使用LED，對于低矮的空間特別有利。

　　娛樂場所及舞臺照明。由于LED的動態(tài)、數(shù)字化控制色彩、亮度和調(diào)光，活潑的飽和色可以創(chuàng)造靜態(tài)和動態(tài)的照明效果。從白光到全光譜中的任意顏色，LED的使用在這類空間的照明中開啟了新的思路。長壽命、高流明的維持值（10000h后仍然維持90％的光通），與PAR燈和金鹵燈的50～250h的壽命相比，降低了維護(hù)費用和更換光源的頻率。另外，LED克服了金鹵燈使用一段時間后顏色偏移的現(xiàn)象。與PAR燈相比，沒有熱輻射，可以使空間變得更加舒適。目前LED彩色裝飾墻面在餐飲建筑中的應(yīng)用已蔚然成風(fēng)。