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高亮度LED在照明中的利用

   2013-05-08 40
核心提示: 自从上世纪六十年代出生第一个发光二极管以来,在相称长的一段时光内,因为输出流明的局限性太阳能路灯,LED只是应用在信号唆使

   自从上世纪六十年代出生第一个发光二极管以来,在相称长的一段时光内,因为输出流明的局限性太阳能路灯,LED只是应用在信号唆使用处。至九十年代,蓝光LED因为较经济的实现方式而得以产品化。进入二十一世纪,大功率白光LED被研制胜利并且敏捷地产业化。此间,因为大型照明光源电气公司的参与,例如PHILIPS和OSRAM,高亮度白光LED的光效获得了冲破性的改良,并且敏捷地开始进入普通照明的运用领域。目前,高亮度白光LED的光效在良好的散热前提下,已经超出了荧光灯的光效。跟着更多的技术与资本投入,高亮度LED的光效在一直的进步,而其本钱则开始快捷的降落,终极其机能价钱比必将为普通花费者所接收。
传统照明光源品种包括:白炽灯、卤钨灯、荧光灯和高强度气体放电灯。与此比拟,采用高亮度LED的固态照明光源存在诸多的长处:低功耗,高光效,长命命,响应快,易数字控制,环境友爱。

      

                               LED与传统光源的光效对照


   据美国能源部(DOE)表现,美国22%的电能用于照明。DOE宣称在今后20年中太阳能路灯,LED照明将在美国得到疾速遍及,可以减少62%的照明电能需要。另外,它能打消2.58亿吨的二氧化硅排放量,少建133座新的电厂。采用LED照明能使财政节减1150多亿美元。
   在中国,国度半导体照明工程研发及产业联盟已经成破。联盟制订的技术标准,将通过研究、培训等方式在同盟内部推广应用,并向政府洽购部分和标准治理部分推举,纳入到国家和行业尺度工作系统中,领导和推进国家和行业标准的制订与实行。同盟在恰当的机会将成破“联盟标准化技巧委员会”,邀请政府引导、行业专家、尺度化专家、质检机构、检测装备专家等独特参加 。国度已经出台高效照明产品推广财政补助资金管理暂行措施,这是我国政府加鼎力度推广高效照明产品,增进实现节能减排目的的又一主要举动,确保实现“十一五”期间通过财政补助方式推广高效照明产品1.5亿只,可节电290亿千瓦时,减少二氧化碳排放2900万吨。
    目前我国的半导体照明重要运用于特别照明范畴,如交通讯号灯、景观照明、LED全彩显示屏等,但节能的后果显明:如景观照明(替代霓虹灯)节能70%,交通讯号灯(替换白炽灯)节能80%;庭院灯节能70%。在功效性照明范畴,节能后果已开端浮现,如LED作为次干途径灯(替换高压钠灯)节能70%。固然初始洽购价钱是一般路灯的3倍,综合本钱约3-4年可持平。 预计当LED产品的发光效率到达 100 lm/W时,将开端进入一般照明市场,年节电500亿度,通过节电可减少CO2、SO2、NOx、粉尘排放5000万吨。当LED产品的发光效率达到 150 lm/W时,LED照明将占领 20% 的照明市场 (照明用电将超过5000亿度),每年将节俭用电 1000 亿度,超过三峡水电站的年发电量(847亿度/年)。通过节电可减少CO2、SO2、NOx、粉尘排放1亿吨。
目前,LED的成熟应用市场有:修建景观照明,建造景观照明,广告显示屏,小尺寸LCD背光源,汽车应用,太阳能LED照明。在将来,还有着更辽阔的应用远景,如中大尺寸LCD背光源,途径照明,室内普通白光照明,农业出产用人工光源,医疗用光源,LED液晶投影机,DLP背投用LED光源,航空照明光源,博物馆文物展现照明等。
    LED固态照明的工业链散布也极为普遍。在工业链的上游LED路灯,包含半导体资料供给,晶圆制作,封装等。在中游,包含功率驱动,光学组件,散热器等。在下游,包括灯具,照明治理软件,工程体系集成等。其中,功率驱动单元的作用是为LED供给恒定的电流,实现调光,混色,与上位机的通信,热监测等。目前,在良多集成电路供给商的产品线中都能找到LED驱动的专用芯片。近来LED路灯价格,该类驱动芯片的技巧趋势是,功率开关器件被集成进芯片内部,开关模式工作在更高的频率,芯片具备更宽的工作电压。对小电流的LED驱动,该类芯片通常应用开关电容来实现电荷泵,总的输出电流有限。而对大电流LED的驱动,个别采取基于电感的开关拓扑构造,如boost , buck , sepic 等。因为MHZ的工作频率,其中的电感已经可能微型化。转换效力是该类电路的主要指标之一,最佳前提下,能够到达最高95%的效力。电流环的掌握,大抵可分为两类,一是滞环节制,二是均匀电流节制。两者各有优毛病,对滞环掌握,其动态响应快但电流精度较差。对均匀电流控制,其把持精度较高,但动态响应较慢。两种控制模式均须要进行电流信号的采样跟反馈,电流的采样方法有多种,包括低端电流采样,高端电流采样跟浮置电流采样。对于不同的利用请求,能够采取不同的拓扑构造,不同的把持方法,以及不同的电流采样地位。
   总的来说,LED在照明领域中的利用极其普遍和多样,被以为是人造光源中的第三次革命,其带来的影响是极为深远的。

 
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