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    分析未來LED燈具照明技術的發展趨勢

    文章出處:網責任編輯:作者:人氣:-發表時間:2013-09-22 09:32:00【

      LED小巧輕量、驅動電壓低、全彩色、壽命長、效率高、耐振動、易于控光等特性,為設計用于不同場所和目的的照明系統提供了優越條件。人們習慣于看日光下的東西,對于通用照明來說,人們需要的主要是接近太陽光品質的光源,所以白光LED是半導體照明科技的重要指標。由于單只LED功率小,光亮度低,不宜單獨使用,為此必須將多個LED組裝在一起設計成為實用的LED照明系統。但目前白光LED與通用照明的要求還有一定的距離,還存在諸多技術與成本問題急需解決。

      1)燈具系統的熱量管理

      一般常稱LED為冷光源,這是因為LED發光原理是電子經過復合直接發出光子,而不需要熱的過程。但由于焦耳熱的存在,LED在發光的同時也有熱量伴隨,而且對于大功率和多個LED應用的場合,熱量積少成多而不能小覷,LED不同于白熾燈、螢光燈等傳統照明光源,過高的溫度會縮短,甚至終止其使用壽命。而且LED是溫度敏感器件,當溫度上升時,其效率急劇下降,所以系統結構設計及散熱技術開發也是LED應用需面對的課題。由于強制空氣冷卻通常在光源中是不可取的,所以隨著輸入電功率的提高,散熱片和其他增強自然對流冷卻的方法就在LED燈和光源設計中發揮日益重要的作用。

      2)提高顯色性

      目前白光LED普遍使用發藍光LED疊加由藍光激發的發黃光的釔鋁石榴石(YAG)螢光粉,合成為白光。由于其發光光譜中僅含藍、黃這兩個波譜,所以存在色溫偏高、顯色指數偏低的問題,不符合普通照明要求。人眼對色差的敏感性大大高于對光強弱的敏感性,對照明而言,光源的顯色性往往比發光效率更重要。所以加入適量發紅光的螢光粉并能保持較高發光效率是LED白光照明中的一個重要的課題。

      3)燈具系統的二次光學設計

      傳統燈具長期以白熾燈、螢光燈光源為參照物來決定燈具的光學和形狀的標準,因此LED燈具系統應考慮摒棄傳統燈具加上LED發光模組的組裝方式,充分考慮其光學特性,為LED光源專門設計不同的燈具。光學系統設計內容主要包括如下幾個方面:①根據照明物件、光通量的需求,決定光學系統的形狀、LED的數目和功率的大??;②將若干個LED發光管組合設計成點光源、環形光源或面光源的“二次光源”,根據組合成的二次光源,計算照明光學系統;③構成照明光學系統設計的“二次光源”上的每只LED管子配光分布控制十分重要。

      由于LED發出的光束集中,更易于控制,且不需要反射器聚光,有利于減少燈具的深度。例如,利用平面鏡光學系統,可以只用1~2個LED就可照亮很大的表面,而燈具深度很薄;而利用光導技術,LED直接裝于光導管旁,可大大減少光源及其它組件占用的體積,制成超薄的燈具。

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