LED應急照明集成技術(shù)研究成果

　　隨著(zhù)我國經(jīng)濟的持續高速增長(cháng)，能源消耗不斷增加，能源緊張的矛盾日益突出。“研究開(kāi)發(fā)高效節能、長(cháng)壽命的半導體照明產(chǎn)品”被列入國家中長(cháng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規劃(2006-2020)“能源”領(lǐng)域“工業(yè)節能”優(yōu)先主題，我國半導體照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展正迎來(lái)自主創(chuàng )新、實(shí)現跨越式發(fā)展的重大歷史機遇。

　　2008年我國南方地區先后發(fā)生冰雪和地震重大自然災害，電力中斷，嚴重影響了救災工作和災區人民的生活，應急照明產(chǎn)品在救災搶險、醫療救護等方面顯得尤為重要，特別是LED具有體積小、壽命長(cháng)、效率高、低電壓、使用安全、節能等一系列優(yōu)點(diǎn)，因此科技部將“LED應急照明高效驅動(dòng)技術(shù)與系統可靠性研究”列為2008年863課題進(jìn)行研究和開(kāi)發(fā)。

　　一、LED應急照明應用的重要性

　　應急照明是現代公共建筑及工業(yè)建筑的重要安全設施，它同人身安全和建筑物安全緊密相關(guān)。當建筑物發(fā)生火災或其它災難，電源中斷時(shí)，應急照明對人員疏散、消防救援工作，對重要的生產(chǎn)、工作的繼續運行或必要的操作處置，都有重要的作用。通過(guò)LED照明應用產(chǎn)品的研發(fā)和推廣應用，可以改變我國目前日常照明與應急照明一體化產(chǎn)品匱乏、不能在緊急情況下保證生產(chǎn)生活要求的現狀;結合國家節能減排目標的實(shí)施，應研制系列民用應急半導體照明產(chǎn)品，此類(lèi)照明產(chǎn)品除了在日常使用中達到節能要求外，在發(fā)生緊急情況時(shí)提供足夠的光照度及照明時(shí)間，用于逃生、搶救財產(chǎn)及修復電力系統。開(kāi)發(fā)在特殊應急環(huán)境中自帶發(fā)電功能的照明產(chǎn)品，達到攜帶使用方便、可多次循環(huán)使用、具有自身防護功能的目標。

　　火災、地震等自然災害發(fā)生時(shí)，應急照明燈是逃生、救災等的必需設備，預計未來(lái)3年內具有應急功能的半導體照明系列應用產(chǎn)品市場(chǎng)需求將超過(guò)20億元。隨著(zhù)我國經(jīng)濟的發(fā)展，社會(huì )的安全意識和安全標準都有了很大的提升，其中對應急照明產(chǎn)品的要求也越來(lái)越高。這不但要求此類(lèi)產(chǎn)品滿(mǎn)足應急需求，還要具備節能、人性化、高可靠性等性能，而應急半導體照明的最大優(yōu)勢正在于此。同時(shí)，隨著(zhù)我國經(jīng)濟和社會(huì )的發(fā)展，救災搶險、野外施工等離網(wǎng)及惡劣環(huán)境下的照明需求越來(lái)越高，也對應急半導體照明產(chǎn)品產(chǎn)生了巨大的市場(chǎng)需求。

　　“應急照明高效驅動(dòng)技術(shù)與系統可靠性研究”課題的目標是以應用促開(kāi)發(fā)，突破LED照明應用急需的產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)，完善半導體照明產(chǎn)業(yè)鏈。通過(guò)照明燈具設計、二次光學(xué)設計、散熱設計、光源結構設計、驅動(dòng)電路等應用技術(shù)系統集成，促進(jìn)國產(chǎn)化器件在國內產(chǎn)品的規?；瘧?。

　　主要研究應急照明專(zhuān)用LED光源開(kāi)發(fā)、LED應急照明燈具設計、LED應急照明燈具二次光學(xué)配光設計及整體散熱設計、應急照明專(zhuān)用驅動(dòng)電源和智能控制系統開(kāi)發(fā)等內容。

　　主要考核指標為L(cháng)ED光源的發(fā)光效率≥100lm/W,熱阻：≤9℃/W,燈具發(fā)光效率≥80lm/W,色溫：3000-6000K;顯色指數：≥80;電源功率因數≥0.9,電流總諧波失真≤20%,電源轉換效率≥80%.

　　2010年課題完成時(shí)，燈具效率達到80lm/W,申請專(zhuān)利5-10項，可滿(mǎn)足抗震救災、野外勘探、軍事等應急照明領(lǐng)域的迫切需求，有助于解決應對突發(fā)事件的照明保障，建立常年應急照明產(chǎn)品供應機制，實(shí)現在災區重建、西部開(kāi)發(fā)、新農村建設等的示范應用，加快節能減排的有效推廣，提升我國半導體照明行業(yè)的國際競爭力。

　　二、LED應急照明集成技術(shù)研究的難點(diǎn)和創(chuàng )新性

　　LED應用在應急照明上還是剛剛起步，對驅動(dòng)電路的設計、應急功能的選擇及應急燈具的結構設計有待研究，特別是在應急照明的標準和應急燈具的可靠性研究上還處于滯后狀態(tài)。其主要技術(shù)難點(diǎn)如下：

　　1、LED封裝技術(shù)：科學(xué)、合理的LED封裝結構，是提高LED光源取光效率和光電轉化效率的技術(shù)關(guān)鍵。因此根據LED應急照明燈具的要求設計合理的LED封裝結構，達到光衰最小化，滿(mǎn)足散熱要求是LED光源設計的難點(diǎn)。

　　2、LED散熱技術(shù)：LED的封裝散熱問(wèn)題已經(jīng)成為制約大功率LED發(fā)展的關(guān)鍵性因素。為有效解決大功率LED散熱問(wèn)題，將采用有效的散熱與不劣化的封裝材料，將LED熱量有效傳導，并解決光衰問(wèn)題。