家庭照明模式的全解析

標簽：LED 照明 光源

一、 為什么要探討家庭照明模式?

家庭照明模式和人們的生活方式有關(guān)。不言而喻，現代最好的生活方式就是資源節約型，它符合可持續發(fā)展的人類(lèi)社會(huì )進(jìn)步朝流，是完成國家節能減排目標的重要組成部分。倡導資源節約的生活方式，不是要人們去過(guò)那種清教徒苦行僧一樣的生活，而是采用技術(shù)手段，在國家低碳發(fā)展的政策指導下，以人們已經(jīng)形成的審美觀(guān)念、舒適要求、生活習慣為基礎，推行健康綠色的家庭照明模式。

二、 什么是家庭照明三五模式?

直白的說(shuō)：家庭照明三五模式就是家庭及家庭附屬的庭院、過(guò)道等處的所有照明均采用35V直流低電壓供電。筆者在2004年就在網(wǎng)上四處呼吁采用這種科學(xué)照明模式，時(shí)至今日更加深感推行這種照明模式的必要性、迫切性。我們2004年在成都市區試安裝了兩棟樓的樓道燈直流低電壓照明系統，結果非常成功。我們希望推廣這種新型的照明模式，讓它不僅局限于樓道燈，而是應用在整個(gè)家庭的照明上。這種照明模式不但造?，F代的人們，還庇蔭后代，功德無(wú)量。

三、 三五照明模式有什么益處?

家庭內的所有照明線(xiàn)路的供電電壓為直流35V，照明燈全部選用LED燈。LED燈使用35V直流電壓直接點(diǎn)亮，中間不需要任何電源變換器，這樣的好處是：

1、安全性最高。國家規定36V屬于安全電壓，在人們日常生活中接觸最多的就是照明燈具，現在燈具里面根本就沒(méi)有可能危害人們生命安全的高電壓存在了。

2、在這樣的供電電壓下，LED光珠不易被損壞。在生產(chǎn)和使用過(guò)程中再做好LED光珠的靜電防護工作，LED照明燈使用壽命就能夠達到或是非常接近它的理論壽命，這也是一種資源節約。

3、因為L(cháng)ED照明燈中不需要任何電源變換器，燈成本可以最低，耗費的材料資源最少，不存在技術(shù)問(wèn)題，生產(chǎn)成本很低，每一個(gè)家庭都可以非常便宜的購買(mǎi)到任何式樣的LED照明燈。

4、全球有多個(gè)國家已經(jīng)直接淘汰了白熾燈，為什么?同樣亮度下它的耗電是LED燈的十倍。但是在我國這種燈還在被很多人到處使用，一些廠(chǎng)家也在大量生產(chǎn)，究其原因很復雜。日光燈、節能燈的缺陷是：它的耗電至少是LED燈的一倍，帶來(lái)的環(huán)境汞、磷污染以及每天人們都近距離接觸到的紫外線(xiàn)及高頻電磁波輻射更是后患無(wú)窮。一旦照明用35V供電了，這些高耗能高污染燈沒(méi)有人再使用它自然就被迅速的淘汰掉。

5、人們?yōu)榱俗屝『⒔】党砷L(cháng)，要求家庭照明的燈光無(wú)閃爍稱(chēng)之為護眼燈;要求生活環(huán)境中盡量減小高頻電磁波的輻射，利于小孩成長(cháng)老人安度晚年。這些要求都是合理的，是對的。而三五模式是直流供電，不可能有燈光閃爍，照明過(guò)程中更不會(huì )有各種電磁波、輻射線(xiàn)的產(chǎn)生，真正是健康綠色的照明系統。

四、 怎么來(lái)做家庭三五照明模式?

1、家庭內的照明線(xiàn)路一定要單獨鋪設，配套用專(zhuān)用插座?，F在一般家庭都有獨立的配電盒，照明線(xiàn)路、插座供電線(xiàn)路、空調供電線(xiàn)路等都是分開(kāi)的，互不干擾，各司其職。

2、給照明線(xiàn)路送入35V的直流電源，由指定廠(chǎng)家專(zhuān)做的開(kāi)關(guān)電源來(lái)完成，其各項技術(shù)指標都非常優(yōu)秀易于監控。最大功率300W足夠一個(gè)普通家庭照明使用了。根據我們試驗的檢測結果看，使用LED燈的普通家庭照明耗電很難超過(guò)150W。

3、LED光珠生產(chǎn)企業(yè)，應該對LED的技術(shù)參數進(jìn)行改進(jìn)，第一：盡量提高光珠的發(fā)光效率，探討光珠更加先進(jìn)科學(xué)的白光發(fā)光方式，目前LED的發(fā)光潛力挖掘還大有可為。第二：在盡量減少光珠功耗的前提下，提高光珠的工作電壓，從目前的3.2V提高到6.4V甚至更高，讓光珠的工作電流大幅下降。第三：在光珠內部并聯(lián)瞬態(tài)電壓抑制二極管(簡(jiǎn)稱(chēng)TVS)，讓它成為發(fā)光二極管的標準配置。根據多年使用LED的經(jīng)驗和我們反復的對比測試，造成LED早期失效的多數禍首都是靜電擊穿。靜電很容易產(chǎn)生，而對靜電防護的有效措施就是給LED并聯(lián)瞬態(tài)電壓抑制二極管，生產(chǎn)廠(chǎng)家輕而易舉的事何必留給用戶(hù)來(lái)為難呢?

4、在35V電壓下的LED照明燈，僅需用電阻進(jìn)行均流即可，燈內所需元器件最少。LED照明燈不怕快速的開(kāi)或是關(guān)，可以方便的進(jìn)行調光、遠距離控制等等。照明燈生產(chǎn)企業(yè)專(zhuān)注于燈具外觀(guān)品質(zhì)，除利用已有燈具的外形，要再開(kāi)發(fā)出新品種，滿(mǎn)足不同層次、不同人群的需求。LED照明燈少了電源變換部分，在價(jià)格上就能和節能燈進(jìn)行對博，可以用優(yōu)良的性?xún)r(jià)比徹底淘汰掉節能燈。

5、離不開(kāi)國家相關(guān)政策的扶持，應該在稅收、執行標準、補貼等方面向LED燈行業(yè)傾斜。如果多方論證再也找不出比這種照明模式更好的了，就應該大張旗鼓的公開(kāi)宣傳推廣這種先進(jìn)健康綠色的照明模式，以立法的形式，讓它更快更早的付諸實(shí)施。討論QQ：893454012

五、 三五照明模式會(huì )給家庭和社會(huì )帶來(lái)哪些效益?

1、對家庭來(lái)說(shuō)能帶來(lái)最直接的經(jīng)濟效益是：購買(mǎi)LED燈的初期費用可望大幅下降，用不著(zhù)經(jīng)常維修燈給家庭節省不少開(kāi)支，每個(gè)月大幅下降的電費支出更是不可小覷。其次是它能夠消除家庭最大的安全擔憂(yōu)，這種照明燈里面沒(méi)有了會(huì )對人們生命造成危險的高電壓，沒(méi)有紫外線(xiàn)和高頻電磁波輻射，沒(méi)有所謂的眩光及光線(xiàn)閃爍，可望獲得符合人眼特性的高質(zhì)量照明，小孩作業(yè)玩耍時(shí)再不用提心吊膽了;家庭中所有能夠接觸到的開(kāi)關(guān)都是低電壓的，用他們再去控制高電壓電器。

2、這一步實(shí)現后，我們就可以把家庭里面的諸如電視機、電腦、音響、DVD等電器全部低電壓化，取消這些用電器內部的電源變換器，直接使用35V電壓。能源的浪費可大大減小，各種有色金屬資源也得以節約，用電器的成本可降20~30%，這些絕對不是夢(mèng)想。

3、所帶來(lái)的社會(huì )效益是：國家可持續發(fā)展進(jìn)一步有了具體的操作對象，對節能減排任務(wù)的完成有了明確的目標?？晒澕s大量的金屬材料及進(jìn)口功率器件等物資資源及大量的人力資源。

4、現在家庭或是辦公室里使用日光燈、節能燈的人越來(lái)越多，節能燈比起白熾燈確實(shí)要節電很多，但其帶來(lái)的負面效應也不可忽視，其中較為嚴重的是它對電網(wǎng)的污染及電磁輻射。國家有非常嚴格的技術(shù)標準，對電子鎮流器的EMI指標規定了明確的檢測數值。但實(shí)際在市場(chǎng)上熱銷(xiāo)的幾乎全部是那些根本無(wú)任何EMI防護的產(chǎn)品，為什么?便宜啊。俗話(huà)說(shuō)：放鬼容易捉鬼難!筆者是搞產(chǎn)品開(kāi)發(fā)研制工作的，現在開(kāi)發(fā)電子產(chǎn)品，要多出不止一倍的成本才能滿(mǎn)足國家標準中的EMI指標，測試電網(wǎng)和家庭內的空間電磁波輻射真的要嚇死人。家庭照明用日光燈、節能燈都是利用熒光發(fā)光原理，先要有汞，然后激發(fā)汞分子階躍出254nm的紫外光線(xiàn)，紫外光線(xiàn)再被管壁上的熒光粉吸收后發(fā)射出可見(jiàn)光。中間存在三個(gè)污染源：汞—水銀、紫外光線(xiàn)、熒光粉。這個(gè)燈如果管壁上沒(méi)有涂抹熒光粉就是醫院用的消毒殺菌燈，可見(jiàn)這個(gè)紫外光線(xiàn)是對人體是有害的。平時(shí)節能燈、日光燈在使用過(guò)程中不可避免的存在紫外光線(xiàn)的泄漏，燈使用完畢后因為沒(méi)有回收價(jià)值都是被丟棄，會(huì )造成環(huán)境很難消除的汞污染和磷污染。

5、市面上會(huì )少好多劣質(zhì)的LED燈。筆者在燈具市場(chǎng)上發(fā)現，絕大部分的LED燈采用的是電容降壓方式，如果這些燈真的被大批量接入市電電網(wǎng)，其危害性是很大的?？赡芤痣娋W(wǎng)的自激振蕩造成電網(wǎng)的最終崩潰，其損害相當大，這方面的案例筆者是看到不少，確有人就是要大范圍的使用這種燈，真的就造成了供電系統的癱瘓。不是他們的膽子太大，而是他們根本不懂就沒(méi)有預料到會(huì )有這樣的結果。如果實(shí)行三五照明模式過(guò)后，這些低劣的電容降壓燈自然就被淘汰了。

6、三五照明模式能夠給家庭帶來(lái)非常明顯的經(jīng)濟效益，根據我們測算，只需要一年至一年半的時(shí)間，一般家庭就能夠通過(guò)電費的節省收回初期的各種安裝及采購成本的投入。同時(shí)，帶給家庭成員身心歡愉和建康的高質(zhì)量生活是無(wú)法用金錢(qián)來(lái)比照的。最為關(guān)鍵的是，可以為社會(huì )節約大量的實(shí)物資源，為我們的子孫后代留下一些賴(lài)以生存所必須要有的物質(zhì)基礎。

六、推行三五家庭照明模式的困難和展望

現有的困難：

1、白光LED燈現在還有很多技術(shù)問(wèn)題沒(méi)有解決好，較為緊迫的是：1、光衰嚴重;2、光效還比較低。如果這些問(wèn)題不能盡快在技術(shù)上被突破，白光LED燈的前景不太樂(lè )觀(guān)。 筆者接觸白光LED 的時(shí)間比較早，是國內第一個(gè)把它應用到樓道照明并在多個(gè)地方推廣應用的人。筆者在長(cháng)期應用LED的案例中深感LED的損壞機理非常復雜，其形成原因也是多方面的，筆者做過(guò)很多探討，發(fā)表過(guò)的研究論文可在網(wǎng)上查閱到。

1)、LED是電壓敏感型器件，稍許電壓的變動(dòng)都會(huì )造成LED電流的極大變化，電流的升高將使LED芯片溫度升高。芯片如果長(cháng)時(shí)間處于高溫狀態(tài)就會(huì )引起它產(chǎn)生光衰。所以L(fǎng)ED燈適宜恒流源供電。麻煩的是恒流源成本要比恒壓源成本高很多，使用范圍窄。在工程現場(chǎng)，一般都還是用的是恒壓源作為L(cháng)ED的供電電源。

2)、LED又是溫度敏感型器件，隨著(zhù)溫度的升高，LED的工作電流會(huì )快速增加，這些增加的電流又會(huì )提高器件芯片的溫度，造成LED電流的進(jìn)一步增加，這是一個(gè)惡性循環(huán)的過(guò)程。如果沒(méi)有保護性的干預動(dòng)作，LED在這個(gè)惡性循環(huán)的過(guò)程中很快的就被燒毀。

3)、LED容易被靜電傷害，這種傷害往往是隱形的，很難發(fā)現，也無(wú)法檢測。靜電很容易產(chǎn)生，其電壓值都比較高。所以要求LED在生產(chǎn)過(guò)程中工人必須穿戴防靜電服裝和手套，必須使用防靜電工具在防靜電環(huán)境中操作。不準用裸露的手指去接觸LED光珠或是LED印版成品，原因除了汗跡會(huì )造成器件引腳銹蝕外，關(guān)鍵是避免人體靜電對LED的傷害。但是根據我們考察，大多生產(chǎn)制造LED光源的廠(chǎng)家沒(méi)有意識到靜電的危害性，沒(méi)有在LED的生產(chǎn)檢測過(guò)程中采取必要的防護措施。

①、價(jià)格還比較高，它距離實(shí)際市場(chǎng)的預期相差較大。

②、目前耗電還有點(diǎn)高，發(fā)熱就厲害，主要是它芯片內部熱量很難及時(shí)的傳導出來(lái)被散去。

③、它的體積很小稱(chēng)為點(diǎn)光源。恰好就成了一個(gè)問(wèn)題：作為一個(gè)發(fā)光體，人們都很自然的要用眼睛去看它一下，這時(shí)它可能就要傷害到你的眼睛。很多廠(chǎng)家解決的辦法是加裝一套光學(xué)系統，這不是好的解決方法，它使體積和成本增加，而且在很多燈具中是無(wú)法安裝光學(xué)系統的。

④ 、它的驅動(dòng)電流大但工作電壓很低，對驅動(dòng)電源的要求非?？量?，成本帶來(lái)壓力。

⑤ 、它的色溫太高，光線(xiàn)顯得陰冷使人不舒服。雖然有暖白色的品種但其光效又下降太多。

所以大功率LED現要在家用照明方面挑起重擔還有困難。受推薦的是使用φ5小功率LED光珠。這種光珠產(chǎn)生的熱量能夠通過(guò)引腳被全部傳導出來(lái)，期待它的光效能夠得以大幅提高。

2、建筑標準是一個(gè)困難。目前國家建筑標準里的照明電壓是220V，如果安裝的是其他電壓線(xiàn)路整個(gè)建筑可能被拒絕驗收。所以強烈呼吁住建部進(jìn)行專(zhuān)家論證，采用試點(diǎn)的方式逐步推廣三五低電壓照明模式，再在國家標準內納入低壓照明模式，使之能在全國推廣，盡快讓它為社會(huì )造福。

3、插座等配件是一個(gè)困難。低壓的插座插頭必須和使用220V電壓的插座插頭要有明顯的差別并且不能相互插接互換。這還是需要國家相應標準的支持。

4、人類(lèi)具有的惰性是一個(gè)困難。很多人不習慣不愿意嘗試新的節能生活方式，總是認為新方式會(huì )帶來(lái)不方便，其實(shí)是誤解?？梢酝ㄟ^(guò)試點(diǎn)試用的方式逐步消除人們的疑慮。

未來(lái)的展望:

美國飛利浦電子設備公司新近推出了一款被稱(chēng)為“超級燈泡”的新概念LED燈，耗電9.7瓦，使用壽命25萬(wàn)小時(shí)(沒(méi)有錯，25萬(wàn))，其亮度和60瓦白熾燈一樣，該燈獲得了美國著(zhù)名的2011年“照亮明天”競賽的1000萬(wàn)美元大獎。這種“超級燈泡”的工作原理是：燈泡內部安裝有可以發(fā)射273.5nm紫外光的LED光珠，這個(gè)紫外光直接激勵燈泡外壁上噴涂的三基色熒光粉就發(fā)出可見(jiàn)光。它中間不需要汞來(lái)做為中介，不但效率高，也沒(méi)有污染。這種燈需要的是低電壓驅動(dòng)，天生就是筆者竭力鼓吹的下一代家庭照明模式的配套光源。這種燈筆者前年就曾試制過(guò)，但是具有發(fā)射

273.5nm紫外光的LED光珠在我國實(shí)在是太昂貴了?，F在美國飛利浦電子設備公司的這款產(chǎn)品讓筆者相信，可能LED燈的未來(lái)是在這里!因為要大批量廉價(jià)的制造出發(fā)射273.5nm紫外光的LED光珠是完全可能的。有需求就一定有人會(huì )去不斷嘗試，隨著(zhù)技術(shù)的突破和制造工藝的進(jìn)步，這種“超級燈泡”很快就會(huì )在我國流行。