發(fā)光二極管的節能與照明

我們知道發(fā)光二極管（以下稱(chēng)LED）是一種固體發(fā)光器件，它是繼白熾燈，氣體放電燈后，新發(fā)展的第三代光源。它具有很多優(yōu)點(diǎn)：節能，環(huán)保，長(cháng)壽命，瞬態(tài)響應快，不怕震動(dòng)，不受使用中開(kāi)關(guān)次數的影響等優(yōu)點(diǎn)，所以有著(zhù)廣泛的用途和很光明的商業(yè)前景。

　　現在生產(chǎn)的普通LED，它的發(fā)光效率比普通白熾燈泡高，其光效一般在20—60流明每瓦，它接近和達到熒光燈的發(fā)光效率，隨著(zhù)工藝技術(shù)的改進(jìn)提高，LED的光效還可提高，有報導日本公司的LED達到100流明每瓦可以批量生產(chǎn)。普通燈泡的光效只有10流明每瓦，即便是鹵鎢燈其光效也在20流明每瓦左右。所以用LED燈取代傳統的鎢絲燈泡是一種趨勢，前幾年歐州已宣布取消使用白熾燈泡。在中國雖然目前還沒(méi)有取消使用白熾燈泡的時(shí)間表。

　　但中國政府對發(fā)展LED產(chǎn)業(yè)很重視，初布確定了五大光電產(chǎn)業(yè)基地（它們是大連，上海，南昌，夏門(mén)，深圳）。LED燈比鎢絲燈泡節能，是眾所周知。它的發(fā)光效率比白熾燈高，LED節能的另一個(gè)方面是它的長(cháng)壽命帶來(lái)的節能效果，從目前市場(chǎng)上LED燈的壽命，大多數廠(chǎng)家都標明其壽命為五萬(wàn)小時(shí)。而熒光燈節能燈的壽命為八千小時(shí)，也就是說(shuō)要六支熒光燈管的壽命才和一個(gè)LED燈的壽命大致相等。一支熒光燈管制造循環(huán)了六次，每次從熔煉玻璃，制造熒光粉，冶煉鎢絲等，這些過(guò)程都需要消耗大量的能源（包括電力，煤碳等）。并且這些壽命終了的六支燈管變成廢物不能回收，碎片玻璃，熒光粉和少量汞將污染環(huán)境。給人類(lèi)帶來(lái)不良影響。所以說(shuō)LED燈的節能，省電是雙重的，值得推廣使用。LED的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是其壽命不受開(kāi)關(guān)次數的影響，這和氣體放電燈有著(zhù)明顯區別，熒光燈，節能燈之類(lèi)產(chǎn)品在使用過(guò)程中，燈的開(kāi)關(guān)次數跟燈的壽命有明顯的影響。氣體放電燈開(kāi)關(guān)次數越多壽命越短。

　　因為每開(kāi)一次燈都要對燈管燈絲上的發(fā)射物質(zhì)產(chǎn)生沖擊，造成涂復在鎢絲上的發(fā)射物質(zhì)損耗，最后燈絲兩端附近燈管的熒光粉變黑，這就預示熒光燈的壽命終結了。

　　LED燈的應用

　　從目前來(lái)看，LED燈主要用于城市亮化工程，交通信號燈，移動(dòng)電話(huà)的鍵盤(pán)顯示屏|顯示器件的背光照明，大型戶(hù)外廣告屏，電視屏，護攔管等。專(zhuān)用于照明方面的有城市路燈，以及各種10瓦以下的小功率照明燈具，用以代替熒光燈管的長(cháng)條形LED燈管。LED燈在汽車(chē)上的應用，以往只用于剎車(chē)燈，轉向燈，取代白熾燈泡，現在可以用LED燈作車(chē)的主照明燈，這就是一個(gè)大的突破。為汽車(chē)全面節能鋪平了道路。除此以外LED燈在航空，航天，飛機場(chǎng)跑道的導航燈，海上航標燈，舞臺燈光都有應用，只不過(guò)應用還不普遍，LED在照明領(lǐng)域的應用才剛開(kāi)始，目前也還存在一些問(wèn)題需要解決，如LED的散熱問(wèn)題，色溫問(wèn)題?，F在LED的應用企業(yè)都在努力解決這些問(wèn)題。

　　由于LED燈的工作低，白光，藍，綠LED的工作電壓為2.9---3.6伏，紅、黃、橙LED燈的工作電壓為1.9---2.6伏，它最適合采用低電壓供電的產(chǎn)品，如手電筒，應急燈，移動(dòng)電話(huà)，井下礦燈等用電池供電的產(chǎn)品。太陽(yáng)能電池，鉛酸蓄電池，鋰電池，鎳氫電池都是LED燈工作的理想電源|穩壓器。

　　當LED燈用于市電220伏，國外（110伏）作照明時(shí)，必須：一，通過(guò)變壓器或開(kāi)關(guān)電源將市電降至適合LED的工作電壓。二，使用很多的LED進(jìn)行串聯(lián)、并聯(lián)，使LED能工作于市電，采用降壓方法會(huì )增加LED燈具的成本，目前開(kāi)關(guān)電源的價(jià)格大約壹元每瓦，用變壓器降壓的方法成本還要高一些。三，還可用電容進(jìn)行降壓，利用容抗降壓，供LED燈電源，這種方法成本較低，被廣泛使用（但在電源接通的瞬間有浪涌電流）。

　　LED燈用于照明目前還很有限，僅在各地有一些試點(diǎn)，在路燈應用上有一些城市的某些路段采用了，未能普及推廣，就其原因有：

　　一，LED燈的造價(jià)比較高，國內用戶(hù)難以接受，它的價(jià)格是熒光燈的6---10倍，節能燈的4---6倍，這種懸殊的比價(jià)，國內的消費者難以接受，一般LED燈都是出口國外的居多。另外LED作路燈照明時(shí)還存在配光問(wèn)題。

　　二，當LED燈的功率較大時(shí)，散熱是比較突出的問(wèn)題，目前LED燈應用廠(chǎng)家都在努力，積極的想辦法解決散熱問(wèn)題。為節約成本，大都采用帶翅葉的鋁散熱器用空氣對流的方法散熱。

　　其它的散熱方法（如強風(fēng)冷卻，噴氣吸熱）由于成本較高，在幾十瓦的LED燈很少采用。只有大功率LED燈才考慮采納。

　　隨著(zhù)世界能源的緊張，能源價(jià)格的不斷攀升，LED節能的商業(yè)價(jià)值越發(fā)突顯。相信在全球科學(xué)界的不斷努力和技術(shù)創(chuàng )新，隨著(zhù)led芯片的發(fā)光效率不斷提升，芯片價(jià)格的不斷下降。LED燈的性?xún)r(jià)比遲早會(huì )被們所接受，盡管LED燈進(jìn)入普通家庭照明還任重道遠，但是這一天遲早會(huì )到來(lái)。