LED的发展方向

成都  郑国全

      一、什么是LED的发展方向？

　　我们所说LED 的发展方向有两层含义：一是它的应用领域；二是它本身如何发展。LED是发光二极管的简称.它是一种半导体器件，我们仅讨论白光LED。白光LED的应用范围越来越宽,但是它的最大和最终的应用是在家庭照明方面。白光LED具有诸多的优点，非常适合做照明光源。但是它要在家用照明上得到大量的应用，还必须在价格、发光效率、可靠性等方面有更多的突破，这三者缺一不可。而且需要LED生产厂家和灯具厂家的共同努力。明确了LED的应用领域，就要解决LED本身应该怎么做了。

　　二、家用照明大功率不是LED的发展方向

     在家用照明方面，大功率LED我们用了很多，也做了很多的产品上市，尽管它的优点有很多，但是它存在的问题却难以克服，最终也就导致我们放弃了使用它。

　　⑴ 价格太高，无法降下来。尽管和开始的价格比较，现在的大功率LED的价格已经是很温柔了，但是距离人们能够接受的程度仍然相差太远。

　　⑵ 大功率LED的耗电很大，当然发热就大，必须要解决它的散热问题，这就使灯具的成本大幅上升，使它销售起来就更加困难。

　　⑶ 大功率LED的体积很小，我们称之为点光源。但这恰好就成了它的不足。作为一个发光体，人们都很自然的要用眼睛去看它一下，这时它可能要伤害到你的眼睛。这就让所有的人都讨厌它。

　　⑷ 它的驱动电流大，而工作电压很低，对驱动电源的要求非常苛刻，必须要使用专用电路，就使成本又大幅上升。

　　⑸ 它的色温太高，光线显得阴冷令人不舒服。虽然有暖白色的品种可供选择，但是光效又下降太多。
所以我们的结论是：大功率LED在家用照明方面没有用武之地。

　　三、哪种LED才值得发展？

　　目前LED发光效率最高的就是Φ5小功率LED，它的发光效率轻易的就能达到100LM/W，而且正在快速提高，已经超过了150 LM/W。国内小功率LED的发光效率也在不断提高,而白炽灯的发光效率不到20LM/W，小功率LED的发光效率已经明显比白炽灯高出很多了，而且性能稳定，其发光效率还可大幅度的提高。多个小功率LED聚集到一起，完全能够实现照明功能。例如我公司最新的LED发光效率为100LM/W的照明效果演示装置，就是用300多个0.06瓦的小功率LED制作的。目前我们制作照明用的小型LED照明灯或者LED楼道灯等产品，都是用几十个小功率LED制作的。小功率LED就基本克服了上述大功率LED的不足：不考虑散热问题就可使用现有的灯具；可不用专用的驱动电路；光珠间的串联并联可灵活应用；为了改善色温可在中间夹杂其它色彩的光珠；为了保护光珠提高整灯的可靠性我们就有可能在每个串联支路都加上保护器件；其光线是散开的对人眼没有伤害等等。现在我们制作出来的照明灯其价格已经在人们的可接受范围内，并越来越受到大众的青睐。随着技术的必然发展，它的各种性能会更加提高，成本也会降低。

　　四、小功率LED还有哪些工作要做？

　　⑴ 想方设法的降低成本。目前白光LED的成本约4毛，有希望降低50%或更多。

　　A　采用大规模流水生产线，把生产效率提高再提高。
　　B　降低材料损耗。比如减小发光面的高度;采用长短两种规格的引脚等。我们在实际的使用中就感到，引脚太长完全是浪费，我们还没有发现需要长引脚的场合。
　　C　在不降低质量的情况下选用便宜的替代材料。

　　⑵ 投入资金和人力在发光效率上尽快的取得突破，太阳能电池就是很好的借鉴。目前LED仅有百分之十几的发光效率实在是太低了，大有潜力可挖。同时发光效率的提高就意味着热量的减少。

　　⑶ LED在理论上其寿命是相当长的，但实际使用中却不是这么回事。它的损坏机理还有待进一步研究，使其寿命至少达到或接近理论值。

　　⑷ 现在白光LED的制作方式是兰光加荧光粉，必须寻找新的制作方法，才有可能大幅提高LED的发光效率，降低它的生产成本。

　　⑸ 目前LED的额定工作电流是20mA，使它的工作电流再尽量降低其意义太重大了。很多技术文章探讨的方向是怎样来提高LED的工作电流，我认为是不恰当的。工作电流大了，热量也就大了，散热措施也要加强。

　　五、LED灯的供电

　　LED灯的供电目前多数是用220V市电直接用阻容降压来获得。这种方式的好处是线路简单，成本低。但它的坏处是很多人所不了解的。首先是不安全。220V稍不注意可是要收人命的。照明器具是和人类接触较多的电器，尤其是小孩和老人最不安全。其次是大量使用电容直接串接在供电线路中，很可能造成市电供电线路的自激震荡而形成事故，是电力供电局最忌讳并反对的。再次是电容的使用特点，它的耗电和负载无关，在自动开关时看见灯不亮了，但实际上整个灯还在用电。还有就是用220V供电对元器件和光珠的性能要求就要高得多，它们就容易被损坏。

　　国家规定安全电压是36V，我们建议就用36V的低压直流来作为照明的供电电压，其好处是：
　　1、安全，在万一有漏电的情况下也不会造成人身伤亡事故。
　　2、效率最高，在用自动开关的情况下，灯灭就肯定不耗电了。
　　3、这个电压是最适宜LED光珠的使用，光珠不会被损坏，整灯中所用元器件最少当然成本就最低。
　　我们采用这种方式搞了好几个楼盘，效果真的是很好。现在我们正在起草有关的标准，希望国家建设部能出台新的住宅标准，规定24V或36V就是照明电压。一旦确定，全国人民就都能受益了，就真正实现了资源的最佳配置。

　　六、LED灯的控制

　　实现LED的自动控制现在一般是采用声光控制开关或人体感应开关。按照国家“消防法”的规定：开关底盒内不得敷设零线，在住宅建筑的开关预留孔内就只有一根火线了。而现在市场上销售的声光控或人体感应开关，都无法实现对节能灯和LED的控制，或必须要有零线才能工作，这就和现有的国家标准是冲突的。我们开发成功的自动开关包含了这两种类型，其静态工作电流（通电状态不需要点亮灯时整灯的耗电），经过权威检测机构的严格测试，证明其耗电电流不超过20微安（4.4W），可以使用3W~40W的节能灯或2.5W~20W的LED灯。这样就可以在走廊、过道、阳台、仓库、车库、地下室或其它场合安装这种自动开关，实现对灯的自动控制了。而在市场上流行的自动开关经我们检测在灯不亮的情况下它本身的耗电都在14mA以上。有对比数据可以证明：使用新型的自动开关配5W的节能灯就比使用25W白炽灯配现在市面流行的自动开关一年节省的电费就是31元。据保守估计，成都市现在正在使用的这类灯不会少于250万盏，若全部改用节能灯配新型自动开关仅电费就可节省7550万元以上，全国就可节省几十亿元，更不要说是用LED灯了。节能灯由于存在环境污染等诸多的不足肯定会很快的被淘汰，所以LED灯的发展前景是非常的美好。

 

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