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| 中国LED路灯技术发展现状及问题分析 | |
| 时间:2010-3-22 11:40:41 来源:半导体技术天地 作者: 浏览 | |
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各国积极推动落实节能减排项目，尤其中国的LED路灯因商机庞大而被受LED路灯厂家重视。路灯是城市照明的重要组成部分，传统的路灯常采用高压钠灯，高压钠灯整体上光效低的缺点造成了能源的巨大浪费，因此，开发新型高效、节能、寿命长、显色指数高、环保的路灯对城市照明节能具有十分重要的意义。 当今LED路灯特点: 大功率LED路灯与常规高压钠灯路灯不同的是，大功率LED路灯的光源采用低压直流供电、由GaN基功率型蓝光LED与黄色荧光粉合成的高效白光二极管，发光二极管(LightEmittingDiode，简写为LED)是基于半导体PN结形成的用微弱的电能就能发光的高效固态光源，在一定的正向偏置电压和注入电流下，注入P区的空穴和注入N区的电子在扩散至有源区后经辐射复合而发出光子，将电能直接转化为光能。 LED作为路灯的光源，它和传统路灯光源比较有许多优点。 1、LED路灯本身具有光的指向性，没有光的漫射，保证光效; 2、LED路灯有独特的二次光学设计，将LED路灯的光照射到所需照明的区域，即路面，进一步提高了光照效率，达到节能目的; 3、LED的光源效率目前已达100lm/W，而且还有很大的发展空间，理论值能达到250lm/W。而高压钠灯的发光效率是随功率增加才有所增加，因此，总体光效LED路灯比高压钠灯强; 4、LED路灯的光显色性比高压钠灯高，高压钠灯显色指数只有23左右，而LED路灯显色指数可达到75以上，从视觉心理角度考虑，达到同等亮度，LED路灯的光照度平均可以比高压钠灯降低20%以上(参照英国道路照明标准);而且，在中间视觉水平下，人眼在高色温环境里比低色温环境更容易辨别事物，避免了某些危险状态的发生。 5、LED路灯的光衰小，一年的光衰不到3%，使用10年仍达到道路使用照度要求，因此，LED路灯在使用功率的设计上可以比高压钠灯低; 6、LED路灯可以自动调光，能实现在满足不同时段照明要求，最大可能的降低功率，节省电能; 7、LED是低压直流器件，驱动单颗LED的电压为安全电压，所以它是一个比使用高压电源更安全的电源，特别适用于公共场所。直流的特点使LED特别适合与太阳能、风电进行结合; 8、每个单元LED芯片只有很小体积，所以可以制备成各种形状的器件，并且适合于易变、易震的环境; 9、寿命长：理论寿命能使用5万小时以上; 10、LED可以进行频繁的开关而不用担心其损坏; 11、安装简便：直接将LED路灯灯头安装于灯杆替换原有的钠灯灯头; 12、散热控制出色：能将LED结点温度降到70°C以下，随着技术的发展，结点温度还在进一步下降，结点温度越低，理论上LED芯片寿命就越长; 13、质量可靠：电路电源全部采用高质量元器件，每颗LED都有单独过流保护及串并联保护，就算一颗损坏，也不会导致其他LED芯片失效; 14、LED光源不含有害金属汞，不像高压钠灯或金属卤化物灯在报废时对环境造成危害; 但是，最近听到不少专家学者的意见，认为LED作为路灯来取代高压钠灯在技术上还不成熟。主要的理由有以下几点： 1.LED的发光效率无法和高压钠灯相比 2.LED的照射过于集中，其照射的均匀度差 3.LED路灯的光衰严重，寿命不长 4.LED路灯本身自重过重，不利于安装，防风 5.LED路灯造价过高，无法普及 我们根据以上的观点逐一进行分析： 1.发光效率问题 目前来说，LED的发光效率从数字上来看的确不如高压钠灯。LED现在的光效一般在65~75lm/w，而且随着技术的发展，LED的光效每年都在提高，而高压钠灯可以达到125lm/w。但是，高压钠灯的光谱比较集中于黄色，它的色温比较低，只有2000~2500K，而LED的色温较高，可以达到3500~4500K以上。另外高压钠灯的光线是向四处发射的，有很大一部分光无法到达路面。还有，高压钠灯的显色指数差，只有23左右，感觉昏暗;而LED的显色指数高，可以达到75~80。路面明亮，感觉舒适。所以从实际的发光效果来看，LED反而可以比高压钠灯高出很多。135W的LED可以取代250W的高压钠灯，或300W的水银灯。135W的LED，其输出光通量大约只有7020流明(经过二次光学设计，会有所损失)，到达路面时的流明数仍为6500流明，而路面的平均照度可以达到16Lux(12m高杆)。250W高压钠灯的输出光通量为20，000流明。但到达路面的流明数就只有7000流明。路面的照度大约为30~40Lux，由于显色系数的差别，LED的照度修正系数为2.35倍，高压钠灯的修正系数为0.94倍。所以135W的LED经过修正以后地面的照度为37.6Lux，而高压钠灯的修正后的照度为28.2~37.6。二者相当。所以，135W的LED可以取代250W的高压钠灯，LED可以节能1.85倍，节能效率约为50%。 | |
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