从光源的发展看LED的应用前景图文精

从光源的发展看LED的应用前景白炽灯是第一代电光源一?F创了照明的新纪元Joseph Swan（约瑟夫史力）和Thomas Edison（托马斯. 爱迪生）俩人于1879年分别独立发明了白炽灯其 实tSwan的发明比Edison早，他是在年初发明的，而 Edison的发明足在年末但出由TEdison为此申请了发 明匸利因而现在都认为白炽灯& Edison发明的tSwan倒 是很少为人知晓 维做成产胡严时的功率为60W比效只有1.4lm/Wt/f命约顷在的GE的前身就是Edison电灯公司.10Ohr现在60W的白瑕灯的光效达、SlmW,存侖达 1OOOhr.荧光灯是第二代电光源1911年芙国发明家Peter Cooper Hewltt（彼稈库柏休 伊特）申请了低压汞灯的专科 该灯是现今荧光灯的雏形启 来.GE的George lnman（乔治. 伊曼）改进了迹计,制成扇个 实用的荧光灯并于4939年在 纽约和ll金山世界博览会上展 出现今，荧光灯的光效已达 65-100lrrVW.vHID灯是第三代电光源1810年英国的化学家Sir Humphry Davy（汉 弗莱誠维爵七）在英国的空家研究院演示了 他发明的弧光放电灯该灯足由俩根分开的炭 栋构成它们接到电池俩端由此开姐了 HID照 明1,32年,开始竹高压汞灯出售.1961 年.GE的GilbertReiling （吉尔伯特瑞 令）中请第一个金属卤化杨灯的专利该灯 适合用作商业g街道和工业的照明金属卤化 物灯在1964年的他界博览会上展出接瓠亦1966年,GE公司发明的高压钠灯柯世.nacHID灯的光效达到45*150lm/W.LED是第四代电光源一24世纪照明新光源册続隅揪勰傷加魄源的水平专家们认为甚至可以翻倍！是錮齡針瞬翳飜澀勰豔評呎向且发其解色光M科 明.年Q医氏班半号外买旳友弓那 TiaRJ旳友叫址尤旧LED尤姒肖时 二；发红光.庄贸动电流为20宼安时光通铁只有千分Z相应的发光效探仅约（M流明加。3钊了80年代妙 出现fOaAlAs （W化傢怡）LED使御80臼代忘期时红色LE_ 光效达到10滾明存90年代初.两种新材料的LED比凜被开发出来.即发红光、黄 的OaAllnP （磷化傢铝）和发绿、於光的OalnN （淡化傢（见图.这两种材料 发成功.使LED的比效乂靜到人幅度的提髙.新材料的发展和光效的捉岛单个LED光源的功申和光通齟也在迅速增加. 先.毀LED的骡动电流仅为20亳几 到f 90年代.种代号为水虎侦* （-Piranha的LED比源的驰动电流增加到50-70老安.而代号为梭子0W （-Barracuda-）的 海驱动电iJH达到300Y0W安.现在已经有了駆动电流为安培级的大功率的LED/#.5.1997年成功开发生产出白光LED.现庄已开发出大功率高光效的白光LEDCK 1931LED的开发（2）G9/ gH1/0.400J15053650畝 I： 在显示倍号和装饰照明领域 里,LED已经确立了希主地位.美轮奂的LED照明为北京奥运 会增光添彩，吸引了全1比界的眼球.LED能否用于功能照明？有人认为丄ED亮度很高，用于显示很 好，但不能用作功能照明.有些人则认为丄ED性能尽管有了提 高，但现在还不能用于功能照明.实际情况究竟怎样呢？功能照明对LED的要求随着LED亮度的増加，现在我们能观察到 LED所产生的指示信号的距离已可以从儿米到 儿白米。作为指不信号，我们是直接对着它 观察。但是对功能照明，我们是要观察受光源照 明的物体，而不是青接观察光源本自。功能照明对LED的要求首先，要求LED有足够大的光通量。一般的照明需要千 流明甚至更高光通量.其次，照明光源不应是单色的，而应是白色的。根据 照明场合的不同，光源的色温可高或低，但它们的色度 坐标点都应该非常接近黑体辐射的轨迹.另外，它们的 光谱特性应保证它们有很好的显色性第三，现在普遍采用的照明光源，如白炽灯，荧光灯 和高强度放电(HID)灯产生光的成本都比较低，I.ED只 有大幅度的降低自身的生产成本才有可能与它们竞争。 当然，由于LED寿命长，灯具的利用效率高，成本略髙 于普通光源也还是可以接受的.黑体辐 射的轨 迹典型的LED和传统光源特件的比较顔色功車光效CCT或主波长显色指数存命白色1W71 ImWS500K7050khr殛白色1W30 Im W5500K90SOkhr1W33 ImAVSSOnmOkhrfi色1W16 Im Wronm50khi红色1W58 Im W625ninSOkhr胶珀色1W50 InVW590nm50khi 白炽灯60W14 ImW5S00K1001khr茨光灯12W83 ImW4100K7820khrHID400W80 Im W4000K6924khr数据来源于首尔半导体,Cree：GE.Philips和Osram簣公司2006年产品目录2009年 140日亚公司在07年召开的第11届国际光源科技研讨会上立布，他 们在实验峑研发出光效高达1501m/W(动取流为20mA)的白光1同)。据Cree公司2007年9月13日报道,该公司研发的I,ED在350mA时冷 白光(5813K)的光效经英国国家标准研究院(N1ST)检测已达1291m/W, 暖白光(2950K)的光效为991in/W.该公司单芯片的最大功率达 14. 6见驱动电流为4A,冷白光的光通量为10501n(!),光效为 721 m/W, fl光的光通量为7601m,光效为521m/W.这些产品将于1到2 年内上市.Cree公司2008年们月20日又发布借息：该公司1x1 mm芯片在 350mA时的实验室光效达161lm/W,tt色温为4689K.现在飞利浦Lumileds.Cree和欧司朗等公司W1WU光LED帛产 产品的光效都达到100lm/W的水平.CreeLED下照灯 从出生用到大学毕业飞利浦的高效LED筒灯 最近，飞利浦公可推出一款LEDfSffT. 它的功率为18W,光通为10341m.灯貝的光效为 57lm/WJhCFL 灯 节 4150%.灯的色温4000K, 显色指数80在 25C的坏境卜,5 万小时后光通维 持率为70%.库伯公司的LED卜照灯 获得能源之星 该灯具功率为15W,光输岀为 697lm,色温为3045K,显色指数 为80.可以调光寿 命为5万小时.适合用作商 从，氏院和家 居等处的照 明町变色温的LED灯具英国的PhotonStar LED 公司垠近推出款非常有 特色的LED灯貝，计划在 今年2月的ARC 2009展 览矣I：展出.该LED灯具不仅兼有高光 效,髙显色和长寿命的优 点,更为出色的足能在啜 白光和冷色光之河tJ由变 换它的光效大于80lm/Wt 寿甜5万小时该灯的色温 能在2500-10000K之间进 行调廿而口.显色指数都 维持在90以上.在2700K 时 CRIft 达 96.LED路灯有助于提高道路照明的安全 与高压钠灯相比，LED是白光，且有更好的显色性。口光可以看成是由黄光与蓝光混合而 成(采用YAG荧光粉的白光LED正是如此)。 道路照明不单要考虑中央视觉(on-line vision),同样童要的还要考虑对周边目标的 探测能力(off-line vision),参见图。而后者取 决于处于视网膜周边区域的视杆细胞的视觉能力。这就意味着包含了短波长蓝光的白光更加 有利丁人眼对周边物体探测。因而采用白光 LED路灯可以增加道路照明的安全性。熾市的安金衣求巾区ifiWUW期必復保UEHD部的济X08年仆月初我们有幸与Prof. Dr. WputVan Bommel就LED路灯进行了十分有益的研讨。他是上一届国际照明委员会的主席， 是飞利浦全球照明设计与应用中心(LIDACLighting Design & Application Center) 的主任。他是公认的国际照明大师，是道路 照明的泰斗。他出版了世界上最早的道路 照明专著。对我国研究和推广LED路灯的情况他也十分关心，评价是正面的。 LED灯具的发光效能应大丁55 Im/W.光色要求:同一批次的LED灯具芯片色温应保持一 致，色温偏差范围不超出土5%,寿命期内 色温变化波动范围不超出5%,同时应保 证色坐标U, v值的偏移届不人于0.005uva (u、v为CIE196均匀色空间色坐标)。“导则”草稿摘录:推荐功率：10W、20W、30W、60W、90W、120W.150W 180W、240W. 300W,工程应用：执行城帀道路照明设计标准CJJ 45-2006) 城市夜景照明设计规范(JGJ/T163-2008) 城市道路照明匸程施匸及验收规程(CJJ-LED路灯成本:II iw为高丿七钠灯的34倍 (以索恩250W高压钠灯比较)。 LED道路照明等流明造价：0.76元/Im 是高压钠灯(250W ) 0.13元/Im的6倍 左右LED照明应用的技术瓶颈与关键问氓 发光效率：制约光的高效利用，决定节能程度 、 散热：影响寿命和品质稳定性驱动电路：制约整灯寿命光电单兀模块化与互换：彫响运行维护成木的降低我个人认为，当前应大力研发LED室内照明 为主，室外照明为辅。国外市场的成功案例市场上已经出现了大量的LEb替换灯： PAR.MR, A型灯，小夜灯，球泡灯等等 LED PAR 20 CCT： 3000K功率：7 W光输出：2001m CRI： 82180CFL筒灯效果108 II的LED简灯效果小功4 LED芯片效率 高，散热容易电源效 率低.配光难度犬MWNI斯坦利电气LED灯泡通过采用岛敬热性的 国瓷.蔽热器（外注）町以缩小.除上方 外还对以照亮周個斯H!利电气LEDtJ泡的哉面您象图由FLED基片b故热签fjRfl法充分傀 导热就因此内加填充了连接音的填充 材料芯片封装散热技术” CWIMI kF IMU IVII木钙捉供的LEDH装铜板债做的引线 椎架同迄在价格较低的H瓷外处I，讥 W主宴通过引线柩架向散热器传导.IJ本钩的LED貝装试制乩与导热分析的结果该 公诃开发出了能够以低r制熔点的温丿q烧制.|IL与制搖合能力较鬲的酎瓷。试制貼可以安装I 10个LED芯片.#撚件艇良好.LED芯片勺引 线梅架的鮎度”约为20LED光源代替白炽灯照明时的最佳时刻？60W白炽灯600LM)小时灯二100元 电费=100度=60元 总价=160元一力 小时 110只灯泡二20元 电费=600度=360片总价=380元?三力 小时190元三万 小时1140 )相同光通犠10WLED球泡灯600LM仑一-力小时LED省220元，平衡点3000小在LED光源代替白炽灯照明时的3000 Hours几种光源及附件的价格比较光源名称高压朗丫厂高显灯令碍再化钿一常用的功半150-400150-400150400细询荧比灯 36 won pw ISsWSiT 9门炽灯60-100LEbSjr150250毎底的丫均冬毎10001m尢通城 考价格（儿）|的价格（尤1.2-0671.2-0 67120-56150-7.01.9-1011.0-1201.7-0812.7-13.2218003-0.0227-1630 100lm/n/ 300 4 riCXXm/wl每 1000的价格(0 67-0 31125-0 594 8-2.314-452 5-263 (Bk600dM27-1612（2.5力小时）（6 （5万小时）3.3（1.2万不IFD4 3（24小时;