前言

近幾年興起的LED燈是照明史上的又一次重大的革新，作為新世紀(jì)的全新照明技術(shù)，得到了全世界的關(guān)注，被譽(yù)為人類(lèi)照明史上第三次革命。因其有與傳統(tǒng)照明相比具有的節(jié)能以及環(huán)保等多項(xiàng)優(yōu)越性，受到了廣大專(zhuān)業(yè)人士的青睞與國(guó)家政策的大力扶持，這種新型產(chǎn)業(yè)技術(shù)已經(jīng)顯露出越來(lái)越強(qiáng)烈的發(fā)展勢(shì)頭。

1LED照明的優(yōu)勢(shì)

1.1節(jié)能環(huán)保

隨著全球生態(tài)環(huán)境日益惡劣、能源危機(jī)不斷嚴(yán)峻的情況下，合理和節(jié)約的利用有限的資源已經(jīng)迫不及待，勢(shì)不可擋。這也因此改變了人們的生活觀和價(jià)值觀。中國(guó)作為人口大國(guó)，耗電量極大，能源危機(jī)日益凸顯，能源的緊張相應(yīng)的制約著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，為緩解整個(gè)中國(guó)全民用電緊張，降低整個(gè)能耗，就必須要全民推廣綠色照明的使用。伴隨著城市鄉(xiāng)鎮(zhèn)村道路的開(kāi)發(fā)建設(shè)，越來(lái)越多的節(jié)能照明產(chǎn)品需要與之配套投入使用。隨著LED照明技術(shù)的日趨成熟，城市化進(jìn)程的加快，綠色、高效、節(jié)能、長(zhǎng)壽命的LED路燈已經(jīng)逐步替換傳統(tǒng)的高壓鈉燈。目前，LED照明技術(shù)日趨成熟，大功率 LED燈具光效已經(jīng)超過(guò)100lm/W ，城市路燈照明節(jié)能改造成為可能。LED作為一種綠色光源，是伴隨著社會(huì)潮流趨勢(shì)發(fā)展而來(lái)，它不僅僅體現(xiàn)的是我們的新型社會(huì)環(huán)保理念，更是一種人文思想的新型事物。

節(jié)能與環(huán)保是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的兩項(xiàng)基本要素。國(guó)務(wù)院在07年7月下發(fā)《關(guān)于建立政府強(qiáng)制采購(gòu)節(jié)能產(chǎn)品制度的通知》，當(dāng)中明確指出各級(jí)政府在使用財(cái)政資金進(jìn)行采購(gòu)活動(dòng)時(shí)，在產(chǎn)品的技術(shù)、服務(wù)等指標(biāo)滿足采購(gòu)需求的前提下，要優(yōu)先采購(gòu)節(jié)能產(chǎn)品，對(duì)部分節(jié)能效果、性能達(dá)到要求的產(chǎn)品實(shí)行強(qiáng)制采購(gòu)。8月，建設(shè)部又明令要求，大城市不得在城市主干道大范圍使用多光源裝飾性庭院燈，景觀照明嚴(yán)禁使用強(qiáng)力探照燈、大功率泛光燈、大面積霓虹燈、彩泡等高亮度高耗能燈具。08年1月，財(cái)政部，國(guó)家發(fā)展改革委員會(huì)聯(lián)合發(fā)布《高效照明產(chǎn)品推廣財(cái)政補(bǔ)貼資金管理暫行辦法》，確保實(shí)現(xiàn)“十一五”期間通過(guò)財(cái)政補(bǔ)貼方式全面推廣高效節(jié)能照明產(chǎn)品。這些國(guó)家政策都有利于LED的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，并且推廣LED綠色照明已成為發(fā)展趨勢(shì)。

1.2 壽命長(zhǎng)

目前市場(chǎng)上的照明產(chǎn)品數(shù)不勝數(shù)，各種類(lèi)別產(chǎn)品參差不齊，從技術(shù)和節(jié)能環(huán)保方面來(lái)評(píng)估， LED照明產(chǎn)品基本上是獨(dú)占鰲頭。LED照明燈具即半導(dǎo)體照明燈，比白熾燈省電80%，比熒光節(jié)能燈省電50%。白熾燈的壽命為1000-2000小時(shí)，而LED燈的理論壽命長(zhǎng)達(dá)10萬(wàn)小時(shí)。據(jù)中國(guó)工程院院士，中科院半導(dǎo)體研究所的資深研究員估算道;“只要目前三分之一的白熾燈被半導(dǎo)體燈所取代，每年就可以為國(guó)家節(jié)省用電1000億度，相當(dāng)于三峽工程一年的發(fā)電量。根據(jù)十一五”固化，未來(lái)我國(guó)將開(kāi)展大節(jié)能工程，其中綠色照明、推廣高效節(jié)能電照明系統(tǒng)將是一個(gè)重要內(nèi)容。

1.3 光線柔和

隨診我國(guó)經(jīng)濟(jì)的繁榮昌盛和社會(huì)的進(jìn)步，城市的發(fā)展越來(lái)越迅速，人們對(duì)生活水平和生活質(zhì)量的要求不斷提高。城市規(guī)劃中涌現(xiàn)了一個(gè)重要的任務(wù)，那就是城市道路照明以及夜景照明健康。城市的夜景繁榮在帶來(lái)美化城市形象、鼓舞民心、振奮精神的同時(shí)，城市的夜景形象也代表著一個(gè)城市經(jīng)濟(jì)實(shí)力的象征。傳統(tǒng)的城市照明夜景系統(tǒng)，其所使用的霓虹燈等燈具，不單單在美觀上影響了整個(gè)城市的夜景景觀，而且燈具本身散發(fā)出來(lái)的極大熱量和燈光本身的頻閃對(duì)于整個(gè)城市居民的身心健康造成了一定的傷害。新型的LED綠色照明燈具其內(nèi)部的供電系統(tǒng)是把市電交流電轉(zhuǎn)換為直流電，再提供給LED光源，LED光源光色柔和，光照度均勻，燈具本身散熱量極小，并且不會(huì)產(chǎn)生閃爍現(xiàn)象，同時(shí)更不會(huì)產(chǎn)生紫外線，因此這就避免了像普通照明燈具一樣，由于紫外線的緣故，吸引很多的蚊蟲(chóng)圍繞，從而保證了城市的干凈整潔，保證了城市居民身心的健康發(fā)展，對(duì)于構(gòu)建和諧的、綠色的、溫馨的城市宜居環(huán)境極具推動(dòng)作用。

1.4 應(yīng)用市場(chǎng)的靈活性

在市場(chǎng)銷(xiāo)售日益成熟的現(xiàn)今，要想成功的銷(xiāo)售一個(gè)好的產(chǎn)品，除了要確保產(chǎn)品本身所具有的良好品質(zhì)以及獨(dú)特的性能之外，同時(shí)也需要一個(gè)廣闊的銷(xiāo)售市場(chǎng)，這樣才能夠帶動(dòng)整個(gè)產(chǎn)品所構(gòu)建的相關(guān)產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展和進(jìn)步。面對(duì)市場(chǎng)瞬間即逝的機(jī)遇，光電企業(yè)要根據(jù)自身的資源和優(yōu)勢(shì)，根據(jù)客戶(hù)實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中的需求為向?qū)В覝?zhǔn)市場(chǎng)的定位和切入點(diǎn)，以創(chuàng)新發(fā)展為目標(biāo)，突出自我產(chǎn)品的特色，才能在整個(gè)混亂的市場(chǎng)上脫穎而出。

1.5 色溫可調(diào)

與傳統(tǒng)照明相比，LED照明產(chǎn)品的色溫可調(diào)性成為其最具特色、獨(dú)樹(shù)一幟的一個(gè)地方。它可以在不同的溫度環(huán)境、不同的應(yīng)用場(chǎng)合下，通過(guò)硬件或軟件的控制，智能的變換色彩。LED光源可利用紅、綠、藍(lán)三基色原理，在計(jì)算機(jī)技術(shù)控制下使三種顏色具有256級(jí)灰度并任意混合，形成不同光色的組合變化多端，實(shí)現(xiàn)豐富多彩的動(dòng)態(tài)變化效果及各種圖像，這樣的話，它就可以滿足不同客戶(hù)對(duì)個(gè)性光環(huán)境的需求。當(dāng)它的色溫在3000K以下，光色偏紅制造出穩(wěn)重的氣氛，給人帶來(lái)溫暖的感覺(jué)。當(dāng)采用低色溫光源照射時(shí)，能使紅色更加鮮艷。當(dāng)色溫在3000-6000K之間時(shí)，顯示出清涼的藍(lán)色，人在此色調(diào)下沒(méi)有特別明顯的視覺(jué)心理效應(yīng)，但是可以帶來(lái)爽快的感覺(jué)，并且在這種光照條件下對(duì)人們的視覺(jué)是最有益處的。目前我國(guó)大部分學(xué)生教室都采用的是普通的熒光燈，而熒光燈燈源的視覺(jué)效果較差，當(dāng)電壓不穩(wěn)定時(shí)而使作業(yè)面照度發(fā)生微妙變化時(shí)，可能引起學(xué)生視覺(jué)工作效率的突然降低。學(xué)生們?cè)谶@種光譜環(huán)境下長(zhǎng)期學(xué)習(xí)，大量刺激所帶來(lái)的視覺(jué)疲勞對(duì)學(xué)生的身心健康有很大的影響。因此若我們要改善這種對(duì)學(xué)生不利的學(xué)習(xí)環(huán)境，可以在教室內(nèi)嘗試采用中色溫的LED照明燈，這樣對(duì)學(xué)生的健康成長(zhǎng)有很大的幫助。當(dāng)色溫超過(guò)6000K時(shí)光色偏藍(lán)，讓人興奮，集中注意力，帶給人清冷的感覺(jué)，很適合工作區(qū)域照明。LED變幻多彩不僅帶給人們豐富的視覺(jué)的享受，而且能夠有益于人們的身心，這在照明領(lǐng)域可謂是一次不同凡響的飛躍。

1.6 安全可靠

眾所周知，凡是有燈絲的光源經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)炸燈絲的現(xiàn)象，從而會(huì)引起相當(dāng)部分的火災(zāi)。熱能是火災(zāi)、燙傷等的根源，而LED 照明燈具沒(méi)有傳統(tǒng)燈具所謂的燈絲，比一般的鹵素?zé)舻陌l(fā)熱量降低了50%，大大減少了發(fā)生火災(zāi)的可能性。普通的熒光外觀的都是由玻璃制成，但玻璃易碎，而局部照明大部分表面都是嵌入在天花板上，經(jīng)常有砸傷人體的可能。像這種機(jī)械沖擊與振動(dòng)在現(xiàn)實(shí)生活中是時(shí)有發(fā)生的事情，在科技與室外的燈具中更是屢見(jiàn)不鮮。所以消費(fèi)者在選擇產(chǎn)品的時(shí)候，首先考慮的因素是安全第一，也是最重要的因素。LED照明燈具的相關(guān)研發(fā)設(shè)計(jì)，能夠徹底改善傳統(tǒng)普通燈具的不安全因素，做到真正的以人為本，是照明史上成功的質(zhì)的飛躍。

1.7 燈具效率高

燈具的效率主要是指有效發(fā)光率。普通的熒光燈是360度發(fā)光的，而在反方向發(fā)出的光就沒(méi)有什么用處，造成了不必要的光源消耗。所以熒光燈通常采用一個(gè)白色的燈罩，可以把相當(dāng)一部分的反向光反射回來(lái)。LED日光燈則是120度發(fā)光的，所以全部都是有效光。盡管有的時(shí)候會(huì)覺(jué)得120度發(fā)光角度有點(diǎn)偏窄，不過(guò)在絕大部分場(chǎng)合來(lái)講還是夠用的，而且這個(gè)發(fā)光角度也是可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中的需要來(lái)加以調(diào)整的，非常的靈動(dòng)適用。

2LED照明之缺陷

2.1散熱問(wèn)題

市面上暢銷(xiāo)的LED燈具，有采用單點(diǎn)的光源，也有采用多點(diǎn)的光源，這些燈具都存在著散熱的問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，LED燈工作是否穩(wěn)定，品質(zhì)好壞，與燈體本身散熱至關(guān)重要，市場(chǎng)上的高亮度LED燈的散熱，常常采用自然散熱，效果并不理想。LED光源打造的LED燈具，由LED、散熱結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)器、透鏡組成，因此散熱也是一個(gè)重要的部分，如果LED不能很好散熱，它的壽命也會(huì)受影響。另外，LED內(nèi)部封裝的芯片的尺寸大小對(duì)LED的結(jié)溫也有直接的影響，如果同等功率的情況下，使用小芯片封裝的LED燈，結(jié)溫肯定偏高，進(jìn)而使量子效率降低。在LED照明市場(chǎng)參差不齊的今天，眾多廠家為了追求效益的最大化，往往在光源芯片封裝尺寸、燈體散熱材料及面積上偷工減料，使得LED燈的散熱受到影響，LED結(jié)溫以及燈體溫度飆升。

2.2造價(jià)高

LED照明燈具的造價(jià)較高，是熒光燈價(jià)格的十倍左右，不易于普及推廣，其芯片制造的核心技術(shù)集中在國(guó)外。目前眾多公司不斷完善自己的研發(fā)技術(shù)，初步解決了LED的散熱問(wèn)題，但是面對(duì)過(guò)高的光源價(jià)格，面對(duì)過(guò)重的外殼以及較高的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本，仍然會(huì)阻礙著LED燈全方位市場(chǎng)的推廣。

2.3技術(shù)不成熟

由于目前國(guó)內(nèi)各個(gè)廠商對(duì)于LED照明產(chǎn)品的研究并不是很熟練，甚至還處在摸索爬行階段。因此大量品質(zhì)差，亮度低，壽命短的LED照明充斥整個(gè)市場(chǎng)。大品牌公司技術(shù)及研發(fā)團(tuán)隊(duì)比較成熟，其所生產(chǎn)的LED照明產(chǎn)品能夠保證有4萬(wàn)到5萬(wàn)小時(shí)的壽命。而許多小公司因其技術(shù)及研發(fā)團(tuán)隊(duì)的薄弱，導(dǎo)致其所生產(chǎn)的LED照明產(chǎn)品可能5千小時(shí)都沒(méi)有，從而間接造成目前LED市場(chǎng)上照明燈具價(jià)格相差很大的現(xiàn)狀。市面上眾多的偽劣產(chǎn)品也就影響了人們對(duì)LED照明燈具的認(rèn)同以及在市場(chǎng)的普及。

2.4照明感悟不足

對(duì)照明道路要求感悟不足，科學(xué)性點(diǎn)光源配光難點(diǎn)以及對(duì)色溫在道路照明中的重要性的忽略，容易造成眩光，斑馬效應(yīng)，和在空氣污染嚴(yán)重，下雨有霧天氣的環(huán)境中，造成燈亮而地不亮的現(xiàn)象。

小結(jié)

我國(guó)是人口大國(guó)因此能源消耗量非常巨大，造成能源日益短缺的情勢(shì)。這種嚴(yán)峻的情勢(shì)勢(shì)必給制造業(yè)帶來(lái)強(qiáng)烈的沖擊，沉重的能耗費(fèi)用大大提高了企業(yè)的經(jīng)營(yíng)成本，在導(dǎo)致電力供應(yīng)緊張的同時(shí)，也污染了我們的生存環(huán)境。因此我們要努力號(hào)召企業(yè)進(jìn)行節(jié)能改造，這不僅是一項(xiàng)利國(guó)利民的好方針，并且能夠給企業(yè)減少不必要的能源開(kāi)支，真可謂一舉兩得。

【廈門(mén)大學(xué)物理與機(jī)電學(xué)院周珍富、廈門(mén)大學(xué)物理與機(jī)電學(xué)院王亞軍副教授、陳艷玲 、賈迎春、郭捷、倪斌等人對(duì)本文均有貢獻(xiàn)】

基金項(xiàng)目：1.福建省產(chǎn)學(xué)合作重大項(xiàng)目(2011H6025)、2.福建省科技重點(diǎn)項(xiàng)目(2012H0039)、3.福建省產(chǎn)學(xué)合作重大項(xiàng)目(2013H6024).

導(dǎo)師簡(jiǎn)介：王亞軍(1969-)，男，浙江慈溪人，副教授，碩士研究生導(dǎo)師，主要從事新能源、半導(dǎo)體照明方面的研究.

作者簡(jiǎn)介：周珍富(1987-)，男，福建莆田人，碩士研究生，主要從事半導(dǎo)體照明、LED驅(qū)動(dòng)模塊方面的研究.