LED照明系统的思考

LED照明系统的思考

李虎

广州德浩科视电子科技有限公司广东广州510000

摘要：一般照明最重视的是光效和寿数。LED的理论光效很高,与其他光源比较具有潜在的优势。本文从照明体系光效打开评论,计算并剖析了LED照明体系的功率及其进步途径,并对LED使用于一般照明的远景进行了考虑。

关键词：LED照明；体系；考虑

1导语

LED最具开展潜力的使用当属大规模的一般照明使用，可是,目前LED价格偏高,本钱因素制约了大功率LED的推行。一起,大功率白光LED的现有光效约为80～90lmW,与传统光源比较节能并不显着。除了进步LED光效,咱们还可经过光学和电学规划来进步LED照明体系的功率。本文围绕照明体系最重视的方针———功率打开,评论LED照明体系的光效,并对LED在一般照明范畴的使用进行了考虑。

2体系光效

发光功率(简称光效),是指灯具出射光通量与光源所耗费的电功率之比。

光效高,关于国家来说意味着节能节电,关于用户来说意味着省钱,即同样照度可以用较低瓦数的光源完成。事实上,用户关怀的是照射在实际需求照射到的面积(空间)的照度。因而,与照明体系功率相关的概念有:光源光效、灯具功率和光利用率。

光源光效=光源光通量总功率;

灯具功率=灯具出射光通量光源光通量;

光利用率=要求被照明的有用面积内的光通量光源光通量。

因而,照明体系的功率为体系光效=光源功率×光利用率=驱动器功率×光源光效×光利用率由于驱动器功率一般为90%左右,各类光源不同不大,故本文首要针对光源光效和光利用率打开剖析和评论。

2.1光源光效

首要,剖析一下光源光效。光源光效可表示为

表1各种光源光效比较

由表1可见:当时LED的绝对光效约为70～90lmW,比高压钠灯、金卤灯、荧光灯等略低。可是高压钠灯、金卤灯、荧光灯等光源的光效进步难度较大,而LED的潜力巨大,其理论光效为355lmW。由于现有技能和工艺水平的限制,LED不可能到达理论光效值。但近年来LED的光效已在快速进步,如中村修二已得到20mA下150lmW的实验室成果,而Lumileds公司在350mA下得到132lmW的光效。可以预见,从光效来看,LED将成为现有其它光源的微弱对手。

2.2光利用率

该部分将经过一个照明体系的比方,来剖析体系的光利用率。图1所示是一个LED照明体系。光源宣布的光经过灯具配光后投射在方针照明区域上。照明体系出射的是一个圆形光斑,而用户需求照亮的是一个矩形区域。

图1光源光利用率

由前面的剖析,可得:

光源光效=100015=67(lmW),灯具功率=(6501000)×100%=65%,光利用率=(4501000)×100%=45%。所以该照明体系的光效=光源光效×光利用率=67×45%=30%。

3一般照明用LED器材的考虑

关于这个问题，我们这样考虑:首先，行业的发展是购物中心的需求解决，然后技术的可行性将会根据部门的需求进行调整。也就是说，百货公司的需求决定了行业的发展方向，但是要达到这个方向的具体方式和方法是由技术决定的。例如:如果对该行业的方向进行投票，对企业的需求将有向一个方向进行投票的权利，而技能将有权利在一个方向上投反对票。因此，在考虑LED照明行业的发展方向时，有必要考虑一下:一般照明需求是什么?我们知道一般的照明需求是高发光效率的照明系统，所以光效应是LED照明系统的一个重要政策。在文章的最后，我们将对LED行业和产品的方向进行猜测:(1)假设商业LED的光效应在几年之后将达到150lmW,LED灯和灯具将如何使用?答1:许多精心安排的LED包装设计是不合适的。LED灯的尺寸取决于散热器的大小。紧密放置LED会增加散热困难;与单次LED相比，LED的紧固度要大于单个LED，而且光学规划的难度也可以增加。紧密地放置多个led，增加眩光。答案2:一个实用的单一LED并不像越大越好。LED的高温上升会导致光通量的降低，而大功率LED芯片会比小功率LED芯片更加激烈，这将降低设备的总发光效率。如果对大功率芯片的需求增加了芯片的尺寸和发光点的增加，将增加光学规划的难度。当然，并不是功率越小越好，光的总通量应该和发光效率一样。答3:分散显示的多重LED组合是一个更合理的通用照明使用方案。这样，灯具的整体尺寸就会更小，照明效率也会更高。以上三点是基于对现有根的LED光效应的进一步改进，但与理论光效应仍有很大的距离。如果光电转换功率达到或接近理论值(如超过80%)，上述分析将不会完全建立。因此，散热不会成为问题，只要20%的能量需要散热。但小尺度有利于光效应的分析。(2)LED行业在中国有着广阔的发展前景。我国有良好的照明产业链;如果LED在多种组合中使用，组合的多样性将产生产品的多样性，多样性的产品将更有利于我国的生产。例如，CFL的生产就是一个很好的例子。因此，可以估计我国将继续是一个大国LED灯。上游(芯片，外延)世界将进入我们的国家。我国的上游研究和发展将加快这一进程。

参考文献：

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[3]谢吉丽.对国内城市照明系统节能减排监管的思考[J].城市公用事业,2011,25(02):16-18+20.