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高亮度LED照明应用开发必需克服技术挑战

2011/1/17/10:13来源:中国智能建筑信息网

    [慧聪灯饰网]LED发光效能持续提升,为了达到高亮度的要求,也让单一组件的功率增加不少,尤其是随之而来的运行高热状况,很可能就因为高热问题,使组件的光衰或寿命相对减低,而在组件方面若能在前段制程就考虑散热需求,要比从外在条件进行散热设计要来得更有效率,也能可持续发展更高功率、高亮度的LED组件因应日常照明应用。

    这几年下来,环保议题持续升温,让各种用电的现况出现极大的改变,终端电器就有多项极大的变革,像是CRT电视被LCDTV取代,甚至是大量耗能的白炽灯,也成为各国相继禁用的光源。

    因为观察全球19%电能耗用都是用于照明应用中,若可在日常照明导入节能灯具,对于全球的能源消耗可能产生显着的节约成效,因此,各国政府为了打造更环保的国家形象,也积极透过政策、法规与产业辅导朝照明节能化应用方向发展,而利用原有的LED或是CCFL新式光源设计来取代传统光源,进行日常照明应用,也成为照明产业的重要发展趋势。

    传统光源应用现况

    多数实际应用场合中,仍须大量的高效能、高亮度光源,例如,路灯、卖场照明、商店照明等,需高效能、高亮度的灯具设施,大多采高强度的气体放电式灯具(High-intensitydischarge;HID)或卤素灯,以达到高亮度、高照度的应用需求;而在卖场、店家的长时间需求,多半选用荧光灯管(CompactFluorescentLamp;CFL);住宅多仍大量使用白炽灯、荧光灯(CFL),或以省电诉求的新式省电灯泡。在众多实际应用场合中,耗能最高、效率最差的光源应以白炽灯为主,因为应用时会让大量电能转换成无用的热,也会让灯具寿命因此降低。

    以具体光源应用观察,日常照明市场所涵盖应用领域相当广,包含建筑物照明、标志、景观照明、零售、信号灯、街道照明和住宅照明等。若要讨论节能的效益,就必需针对现有的灯具提出科学化的*估的方法,例如以输入功率比与实际输出流明进行效能衡量,目前也多实行每瓦流明数进行*估基准(或能源效率efficacy)*估。

    不同照明方案能源效率差距大

    以现有的照明应用观察,白炽灯照明方案的能源效率最差,例如,用60W白炽灯进行照名实,能源效率约为10lm/W,相较CFL荧光灯具的能源效率就可达50lm/W。一支100WHID可具有80lm/W,相当于产生8,000流明亮度。

    LED光源效能与实用性大幅提升

    LED的特质在于本身就是1个电子零组件,与气体放电式的HID灯具、CFL荧光灯具这类光源,必需以玻璃容器内置高压气体的体积相对更小,不需内填有毒元素,组件本身就设有金属接点,并可焊接安装在任意表面上,便利性相当高。

    LED具备未来光源多项优势,其中节能效益是最受业者关注的重点。

    以往LED因当时技术受限,在亮度无法有效提升,多用于指示性用途的辅助光源,但现在以白光LED为例子,制作方式早已大幅改善,例如,透过高效能蓝光LED镀磷产生近似白光的发光效果,同时大幅提升单一组件的亮度输出,目前白光LED在能源效率已有大幅进展,色温表现4,500~6,000k下,在实验室的测试数据已可达到超越200lm/W的高效能表现。

    LED属于固态光源组件,在组件的硬度、强度较高,不会如同传统光源因为主要由玻璃制成,会出现怕摔、不耐撞击问题,也可搭配不同荧光粉设计或搭配构型设计,产制各种不同特性的光源效果,整体组件亦不含汞,同时具备超过50,000小时寿命周期,LED寿命较仅能运作1,000小时的白炽灯要高更多。

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