大功率LED照明中調(diào)光的必要性探討

　　調(diào)光技術(shù)的應(yīng)用將進(jìn)一步降低耗能，節(jié)省照明用電。目前，公共照明用電占整個(gè)照明領(lǐng)域三分之一，高達(dá)1000億度。在國(guó)內(nèi)，城市一般從傍晚5:30或6:00開(kāi)始亮燈，然而小型城市在夜晚9點(diǎn)后、大中城市在午夜12點(diǎn)后，道路上路人稀少，即使在北京、上海及廣州等繁華的都市，凌晨2、3點(diǎn)之后，道路上也罕見(jiàn)行人和車輛。從這一段時(shí)間開(kāi)始至清晨6點(diǎn)路燈熄滅，在低交通流量的道路上仍保持較高的照度顯然沒(méi)有十分的必要。若能采用調(diào)光技術(shù)，使得LED路燈的輸出功率在午夜12點(diǎn)后隨著交通流量的減少而降低至一半，將節(jié)約用電高達(dá)500億度，相當(dāng)于節(jié)約了2009年三峽電站全年發(fā)電量的大約八分之五（三峽電站2009年發(fā)電798.5億千瓦時(shí)），節(jié)能效果非常顯著。

　　采用調(diào)光技術(shù)，降低輸出功率，將顯著改善LED燈具的工作環(huán)境，延長(zhǎng)燈具壽命，LED發(fā)光字控制器提高可靠性。影響LED燈具可靠性的關(guān)鍵因素是溫度。無(wú)論是LED驅(qū)動(dòng)電源還是LED芯片，環(huán)境溫度越高，其壽命和可靠性會(huì)急劇下降。圖一為L(zhǎng)ED驅(qū)動(dòng)電源壽命與溫度關(guān)系，當(dāng)環(huán)境溫度為25℃時(shí)LED電源壽命高達(dá)320,000小時(shí)，而當(dāng)溫度上升至60℃時(shí)，LED電源的壽命將縮短至只有35,000小時(shí)。

　　溫度越高，LED芯片的光衰也明顯加劇。如圖二為Cree公司的LED光源光衰曲線。從圖中可以看出，LED的光衰和它的結(jié)溫有密切的關(guān)系，所謂結(jié)溫就是半導(dǎo)體PN結(jié)的溫度，結(jié)溫越高，LED光源越早出現(xiàn)光衰，也就是壽命越短。從圖上可以看出，假如結(jié)溫為105℃，亮度降至70%的LED光源壽命只有一萬(wàn)多小時(shí)；結(jié)溫95℃時(shí)LED光源壽命就有2萬(wàn)小時(shí)；而結(jié)溫降低到75℃，壽命就可長(zhǎng)達(dá)到5萬(wàn)小時(shí)，65℃時(shí)壽命更可以延長(zhǎng)至9萬(wàn)小時(shí)。綜上所述，延長(zhǎng)LED光源壽命的LED控制器關(guān)鍵就是要降低結(jié)溫。

　　采用調(diào)光技術(shù)，隨著輸出功率地降低，驅(qū)動(dòng)電源自身?yè)p耗也將降低，其殼溫也將同時(shí)下降。如圖三所示200WLED驅(qū)動(dòng)電源輸出功率與外殼殼溫曲線。當(dāng)環(huán)境溫度為25℃滿載輸出時(shí)，外殼溫度為50℃，而采用調(diào)光技術(shù)控制輸出只有50%功率時(shí)，其外殼溫度下降至40℃，壽命也將翻倍，可靠性可提高25%-40%.

　　傳統(tǒng)白熾燈或HID由于無(wú)法調(diào)光，七十年代日本能源危機(jī)下，曾采用間隔點(diǎn)燈方法試圖節(jié)能。但由于路面照度不均勻，導(dǎo)致路人的視覺(jué)出現(xiàn)問(wèn)題，治安和道路交通事故大幅上升，最后不得不放棄間隔點(diǎn)燈法。調(diào)光技術(shù)的迅速發(fā)展，會(huì)將LED照明調(diào)光系統(tǒng)帶入一個(gè)嶄新的領(lǐng)域，從而將綠色環(huán)保節(jié)能的LED照明應(yīng)用進(jìn)行大范圍的普及與推廣。