發(fā)光二極管的節(jié)能與照明

我們知道發(fā)光二極管（以下稱LED）是一種固體發(fā)光器件，它是繼白熾燈，氣體放電燈后，新發(fā)展的第三代光源。它具有很多優(yōu)點：節(jié)能，環(huán)保，長壽命，瞬態(tài)響應(yīng)快，不怕震動，不受使用中開關(guān)次數(shù)的影響等優(yōu)點，所以有著廣泛的用途和很光明的商業(yè)前景。

　　現(xiàn)在生產(chǎn)的普通LED，它的發(fā)光效率比普通白熾燈泡高，其光效一般在20—60流明每瓦，它接近和達(dá)到熒光燈的發(fā)光效率，隨著工藝技術(shù)的改進(jìn)提高，LED的光效還可提高，有報導(dǎo)日本公司的LED達(dá)到100流明每瓦可以批量生產(chǎn)。普通燈泡的光效只有10流明每瓦，即便是鹵鎢燈其光效也在20流明每瓦左右。所以用LED燈取代傳統(tǒng)的鎢絲燈泡是一種趨勢，前幾年歐州已宣布取消使用白熾燈泡。在中國雖然目前還沒有取消使用白熾燈泡的時間表。

　　但中國政府對發(fā)展LED產(chǎn)業(yè)很重視，初布確定了五大光電產(chǎn)業(yè)基地（它們是大連，上海，南昌，夏門，深圳）。LED燈比鎢絲燈泡節(jié)能，是眾所周知。它的發(fā)光效率比白熾燈高，LED節(jié)能的另一個方面是它的長壽命帶來的節(jié)能效果，從目前市場上LED燈的壽命，大多數(shù)廠家都標(biāo)明其壽命為五萬小時。而熒光燈節(jié)能燈的壽命為八千小時，也就是說要六支熒光燈管的壽命才和一個LED燈的壽命大致相等。一支熒光燈管制造循環(huán)了六次，每次從熔煉玻璃，制造熒光粉，冶煉鎢絲等，這些過程都需要消耗大量的能源（包括電力，煤碳等）。并且這些壽命終了的六支燈管變成廢物不能回收，碎片玻璃，熒光粉和少量汞將污染環(huán)境。給人類帶來不良影響。所以說LED燈的節(jié)能，省電是雙重的，值得推廣使用。LED的另一個優(yōu)點是其壽命不受開關(guān)次數(shù)的影響，這和氣體放電燈有著明顯區(qū)別，熒光燈，節(jié)能燈之類產(chǎn)品在使用過程中，燈的開關(guān)次數(shù)跟燈的壽命有明顯的影響。氣體放電燈開關(guān)次數(shù)越多壽命越短。

　　因為每開一次燈都要對燈管燈絲上的發(fā)射物質(zhì)產(chǎn)生沖擊，造成涂復(fù)在鎢絲上的發(fā)射物質(zhì)損耗，最后燈絲兩端附近燈管的熒光粉變黑，這就預(yù)示熒光燈的壽命終結(jié)了。

　　LED燈的應(yīng)用

　　從目前來看，LED燈主要用于城市亮化工程，交通信號燈，移動電話的鍵盤顯示屏|顯示器件的背光照明，大型戶外廣告屏，電視屏，護(hù)攔管等。專用于照明方面的有城市路燈，以及各種10瓦以下的小功率照明燈具，用以代替熒光燈管的長條形LED燈管。LED燈在汽車上的應(yīng)用，以往只用于剎車燈，轉(zhuǎn)向燈，取代白熾燈泡，現(xiàn)在可以用LED燈作車的主照明燈，這就是一個大的突破。為汽車全面節(jié)能鋪平了道路。除此以外LED燈在航空，航天，飛機(jī)場跑道的導(dǎo)航燈，海上航標(biāo)燈，舞臺燈光都有應(yīng)用，只不過應(yīng)用還不普遍，LED在照明領(lǐng)域的應(yīng)用才剛開始，目前也還存在一些問題需要解決，如LED的散熱問題，色溫問題?，F(xiàn)在LED的應(yīng)用企業(yè)都在努力解決這些問題。

　　由于LED燈的工作低，白光，藍(lán)，綠LED的工作電壓為2.9---3.6伏，紅、黃、橙LED燈的工作電壓為1.9---2.6伏，它最適合采用低電壓供電的產(chǎn)品，如手電筒，應(yīng)急燈，移動電話，井下礦燈等用電池供電的產(chǎn)品。太陽能電池，鉛酸蓄電池，鋰電池，鎳氫電池都是LED燈工作的理想電源|穩(wěn)壓器。

　　當(dāng)LED燈用于市電220伏，國外（110伏）作照明時，必須：一，通過變壓器或開關(guān)電源將市電降至適合LED的工作電壓。二，使用很多的LED進(jìn)行串聯(lián)、并聯(lián)，使LED能工作于市電，采用降壓方法會增加LED燈具的成本，目前開關(guān)電源的價格大約壹元每瓦，用變壓器降壓的方法成本還要高一些。三，還可用電容進(jìn)行降壓，利用容抗降壓，供LED燈電源，這種方法成本較低，被廣泛使用（但在電源接通的瞬間有浪涌電流）。

　　LED燈用于照明目前還很有限，僅在各地有一些試點，在路燈應(yīng)用上有一些城市的某些路段采用了，未能普及推廣，就其原因有：

　　一，LED燈的造價比較高，國內(nèi)用戶難以接受，它的價格是熒光燈的6---10倍，節(jié)能燈的4---6倍，這種懸殊的比價，國內(nèi)的消費(fèi)者難以接受，一般LED燈都是出口國外的居多。另外LED作路燈照明時還存在配光問題。

　　二，當(dāng)LED燈的功率較大時，散熱是比較突出的問題，目前LED燈應(yīng)用廠家都在努力，積極的想辦法解決散熱問題。為節(jié)約成本，大都采用帶翅葉的鋁散熱器用空氣對流的方法散熱。

　　其它的散熱方法（如強(qiáng)風(fēng)冷卻，噴氣吸熱）由于成本較高，在幾十瓦的LED燈很少采用。只有大功率LED燈才考慮采納。

　　隨著世界能源的緊張，能源價格的不斷攀升，LED節(jié)能的商業(yè)價值越發(fā)突顯。相信在全球科學(xué)界的不斷努力和技術(shù)創(chuàng)新，隨著led芯片的發(fā)光效率不斷提升，芯片價格的不斷下降。LED燈的性價比遲早會被們所接受，盡管LED燈進(jìn)入普通家庭照明還任重道遠(yuǎn)，但是這一天遲早會到來。