LED綠色照明

　　LED被公認(rèn)為21世紀(jì)“綠色照明”，具有“高節(jié)能”“壽命長”“多變幻”“利環(huán)保”“高新尖”等特點(diǎn)，LED通用照明成為最具市場潛力的行業(yè)熱點(diǎn)。如果目前1/3的白熾燈被LED燈所取代，每年就可為國家節(jié)省用電1000億度，相當(dāng)于三峽工程一年的發(fā)電量。

led綠色照明環(huán)保特點(diǎn)

　　使用LED照明更節(jié)約

　　高節(jié)能：節(jié)能能源無污染即為環(huán)保。直流驅(qū)動，超低功耗(單管0.03-0.06瓦)電光功率轉(zhuǎn)換接近100%，相同照明效果比傳統(tǒng)光源節(jié)能80%以上。

　　壽命長：LED照明被稱為長壽燈。固體冷光源，環(huán)氧樹脂封裝，燈體內(nèi)也沒有松動的部分，不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光衰等缺點(diǎn)，使用壽命可達(dá)6萬到10萬小時，比傳統(tǒng)光源壽命長10倍以上。

　　多變幻：LED光源可利用紅、綠、藍(lán)三基色原理，在計算機(jī)技術(shù)控制下使三種顏色具有256級灰度并任意混合，即可產(chǎn)生256×256×256=16777216種顏色。

　　利環(huán)保：環(huán)保效益更佳，光譜中沒有紫外線和紅外線，既沒有熱量，也沒有輻射，眩光小，而且廢棄物可回收，沒有污染，不含汞元素。冷光源，可以安全觸摸，屬于典型的綠色照明光源。

　　高新尖：與傳統(tǒng)光源單調(diào)的發(fā)光效果相比，LED光源是低壓微電子產(chǎn)品，具有在線編程、無限升級、靈活多變的特點(diǎn)。

　　關(guān)鍵詞

　　LED照明

　　大功率LED發(fā)光方式為二維表面發(fā)光，出光方式具有指向性，發(fā)光角度一般只有120度，類似“手電筒照明”，無法真正替代白熾燈和熒光燈。從LED應(yīng)用看，多數(shù)用于光色照明(城市景觀照明和裝飾照明)、背光源、特殊應(yīng)用燈。首次亮相的通用LED多面發(fā)光體燈泡，突破LED120度單方向照明，向360度全方位照明轉(zhuǎn)化的世界性照明難題。目前的3W、1W多面發(fā)光體燈泡為全球?qū)＠a(chǎn)品。

　　發(fā)展前景

　　LED照明將替代傳統(tǒng)照明

　　近年來，世界上一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家圍繞LED的研制展開了激烈的技術(shù)競賽。美國從2000年起投資5億美元實(shí)施“國家半導(dǎo)體照明計劃”。我國財政部2008年開始實(shí)行的《高效照明產(chǎn)品推廣財政補(bǔ)貼資金管理暫行辦法》將半導(dǎo)體LED照明列入其中。

　　普通25W的白熾燈僅為1元。而在LED行業(yè)同樣存在“摩爾定律”，LED的光輸出亮度每18-24個月便會翻一番，而價格會下降一半。預(yù)計2-3年的時間，LED將全面替代傳統(tǒng)照明進(jìn)入尋常百姓家。

　　深圳市長方照明目前是國內(nèi)LED綠色節(jié)能照明的領(lǐng)導(dǎo)廠商，公司2008年開始切入國內(nèi)led節(jié)能照明市場，將結(jié)合中國消費(fèi)者實(shí)際，致力于環(huán)保節(jié)能的led綠色照明事業(yè)。

國家政策走向：

　　2009年3月5日，溫家寶總理在《政府工作報告》中指出：2009年政府依然毫不松懈地加強(qiáng)節(jié)能減排和生態(tài)環(huán)保工作；大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)和清潔能源；健全節(jié)能環(huán)保各項(xiàng)政策，按照節(jié)能減排指標(biāo)體系、考核體系、監(jiān)測體系，狠抓落實(shí)；開展全國節(jié)能減排行動，國家機(jī)關(guān)、公共企事業(yè)單位要發(fā)揮表率作用?？偫砗蛧艺畬π履茉础⑸鷳B(tài)環(huán)保事業(yè)的重視，讓每一個照明從業(yè)人事感到無比的激動，也對照明行業(yè)的發(fā)展所面臨的機(jī)遇充滿著喜悅。

節(jié)能LED綠色照明新燈具

　　上世紀(jì)70年代后期，單色發(fā)光二極管（LED）生產(chǎn)問世，引起世界轟動，這種固態(tài)光源具有超長壽命、節(jié)約電能、易于控制光污染、運(yùn)行可靠性高、發(fā)光色彩純正、光色豐富多彩、可控性好、重量輕盈、結(jié)構(gòu)緊湊、供電簡單等優(yōu)點(diǎn)，是人類自從懂得電光源照明技術(shù)以來首次出現(xiàn)的集多項(xiàng)技術(shù)優(yōu)勢于一身的固體電光源。

　　在傳統(tǒng)光源中，白熾燈和鹵鎢燈的發(fā)光效率（光源的重要指標(biāo)）為12-24lm/W，平均數(shù)15lm/W；高效率熒光燈和HID燈的發(fā)光效率為50-120lm/W，平均約為75lm/W。這些光源的缺點(diǎn)是僅把一小部分電能轉(zhuǎn)變成可見光。隨著LED技術(shù)的迅猛發(fā)展，2004年底，LED白光的發(fā)光效率只有60lm/W左右；而到了2006年底，LED白光的發(fā)光效率超過了80lm/W；到目前為止，LED白光的發(fā)光效率已超過100lm/W，甚至最先進(jìn)的白光LED可達(dá)到130lm/W，是2004年底指標(biāo)的二倍多。由于LED光源發(fā)光效率及光利用率高的特點(diǎn)，在同樣照明效果的情況下，LED照明產(chǎn)品耗電量是白熾燈泡的1/8、HID燈和熒光燈管的1/2。

　　據(jù)權(quán)威部門統(tǒng)計，2006年中國的發(fā)電量達(dá)到28,344億千瓦時，2006年中國照明用電量約為3,400億千瓦時以上，接近等于全國發(fā)電量的12%，幾乎為3.5座我國最大的三峽大型水力發(fā)電站的發(fā)電量。在北美、歐洲及日本等發(fā)達(dá)國家，照明消耗約占整個電力消耗的20%。由于照明用電的猛增以及發(fā)電能源消耗的加劇，將使全球的供電勢態(tài)和環(huán)境與生態(tài)保護(hù)的現(xiàn)狀日益嚴(yán)峻。因LED光源節(jié)能效果顯著，美國、日本等國家和臺灣地區(qū)對LED照明效益進(jìn)行了預(yù)測，美國55%白熾燈及55%的日光燈將被LED取代，每年節(jié)省350億美元電費(fèi)，每年減少7.55億噸二氧化碳排放量；日本100%白熾燈換成LED，可減少1-2座核電廠發(fā)電量，每年節(jié)省10億公升以上的原油消耗；臺灣地區(qū)25%白熾燈及100%的日光燈被白光LED取代，每年節(jié)省110億度電。

　　隨著LED光源發(fā)光效率的提升，熱阻和一系列材料與工藝等技術(shù)的突破，以及LED照明系統(tǒng)二次光學(xué)設(shè)計技術(shù)的發(fā)展，使得一些對照明功能要求較高的空間和場合，以目前的LED照明產(chǎn)品完全可以替代傳統(tǒng)照明產(chǎn)品到達(dá)同樣的照明效果，例如隧道照明、道路照明、室內(nèi)照明等功能性照明。LED功能照明產(chǎn)品以LED路燈、LED隧道燈、LED日光燈管為例，相比傳統(tǒng)高壓鈉燈、鹵素?zé)?、熒光燈（日光燈）管等照明產(chǎn)品，有以下優(yōu)勢：

　　■壽命長：能使用3萬小時以上，是傳統(tǒng)照明產(chǎn)品的5倍；

　　■光效高、顯色好：發(fā)光效率100lm，光譜窄，顯色性好，對顏色呈現(xiàn)眞實(shí)，更便于物體的識別；

　　■安裝簡便：無需整流器等配件，直接將燈安裝于燈具接上、或者將光源嵌套原有燈殼；

　　■發(fā)熱量小：夏天溫度控制在50度以內(nèi)，可采用被動散熱方式；

　　■維護(hù)成本低：相對于傳統(tǒng)照明產(chǎn)品，LED照明產(chǎn)品維護(hù)成本極低，可采用模塊化一體設(shè)計，局部故障不影響整個燈具的正常工作；

　　■節(jié)能效果好：相對于傳統(tǒng)照明產(chǎn)品能節(jié)能50%以上；

　　■安全性高：安全電壓（低壓）驅(qū)動，發(fā)光穩(wěn)定、無頻閃及紫外線傷害；

　　■快速響應(yīng)：LED發(fā)光管響應(yīng)時間很短，能按要求保證多個光源之間或一個光源不同區(qū)域之間的工作切換，采用專用電源給LED光源供電時，達(dá)到最大照度的時間小于10ms；

　　■無光污染：LED光源定向發(fā)光的特性便于控制光的分布（配光設(shè)計），保證理想的照明效果，同時消除了LED的眩光并極大提升LED光能利用率、消除光污染；

　　■光損低：燈具一體化設(shè)計，避免了光的重復(fù)浪費(fèi)；

　　■色溫可調(diào)：能滿足不同應(yīng)用對色溫的需求，使觀察者倍感舒適；

　　■綠色環(huán)保：不含鉛、汞等污染元素，對環(huán)境沒有任何污染；

　　LED照明產(chǎn)品越來越得到發(fā)達(dá)國家政府和企業(yè)的重視，其應(yīng)用和普及的范圍正在被不斷地擴(kuò)大。如今，能源和資源的短缺成為制約世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸，環(huán)保的需求日益迫切。LED照明產(chǎn)品作為新一代“綠色照明產(chǎn)品”逐步深入人心，其高效、節(jié)能、環(huán)保、長壽命的特點(diǎn)，在道路照明、隧道照明、公共照明等功能照明應(yīng)用中尤為凸顯。展望未來幾年，LED照明產(chǎn)品將會應(yīng)用于更廣闊的照明領(lǐng)域，并與太陽能、風(fēng)能等“綠色能源”相結(jié)合，更有效地解決區(qū)域能源危機(jī)和環(huán)境問題，成為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動力。

推廣LED綠色照明已成發(fā)展趨勢

　　石油緊張，煤炭告急。經(jīng)受10多年經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的透支之后，中國的能源危機(jī)日益凸顯，能源緊缺問題已成為制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。作為現(xiàn)代工業(yè)、商業(yè)與民用的命脈，近年來各地頻發(fā)的“電荒”已造成了不小的經(jīng)濟(jì)損失。

　　在能源緊張的形勢下，作為耗電大戶之一的照明光源成為社會關(guān)注的焦點(diǎn)，而作為照明行業(yè)重要組成部分的道路和景觀照明在整個國家的照明耗電量中約占45～60%，地位更是舉足輕重。因此，要想整體緩解國家電力緊張和降低能耗，在主要照明能耗領(lǐng)域推廣節(jié)電工程，關(guān)系節(jié)能降耗大局。

　　節(jié)能能源危機(jī)傳統(tǒng)光源遭遇全球禁令

　　中國目前能源主要來自火力發(fā)電，而火力發(fā)電采用石油以及煤，由于石油的價格不斷飆漲造成發(fā)電成本增加，而燃煤會產(chǎn)生大量的二氧化碳造成溫室效應(yīng)。在能源危機(jī)和溫室應(yīng)日趨嚴(yán)重的當(dāng)今社會，節(jié)能環(huán)保已成為照明產(chǎn)品的主題。據(jù)專家介紹，傳統(tǒng)光源的能源利用效率較低，只能將所收到電力的5%轉(zhuǎn)換成光能，能源浪費(fèi)十分嚴(yán)重。因此禁用傳統(tǒng)能耗光源，推廣綠色節(jié)能照明勢在必行。在今年歐盟春季首腦會議上，歐盟各國達(dá)成一項(xiàng)共識，決定逐步用節(jié)能新光源取代白熾燈，以減少溫室氣體排放，各國也擬通過立法從2009年開始禁止能耗光源的生產(chǎn)，傳統(tǒng)能耗光源歷次遭遇全球禁令。

　　在我國，去年7月，國務(wù)院辦公廳下發(fā)《關(guān)于建立政府強(qiáng)制采購節(jié)能產(chǎn)品制度的通知》（國辦發(fā)[2007]51號），明確指出，各級政府機(jī)構(gòu)使用財政性資金進(jìn)行政府采購活動時，在技術(shù)、服務(wù)等指標(biāo)滿足采購需求的前提下，要優(yōu)先采購節(jié)能產(chǎn)品，對部分節(jié)能效果、性能等達(dá)到要求的產(chǎn)品，實(shí)行強(qiáng)制采購。8月，建設(shè)部又明令要求，各城市不得再在城區(qū)主干道大范圍使用多光源裝飾性庭園燈，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、美耐燈等高亮度高能耗燈具。11月，國務(wù)院又下發(fā)文件規(guī)定從2008年起，中國地方省級官員將開始向中央上交節(jié)能答卷，如果成績單未能及格將面臨問責(zé)和“一票否決”。今年1月，財政部、國家發(fā)展改革委聯(lián)合發(fā)布《高效照明產(chǎn)品推廣財政補(bǔ)貼資金管理暫行辦法》，確保實(shí)現(xiàn)“十一五”期間通過財政補(bǔ)貼方式全面推廣高效節(jié)能照明產(chǎn)品。

　　趨勢推廣LED綠色照明已成發(fā)展趨勢

　　目前，市場上的節(jié)能照明產(chǎn)品眾多，而技術(shù)比較先進(jìn)且環(huán)保的要算LED燈。LED燈即半導(dǎo)體照明燈，比白熾燈省電80%，比熒光節(jié)能燈省電50%。LED是發(fā)光二極管的簡稱，因其是一種固態(tài)冷光源，具有工作電壓低、耗電少、發(fā)光效率高、壽命長等特點(diǎn)，成為節(jié)能照明領(lǐng)域的主流。

　　目前白熾燈的壽命為1000-2000小時，LED燈的理論壽命長達(dá)10萬小時;與白熾燈相比，LED燈在同樣的亮度下節(jié)能80%以上，與熒光節(jié)能燈相比節(jié)能50%以上。中國工程院院士、中科院半導(dǎo)體研究所研究員陳良惠估算道：“只要目前1/3的白熾燈被半導(dǎo)體燈所取代，每年就可為國家節(jié)省用電1000億度，相當(dāng)于三峽工程一年的發(fā)電量。”

　　在LED照明領(lǐng)域，真正將LED應(yīng)用到普通照明且實(shí)現(xiàn)規(guī)?；慨a(chǎn)的勤上光電無疑走在了前列。據(jù)了解，勤上光電聯(lián)合清華大學(xué)在大功率LED路燈上取得了重大突破，有明顯的創(chuàng)新性,已獲國際國內(nèi)發(fā)明專利和實(shí)用新型專利100多項(xiàng)，先后承擔(dān)了北京綠色奧運(yùn)道路照明工程、廣東科學(xué)中心廣場及周邊道路照明工程、清華大學(xué)內(nèi)奧運(yùn)場館道路照明工程以及深圳、中山、東莞常平、石排、石龍的全面改造工程，通過應(yīng)用勤上光電占據(jù)了國內(nèi)大功率LED行業(yè)的龍頭地位，成為擁有行業(yè)樣板工程最多的半導(dǎo)體照明企業(yè)。

　　根據(jù)“十一五”規(guī)劃，未來我國將開展十大節(jié)能工程，其中綠色照明，推廣高效節(jié)電照明系統(tǒng)將是一個重要內(nèi)容。因此，作為繼明火和白熾燈之后的第三次照明革命，半導(dǎo)體照明（LED）將會成為未來幾年的技術(shù)發(fā)展趨勢。

　　升級傳統(tǒng)照明進(jìn)行產(chǎn)業(yè)升級迫在眉梢

　　據(jù)悉，受2008年北京奧運(yùn)會和2010年上海世博會的推動，我國LED行業(yè)未來幾年市場增速將進(jìn)一步加快，在“國家半導(dǎo)體照明工程”的推動下，目前已形成上海、大連、南昌、廈門和深圳等國家半導(dǎo)體照明工程產(chǎn)業(yè)化基地，預(yù)計到2010年，我國半導(dǎo)體照明及相關(guān)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將達(dá)到1500億元，而LED作為光源進(jìn)入通用照明市場將成為日后產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心。

　　隨著LED行業(yè)和技術(shù)的不斷成熟，加上國家政策的支持和導(dǎo)向，目前國內(nèi)外眾多傳統(tǒng)照明巨頭紛紛投入到半導(dǎo)體照明的開發(fā)中，行業(yè)洗牌進(jìn)一步加劇，傳統(tǒng)照企產(chǎn)業(yè)升級迫在眉梢。

　　相信，未來幾年內(nèi)LED會像現(xiàn)在的熒光燈一樣，從商業(yè)場所照明應(yīng)用開始，逐漸飛入尋常百姓家。

LED節(jié)能燈介紹

　　1、LED發(fā)光機(jī)理：PN結(jié)的端電壓構(gòu)成一定勢壘，當(dāng)加正向偏置電壓時勢壘下降，P區(qū)和N區(qū)的多數(shù)載流子向?qū)Ψ綌U(kuò)散。由于電子遷移率比空穴遷移率大得多，所以會出現(xiàn)大量電子向P區(qū)擴(kuò)散，構(gòu)成對P區(qū)少數(shù)載流子的注入。這些電子與價帶上的空穴復(fù)合，復(fù)合時得到的能量以光能的形式釋放出去。這就是PN結(jié)發(fā)光的原理。

　　2、LED發(fā)光效率：一般稱為組件的外部量子效率，其為組件的內(nèi)部量子效率與組件的取出效率的乘積。所謂組件的內(nèi)部量子效率，其實(shí)就是組件本身的電光轉(zhuǎn)換效率，主要與組件本身的特性（如組件材料的能帶、缺陷、雜質(zhì)）、組件的壘晶組成及結(jié)構(gòu)等相關(guān)。而組件的取出效率則指的是組件內(nèi)部產(chǎn)生的光子，在經(jīng)過組件本身的吸收、折射、反射后，實(shí)際在組件外部可測量到的光子數(shù)目。因此，關(guān)于取出效率的因素包括了組件材料本身的吸收、組件的幾何結(jié)構(gòu)、組件及封裝材料的折射率差及組件結(jié)構(gòu)的散射特性等。而組件的內(nèi)部量子效率與組件的取出效率的乘積，就是整個組件的發(fā)光效果，也就是組件的外部量子效率。早期組件發(fā)展集中在提高其內(nèi)部量子效率，主要方法是通過提高壘晶的質(zhì)量及改變壘晶的結(jié)構(gòu)，使電能不易轉(zhuǎn)換成熱能，進(jìn)而間接提高LED的發(fā)光效率，從而可獲得70%左右的理論內(nèi)部量子效率，但是這樣的內(nèi)部量子效率幾乎已經(jīng)接近理論上的極限。在這樣的狀況下，光靠提高組件的內(nèi)部量子效率是不可能提高組件的總光量的，因此提高組件的取出效率便成為重要的研究課題。目前的方法主要是：晶粒外型的改變——TIP結(jié)構(gòu)，表面粗化技術(shù)。

　　3、LED電氣特性：電流控制型器件，負(fù)載特性類似PN結(jié)的UI曲線，正向?qū)妷旱臉O小變化會引起正向電流的很大變化（指數(shù)級別），反向漏電流很小，有反向擊穿電壓。在實(shí)際使用中，應(yīng)選擇 。LED正向電壓隨溫度升高而變小，具有負(fù)溫度系數(shù)。LED消耗功率 ，一部分轉(zhuǎn)化為光能，這是我們需要的。剩下的就轉(zhuǎn)化為熱能，使結(jié)溫升高。散發(fā)的熱量（功率）可表示為 。

　　4、LED光學(xué)特性：LED提供的是半寬度很大的單色光，由于半導(dǎo)體的能隙隨溫度的上升而減小，因此它所發(fā)射的峰值波長隨溫度的上升而增長，即光譜紅移，溫度系數(shù)為+2~3A/ 。LED發(fā)光亮度L與正向電流 近似成比例： ，K為比例系數(shù)。電流增大，發(fā)光亮度也近似增大。另外發(fā)光亮度也與環(huán)境溫度有關(guān)，環(huán)境溫度高時，復(fù)合效率下降，發(fā)光強(qiáng)度減小。

　　5、LED熱學(xué)特性：小電流下，LED溫升不明顯。若環(huán)境溫度較高，LED的主波長就會紅移，亮度會下降，發(fā)光均勻性、一致性變差。尤其點(diǎn)陣、大顯示屏的溫升對LED的可靠性、穩(wěn)定性影響更為顯著。所以散熱設(shè)計很關(guān)鍵。

　　6、LED壽命：LED的長時間工作會光衰引起老化，尤其對大功率LED來說，光衰問題更加嚴(yán)重。在衡量LED的壽命時，僅僅以燈的損壞來作為LED壽命的終點(diǎn)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，應(yīng)該以LED的光衰減百分比來規(guī)定LED的壽命，比如35%，這樣更有意義。

　　7、大功率LED封裝：主要考慮散熱和出光。散熱方面，用銅基熱襯，再連接到鋁基散熱器上，晶粒與熱襯之間以錫片焊作為連接，這種散熱方式效果較好，性價比較高。出光方面，采用芯片倒裝技術(shù)，并在底面和側(cè)面增加反射面反射出浪費(fèi)的光能，這樣可以獲得更多的有消出光。

　　8、白光LED：類自然光譜白光LED主要有三種：

　　第一種是比較成熟且已商業(yè)化的藍(lán)光芯片+黃色熒光粉來獲得白光，這種白光成本最低，但是藍(lán)光晶粒發(fā)光波長的偏移、強(qiáng)度的變化及熒光粉涂布厚度的改變均會影響白光的均勻度，而且光譜呈帶狀較窄，色彩不全，色溫偏高，顯色性偏低，燈光對眼睛不柔和不協(xié)調(diào)。人眼經(jīng)過進(jìn)化最適應(yīng)的是太陽光，白熾燈的連續(xù)光譜是最好的，色溫為2500K，顯色指數(shù)為100。所以這種白光還需要改進(jìn)，比如加多發(fā)光過程來改善光譜，使之連續(xù)且足夠?qū)挕?/p>

　　第二種是紫外光或紫光芯片+紅、藍(lán)、綠三基色熒光粉來獲得白光，發(fā)光原理類似于日光燈，該方法顯色性更好，而且UV-LED不參與白光的配色，所以UV-LED波長與強(qiáng)度的波動對于配出的白光而言不會特別地敏感，并可由各色熒光粉的選擇和配比，調(diào)制出可接受色溫及演色性的白光。但同樣存在所用熒光粉有效轉(zhuǎn)化效率低，尤其是紅色熒光粉的效率需要大幅度提高的問題。這類熒光粉發(fā)光穩(wěn)定性差、光衰較大、配合熒光粉紫外光波長的選擇、UV-LED制作的難度及抗UV封裝材料的開發(fā)也是需要克服的困難。

　　第三種是利用三基色原理將RGB三種超高亮度LED混合成白光，該方法的優(yōu)點(diǎn)是不需經(jīng)過熒光粉的轉(zhuǎn)換而直接配出白光，除了可避免熒光粉轉(zhuǎn)換的損失而得到較佳的發(fā)光效率外，更可以分開控制紅、綠、藍(lán)光LED的發(fā)光強(qiáng)度，達(dá)成全彩的變色效果（可變色溫），并可由LED波長及強(qiáng)度的選擇得到較佳的演色性。但這種辦法的問題是綠光的轉(zhuǎn)換效率低，混光困難，驅(qū)動電路設(shè)計復(fù)雜。另外，由于這三種光色都是熱源，散熱問題更是其它封裝形式的3倍，增加了使用上的困難。 偏振LED和三波長全彩化的白光LED將是未來的發(fā)展方向。