五要素決定LED燈的技術(shù)發(fā)展方向

LED燈的前景

隨著地球溫室氣體排放問題日益嚴(yán)重，逼近地球自我調(diào)節(jié)的臨界點(diǎn)，各國(guó)紛紛出臺(tái)相關(guān)政策，包括我國(guó)在內(nèi)的世界各國(guó)政府必需刻不容緩的執(zhí)行節(jié)能減排（二氧化碳），led燈是目前最節(jié)能的綠色環(huán)保電光源，自然成為照明節(jié)能減排的主要選項(xiàng)，隨著LED燈成本與價(jià)格的逐漸降低，其普及的速度也在加快，在2020年以前，LED燈的市場(chǎng)占有率將超過50%。

降低LED燈的成本

LED芯片占據(jù)LED燈成本的主要部分，因而降低LED的成本的主要途徑就是降低LED芯片的成本。

LED芯片技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵在于基底材料和外延生長(zhǎng)技術(shù)?；撞牧嫌蓚鹘y(tǒng)的藍(lán)寶石材料、硅和碳化硅，發(fā)展到氧化鋅、氮化鎵等新材料。在短短數(shù)年內(nèi)，借助于包括芯片結(jié)構(gòu)、表面粗化處理和多量子阱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在內(nèi)的一系列技術(shù)改進(jìn)，LED在光效方面實(shí)現(xiàn)了巨大突破。

硅基底成本很低，技術(shù)在不斷進(jìn)步中，但目前發(fā)光效率還不滿意，如果保持這種發(fā)展速度，一旦達(dá)到較高水平，則硅基底成為最主要的技術(shù)方案成為必然的選擇，企業(yè)也將獲得巨大的經(jīng)濟(jì)回報(bào)。

提高LED燈的光效

提高光效還可以從提高有效光線的比例入手。薄膜芯片技術(shù)能夠減少各側(cè)面的光輸出損耗，借助底部的反射面使97%以上的光線從正面輸出，使得電能轉(zhuǎn)換得到的光線絕大部分都是有效光線，不但顯著提高LED的光效，還為透鏡設(shè)計(jì)創(chuàng)造了優(yōu)越的便利條件。薄膜芯片技術(shù)是目前超亮LED芯片生產(chǎn)中的核心技術(shù)。

提高LED燈的顯色性

在高亮度白光LED中，一小部分藍(lán)光發(fā)生斯托克斯位移后具有更長(zhǎng)的波長(zhǎng)。這是好事情，因?yàn)檫@使得LED燈廠商可以使用許多不同顏色的熒光粉層，從而擴(kuò)展發(fā)射光譜，有效地提高LED的顯色指數(shù)(CRI)。采用熒光粉的白光LED獲得的高CRI是有代價(jià)的，因?yàn)樗雇锌怂刮灰茣?huì)造成白光LED的效率低于單色LED的效率。不過對(duì)于大多數(shù)照明應(yīng)用而言，寧愿選用高CRI而效率略低的LED燈。

提高LED燈電源的效率

不管是做限流型恒流控制的電源，還是運(yùn)放控制的恒流電源，都要解決供電問題。即開關(guān)電源芯片工作的時(shí)候是需要一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的直流電壓為其芯片供電的，芯片的工作電流從一個(gè)MA到幾個(gè)MA不等。象FSD200，NCP1012，和HV9910，此種芯片是高壓自饋電的，用起來是方便，但高壓饋電，造成IC熱量的上升，因?yàn)镮C要承受約300V的直流電，只要稍有一點(diǎn)電流，就算一個(gè)MA，也有零點(diǎn)三瓦的損壞耗了。一般LED電源不過十瓦左右，損失零點(diǎn)幾瓦一下就可以將電源的效率拉下幾個(gè)點(diǎn)。典型的象QX9910。，用電阻下拉取電，這樣，損耗就在電阻上，大約也得損失它零點(diǎn)幾瓦吧。還有就是磁耦合，就是用變壓器，在主功率線圈上加一個(gè)繞組，就象反激電源的輔助繞組一樣，這樣可以避免損掉這零點(diǎn)幾瓦的功率。這也是為什么不隔離電源還要用變壓器的原因之一，就是為了避免損失那零點(diǎn)幾瓦的功率，將效率提幾個(gè)點(diǎn)。

提高LED燈系統(tǒng)可靠性

LED的整體效率、使用壽命和可靠性必須通過系統(tǒng)優(yōu)化才能得以提升。

光源：緊湊、高效，選擇合適的顏色和輸出功率。

控制和驅(qū)動(dòng)：使用電子電路實(shí)現(xiàn)LED的恒流驅(qū)動(dòng)和控制。

熱管理：若要達(dá)到更長(zhǎng)的使用壽命必須控制LED節(jié)點(diǎn)溫度，散熱模型計(jì)算與新材料新工藝的運(yùn)用是LED燈技術(shù)熱點(diǎn)。

光學(xué)元件：透鏡、反射器或?qū)Ч獍宀牧鲜菍⒐饩€聚焦在目標(biāo)區(qū)域或分散在四周，這要根據(jù)設(shè)計(jì)需求而定。

隨著LED技術(shù)的快速發(fā)展以及LED光效的逐步提高，LED燈的應(yīng)用將越來越廣泛。特別是隨著全球性能源短缺問題的日益嚴(yán)重，LED燈將是取代白熾燈、鎢絲燈和熒光燈的必然選擇。此外，在室內(nèi)燈具設(shè)計(jì)方面，LED將趨向智能化、多樣化和藝術(shù)化。