LED節(jié)能燈具的優(yōu)勢及局限性

● 廣東順祥節(jié)能照明科技有限公司 許名傳

世界上的照明用電約占總發(fā)電量的10%～20%，在我國，照明用電約占總發(fā)電量的10%。

隨著我國現代化發(fā)展速度的加快，照明用電量逐年上升，因此，研制、開發(fā)和推廣應用節(jié)能型電光源引起人們的高度重視。從20世紀末到21世紀初，我國一批具有節(jié)能意義的電光源先后出現，包括氙氣燈、高低壓鈉燈、高低壓汞燈、節(jié)能熒光燈、無極燈、LED燈等，它們以不同的特色在市場占據一席之地。隨著時間推移和各燈種本身的不斷改進，實際應用的實踐說明，LED燈在各節(jié)能燈種中，具有突出的優(yōu)勢。

1 LED發(fā)光原理

LED是發(fā)光二極管（Light emitting diode）的縮寫，它的基本結構是一塊電致發(fā)光的半導體材料芯片，用銀膠或白膠固化到支架上，然后用鋁線或金線連接芯片和電路板，再在四周用環(huán)氧樹脂密封，最后安裝外殼。

LED是一種能夠將電能轉化為可見光的固態(tài)半導體器件，它可以直接把電轉化為光。LED的心臟是一個半導體的晶片，晶片的一端附在一個支架上，一端是負極，另一端連接電源的正極，使整個晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。半導體晶片由2部分組成，一部分是P型半導體，在它里面空穴占主導地位；另一部分是N型半導體，在這邊主要是電子。這2種半導體連接起來的時候，它們之間就形成一個P－N結。當電流通過導線作用于這個晶片的時候，電子就會被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復合，然后就會以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED燈發(fā)光的原理。而光的波長也就是光的顏色，是由形成P－N結的材料決定的。

單個的LED燈珠只能在低電壓（約3V）、低電流（約幾毫安）下工作，發(fā)出的光線很微弱，需要將許多LED燈珠串聯或并聯起來；同時單個LED燈珠是單向導電的，為了充分利用交流電的正負半周電流，這就需要一塊集成電路芯片，將交流220V電源轉變?yōu)殡妷?、電流能與LED集合相匹配的直流電，以滿足LED燈珠集合體的要求，使其能正常發(fā)光。

2 LED的特點和優(yōu)勢

LED節(jié)能燈具具有以下特點和優(yōu)勢：

（1）節(jié)能。白光LED的能耗僅為白熾燈的1/10、節(jié)能燈的1/4。

（2）長壽。壽命可達10萬小時以上，對普通家庭照明可謂“一勞永逸”。

（3）環(huán)保。沒有汞等有害物質。LED燈泡的組裝部件非常容易拆裝，不用廠家回收都可以通過其他人回收。

（4）可以工作在高速狀態(tài)。節(jié)能燈如果頻繁地啟動和關斷，燈絲就會發(fā)黑，很快壞掉，但LED燈可以更加安全工作。

（5）LED屬于冷光源類型，可固態(tài)封裝。便于運輸和安裝，可以安裝在任何微型和封閉的設備中，不怕振動。

（6）LED正日新月異地在進步，它的發(fā)光效率正在取得驚人的突破，價格也在不斷降低。

（7）配光技術使LED點光源擴展為面光源，增大發(fā)光面，消除眩光，升華視覺效果，消除視覺疲勞。

（8）透鏡與燈罩一體化設計。透鏡同時具有聚光作用，避免光的重復浪費，讓產品更加簡潔美觀。

（9）大功率LED集群封裝，散熱器與燈座一體化設計，充分保障了LED散熱要求和使用壽命，從根本上滿足了LED燈具結構和選型的任意設計，極具LED燈具的鮮明特點。

（10）無頻閃，純直流工作，消除了傳統(tǒng)光源的視覺疲勞。

（11）耐沖擊，無紫外線和紅外線輻射。無燈絲及玻璃外殼，沒有傳統(tǒng)燈具碎裂問題，對人體無意外傷害。

（12）低電壓工作，安全可靠。表面溫度≤60℃。

（13）寬電壓范圍，85～264V全電壓范圍恒流，保證壽命和亮度不受電壓波動影響。

（14）采用PWM恒流技術，效率高，熱量低，恒流精度高。

（15）降低線路損耗，對電網無諧波污染。功率因數≥0.9，諧波失真≤20%，減降了供電線路的電能損耗和避免對電網的高頻干擾。

（16）發(fā)光效能率高達80lm/w，顯色指數高，顯色性好。

3 LED存在的局限性

現階段LED存在的局限性是：價格貴；能普遍做到的光效率和理論的光效率差距較大；能做到的產品壽命和理論壽命還有很大的差距；還有一定的發(fā)熱量；光衰還可以大幅度減少。

不過這些缺點可以通過工藝的改進克服。隨著技術的發(fā)展，今后一定是LED的天下，就像諾貝爾物理獎領獎詞中寫到的那樣：“白熾燈照亮了20世紀，LED燈將照亮21世紀”。