自從上世紀(jì)六十年代出生第一個(gè)發(fā)光二極管以來(lái),在相稱長(zhǎng)的一段時(shí)光內(nèi),因?yàn)檩敵隽髅鞯木窒扌?a >太陽(yáng)能路燈,LED只是應(yīng)用在信號(hào)唆使用處。至九十年代,藍(lán)光LED因?yàn)檩^經(jīng)濟(jì)的實(shí)現(xiàn)方式而得以產(chǎn)品化。進(jìn)入二十一世紀(jì),大功率白光LED被研制勝利并且敏捷地產(chǎn)業(yè)化。此間,因?yàn)榇笮驼彰鞴庠措姎夤镜膮⑴c,例如PHILIPS和OSRAM,高亮度白光LED的光效獲得了沖破性的改良,并且敏捷地開始進(jìn)入普通照明的運(yùn)用領(lǐng)域。目前,高亮度白光LED的光效在良好的散熱前提下,已經(jīng)超出了熒光燈的光效。跟著更多的技術(shù)與資本投入,高亮度LED的光效在一直的進(jìn)步,而其本錢則開始快捷的降落,終極其機(jī)能價(jià)錢比必將為普通花費(fèi)者所接收。
傳統(tǒng)照明光源品種包括:白熾燈、鹵鎢燈、熒光燈和高強(qiáng)度氣體放電燈。與此比擬,采用高亮度LED的固態(tài)照明光源存在諸多的長(zhǎng)處:低功耗,高光效,長(zhǎng)命命,響應(yīng)快,易數(shù)字控制,環(huán)境友愛。
LED與傳統(tǒng)光源的光效對(duì)照
據(jù)美國(guó)能源部(DOE)表現(xiàn),美國(guó)22%的電能用于照明。DOE宣稱在今后20年中太陽(yáng)能路燈,LED照明將在美國(guó)得到疾速遍及,可以減少62%的照明電能需要。另外,它能打消2.58億噸的二氧化硅排放量,少建133座新的電廠。采用LED照明能使財(cái)政節(jié)減1150多億美元。
在中國(guó),國(guó)度半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟已經(jīng)成破。聯(lián)盟制訂的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),將通過(guò)研究、培訓(xùn)等方式在同盟內(nèi)部推廣應(yīng)用,并向政府洽購(gòu)部分和標(biāo)準(zhǔn)治理部分推舉,納入到國(guó)家和行業(yè)尺度工作系統(tǒng)中,領(lǐng)導(dǎo)和推進(jìn)國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制訂與實(shí)行。同盟在恰當(dāng)?shù)臋C(jī)會(huì)將成破“聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)化技巧委員會(huì)”,邀請(qǐng)政府引導(dǎo)、行業(yè)專家、尺度化專家、質(zhì)檢機(jī)構(gòu)、檢測(cè)裝備專家等獨(dú)特參加 。國(guó)度已經(jīng)出臺(tái)高效照明產(chǎn)品推廣財(cái)政補(bǔ)助資金管理暫行措施,這是我國(guó)政府加鼎力度推廣高效照明產(chǎn)品,增進(jìn)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目的的又一主要舉動(dòng),確保實(shí)現(xiàn)“十一五”期間通過(guò)財(cái)政補(bǔ)助方式推廣高效照明產(chǎn)品1.5億只,可節(jié)電290億千瓦時(shí),減少二氧化碳排放2900萬(wàn)噸。
目前我國(guó)的半導(dǎo)體照明重要運(yùn)用于特別照明范疇,如交通訊號(hào)燈、景觀照明、LED全彩顯示屏等,但節(jié)能的后果顯明:如景觀照明(替代霓虹燈)節(jié)能70%,交通訊號(hào)燈(替換白熾燈)節(jié)能80%;庭院燈節(jié)能70%。在功效性照明范疇,節(jié)能后果已開端浮現(xiàn),如LED作為次干途徑燈(替換高壓鈉燈)節(jié)能70%。固然初始洽購(gòu)價(jià)錢是一般路燈的3倍,綜合本錢約3-4年可持平。 預(yù)計(jì)當(dāng)LED產(chǎn)品的發(fā)光效率到達(dá) 100 lm/W時(shí),將開端進(jìn)入一般照明市場(chǎng),年節(jié)電500億度,通過(guò)節(jié)電可減少CO2、SO2、NOx、粉塵排放5000萬(wàn)噸。當(dāng)LED產(chǎn)品的發(fā)光效率達(dá)到 150 lm/W時(shí),LED照明將占領(lǐng) 20% 的照明市場(chǎng) (照明用電將超過(guò)5000億度),每年將節(jié)儉用電 1000 億度,超過(guò)三峽水電站的年發(fā)電量(847億度/年)。通過(guò)節(jié)電可減少CO2、SO2、NOx、粉塵排放1億噸。
目前,LED的成熟應(yīng)用市場(chǎng)有:修建景觀照明,建造景觀照明,廣告顯示屏,小尺寸LCD背光源,汽車應(yīng)用,太陽(yáng)能LED照明。在將來(lái),還有著更遼闊的應(yīng)用遠(yuǎn)景,如中大尺寸LCD背光源,途徑照明,室內(nèi)普通白光照明,農(nóng)業(yè)出產(chǎn)用人工光源,醫(yī)療用光源,LED液晶投影機(jī),DLP背投用LED光源,航空照明光源,博物館文物展現(xiàn)照明等。
LED固態(tài)照明的工業(yè)鏈散布也極為普遍。在工業(yè)鏈的上游LED路燈,包含半導(dǎo)體資料供給,晶圓制作,封裝等。在中游,包含功率驅(qū)動(dòng),光學(xué)組件,散熱器等。在下游,包括燈具,照明治理軟件,工程體系集成等。其中,功率驅(qū)動(dòng)單元的作用是為L(zhǎng)ED供給恒定的電流,實(shí)現(xiàn)調(diào)光,混色,與上位機(jī)的通信,熱監(jiān)測(cè)等。目前,在良多集成電路供給商的產(chǎn)品線中都能找到LED驅(qū)動(dòng)的專用芯片。近來(lái)LED路燈價(jià)格,該類驅(qū)動(dòng)芯片的技巧趨勢(shì)是,功率開關(guān)器件被集成進(jìn)芯片內(nèi)部,開關(guān)模式工作在更高的頻率,芯片具備更寬的工作電壓。對(duì)小電流的LED驅(qū)動(dòng),該類芯片通常應(yīng)用開關(guān)電容來(lái)實(shí)現(xiàn)電荷泵,總的輸出電流有限。而對(duì)大電流LED的驅(qū)動(dòng),個(gè)別采取基于電感的開關(guān)拓?fù)錁?gòu)造,如boost , buck , sepic 等。因?yàn)镸HZ的工作頻率,其中的電感已經(jīng)可能微型化。轉(zhuǎn)換效力是該類電路的主要指標(biāo)之一,最佳前提下,能夠到達(dá)最高95%的效力。電流環(huán)的掌握,大抵可分為兩類,一是滯環(huán)節(jié)制,二是均勻電流節(jié)制。兩者各有優(yōu)毛病,對(duì)滯環(huán)掌握,其動(dòng)態(tài)響應(yīng)快但電流精度較差。對(duì)均勻電流控制,其把持精度較高,但動(dòng)態(tài)響應(yīng)較慢。兩種控制模式均須要進(jìn)行電流信號(hào)的采樣跟反饋,電流的采樣方法有多種,包括低端電流采樣,高端電流采樣跟浮置電流采樣。對(duì)于不同的利用請(qǐng)求,能夠采取不同的拓?fù)錁?gòu)造,不同的把持方法,以及不同的電流采樣地位。
總的來(lái)說(shuō),LED在照明領(lǐng)域中的利用極其普遍和多樣,被以為是人造光源中的第三次革命,其帶來(lái)的影響是極為深遠(yuǎn)的。