調(diào)光技術(shù)在LED照明中的應(yīng)用與未來發(fā)展

    隨著全球二氧化碳排放量的壓力影響，工業(yè)排放占據(jù)主要因素。全球氣候惡化，各地洪澇旱災(zāi)、冰雹雪災(zāi)時有創(chuàng)紀錄之勢，嚴重威脅著人類的生存。作為綠色、環(huán)保節(jié)能的led照明，越來越受各國青睞，中國的“十城萬盞”，美國洛杉磯的“十四萬盞計劃”正如火如荼推行。而調(diào)光技術(shù)在LED照明中的成功應(yīng)用將進一步提高節(jié)能減排的效果。

    一、調(diào)光的必要性

    電能作為一種綠色能源，在各國能源應(yīng)用領(lǐng)域中占越來越大的比重。據(jù)中國工程院院士陳良惠調(diào)查得出結(jié)論，估計在2010年，全國的用電量將達2.7萬億度，其中照明用電量將超過3000億度。因LED照明耗電僅為傳統(tǒng)白熾燈和HID燈的1/3,若采用LED燈替換現(xiàn)有的傳統(tǒng)燈具，將有望節(jié)省電能2/3.其節(jié)約能源的效果可見一斑。

    調(diào)光技術(shù)的應(yīng)用將進一步降低耗能，節(jié)省照明用電。目前，公共照明用電占整個照明領(lǐng)域三分之一，高達1000億度。在國內(nèi)，城市一般從傍晚5:30或6:00開始亮燈，然而小型城市在夜晚9點后、大中城市在午夜12點后，道路上路人稀少，即使在北京、上海及廣州等繁華的都市，凌晨2、3點之后，道路上也罕見行人和車輛。從這一段時間開始至清晨6點路燈熄滅，在低交通流量的道路上仍保持較高的照度顯然沒有十分的必要。若能采用調(diào)光技術(shù)，使得LED路燈的輸出功率在午夜12點后隨著交通流量的減少而降低至一半，將節(jié)約用電高達500億度，相當(dāng)于節(jié)約了2009年三峽電站全年發(fā)電量的大約八分之五（三峽電站2009年發(fā)電798.5億千瓦時），節(jié)能效果非常顯著。

    采用調(diào)光技術(shù)，降低輸出功率，將顯著改善LED燈具的工作環(huán)境，延長燈具壽命，提高可靠性。影響LED燈具可靠性的關(guān)鍵因素是溫度。無論是LED驅(qū)動電源還是LED芯片，環(huán)境溫度越高，其壽命和可靠性會急劇下降。LED驅(qū)動電源壽命與溫度關(guān)系，當(dāng)環(huán)境溫度為25℃時LED電源壽命高達320000小時，而當(dāng)溫度上升至60℃時，LED電源的壽命將縮短至只有35000小時。

    溫度越高，LED芯片的光衰也明顯加劇。LED的光衰和它的結(jié)溫有密切的關(guān)系，所謂結(jié)溫就是半導(dǎo)體PN結(jié)的溫度，結(jié)溫越高，LED光源越早出現(xiàn)光衰，也就是壽命越短。假如結(jié)溫為105℃，亮度降至70%的LED光源壽命只有一萬多小時；結(jié)溫95℃時LED光源壽命就有2萬小時；而結(jié)溫降低到75℃，壽命就可長達到5萬小時，65℃時壽命更可以延長至9萬小時。綜上所述，延長LED光源壽命的關(guān)鍵就是要降低結(jié)溫。

    采用調(diào)光技術(shù)，隨著輸出功率地降低，驅(qū)動電源自身損耗也將降低，其殼溫也將同時下降。200WLED驅(qū)動電源輸出功率與外殼殼溫曲線。當(dāng)環(huán)境溫度為25℃滿載輸出時，外殼溫度為50℃，而采用調(diào)光技術(shù)控制輸出只有50%功率時，其外殼溫度下降至40℃，壽命也將翻倍，可靠性可提高25%-40%.

    傳統(tǒng)白熾燈或HID由于無法調(diào)光，七十年代日本能源危機下，曾采用間隔點燈方法試圖節(jié)能。但由于路面照度不均勻，導(dǎo)致路人的視覺出現(xiàn)問題，治安和道路交通事故大幅上升，最后不得不放棄間隔點燈法。調(diào)光技術(shù)的迅速發(fā)展，會將LED照明調(diào)光系統(tǒng)帶入一個嶄新的領(lǐng)域，從而將綠色環(huán)保節(jié)能的LED照明應(yīng)用進行大范圍的普及與推廣。