高亮度LED产生新应用与新标准
文章来源:恒光电器
发布时间:2013-11-24
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HBLED（高亮度发光二极管）的功率在不断增加：例如，Cree公司现在提供88 lm/W的器件，并且计划在今年年底提供100 lm/W的器件，五年内将出现150 lm/W器件。作为独立元件，HB LED效率高于白炽灯甚至荧光灯。但是，在系统级上，恒光，因为必须考虑它们带来的功率损耗问题（包括AC/DC和DC/DC转换与电流调节），它们的优势被削弱了。另外，LED照明装置（或光源）会带来损耗，LED组件本身亦有热损耗。
美国DOE（能源部）最近完成了针对SSL（固态照明）光源的新的能源之星规范，这样系统设计者可以对光源与装置采用相同的比较数字。新规范不是着
眼于HB LED在元件级上的发光效率，而是整体的光源效率。
电流驱动的LED光强直接与正向电流成正比。这些器件有与二极管相同的陡峭电压/电流曲线，LED球泡灯，电压上的小小变动会导致电流的一个相对较大的变化，亮度也产生变化，因此控制电流比控制电压更重要（参考文献1）。很多IC制造商（通常从事于电源控制器业务）都进入了led驱动器电流调节市场。这些供应商包括：德州仪器公司、美国国家半导体公司、Intersil、Cypress、Maxim和Linear Technology。
除了电流调节器以外，照明系统可能还必须带有一个AC/DC转换器，采用电池供电的系统可能还需要一个DC/DC升压转换器。总之，仅转换方面，就可能损失10% ~ 15%的系统功率。另外，由于反射和镜头损耗，设备中SSL的亮度损失可能高达一半。
能源之星SSL规范的标准将在2008年9月30日生效（参考文献2）。该规范有两个部分。Category A覆盖今天现有的器件。它规定，一个符合Category A的嵌入发光设备（或“下射聚光灯”）必须为35lm/W。Category B将覆盖三年内出现的高效SSL设备。那时，SSL能够与今天采用传统光源的最高效发光系统竞争。例如，现在最常见的高性能T8荧光灯和电子镇流系统可以产生约100 lm/W。这些荧光镇流系统的高质量产品可以达到约70%的效率，获得70 lm/W的光源效率。而采用今天已商业化的SSL技术时，HB led光源无法达到Category B级的最小发光效率。不过，LED技术正在快速发展，未来将可以满足能源之星Category B的要求。但LED除了效率和长寿命以外还有其它优势，值得我们在获得更高效率以前继续跟踪它的发展。例如，在荧光照明中，调光非常困难，而对LED不过是直接减小电流而已。另外，你可以用多个冷白色LED和暖白色LED阵列，动态地改变一个房间的颜色。预计SSL将在今后五年内成为家庭与工业照明的一种重要技术（参考文献3）。
今天可用的多数HB LED都需要直流电压和电流，因此，大多数SSL系统都含有转换电路，将交流电源转换为稳压的直流电源。不过， led商业照明，Seoul Semiconductor公司最近推出了Acriche HB LED，它可以直接用交流电源工作（图1），用一只表面组装电阻设定输入电压，范围从100V~110V AC和220V~230V AC。在片芯中，LED包含了多层LED半导体结。二极管结在总正向电压接近于110 V 或220 V的交流电压时建立。这些器件有两串背对背的LED。第一串导通，并在正半电压周期内传导，LED照明品牌，而第二个在另一串周期内导通， led服装照明，因此LED可在整个交流电压周期内发光。直接采用交流工作简化了电源转换电路，增加了系统可靠性，并减少了设计时间。Acriche HB LED有两种型号：用于100V/110V的AW3200和用于220V/230V的AW3220。两种型号均具有59 lm/W的效率，它低于直流供电的HB LED的发光， LED置换工程，但也相差无几。
随着能量成本的持续上升， led亮化工程，照明效率的重要性也日益增加。美国DOE估计，照明要消耗一座建筑20%的电力。然而，室外照明，在发展中国家经常缺乏可靠的电力网络，人们可以使用太阳能SSL为电池供电，从而获得可靠的夜间照明。唯一的其它选择是煤油灯，它既危险又昂贵（见附文“固态照明是对缺乏光明国家的有效救济”）。
HB LED除了明显的效率优点和寿命优点以外，还有其它的优点，星级酒店照明灯具，照明产品，并对非传统照明应用很有吸引力。例如，它们有狭窄的光谱，因此最适合用作胆红素灯。胆红素是一种红黄色的有机物， LED置换工程，源自红血球解体所产生的血红蛋白。过高胆红素会造成高胆红素血症，症状为黄疸，即巩膜（即“眼白”）和体液等组织呈黄色。虽然一般不必担心低水平的胆红素，但大量胆红素会循环至大脑组织，装修照明，可能造成新生儿癫痫和大脑损坏。所幸， led质量，光疗通常对此种病症有效果，因为胆红素会吸收蓝光，分解为水溶形式而排出体外（图2）。458nm ~ 462nm区域中的窄带蓝光最有效。过去，胆红素治疗光线都采用定制的蓝色荧光灯管和彩色过滤器。但是，荧光灯的光谱相对较宽。尽管其分布中心位于所需波长上，但光谱分布在两端下降，表示能破坏胆红素的光能量下降，恒光，因此治疗时间将延长。与之相比，蓝光LED胆红素光源可以有正确的频率，几乎不浪费光能量。另外，LED的胆红素光源有机械稳定特性， led亮化工程公司，更长的寿命，也比荧光设备低廉。在未来，光线疗法将能通过“发光服”提供光照，提供比光箱更有效的治疗方法。
