決定LED燈的技術發展方向的五要素

隨著地球溫室氣體排放問題日益嚴重，逼近地球自我調節的臨界點，各國紛紛出臺相關政策，包括我國在內的世界各國政府必需刻不容緩的執行節能減排(二氧化碳)，LED燈是目前最節能的綠色環保電光源，自然成為照明節能減排的主要選項，隨著LED燈成本與價格的逐漸降低，其普及的速度也在加快，在2020年以前，LED燈的市場占有率將超過50%。

降低LED燈的成本

LED芯片占據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芯片技術發展的關鍵在于基底材料和外延生長技術。基底材料由傳統的藍寶石材料、硅和碳化硅，發展到氧化鋅、氮化鎵等新材料。在短短數年內，借助于包括芯片結構、表面粗化處理和多量子阱結構設計在內的一系列技術改進，LED在光效方面實現了巨大突破。

硅基底成本很低，技術在不斷進步中，但目前發光效率還不滿意，如果保持這種發展速度，一旦達到較高水平，則硅基底成為最主要的技術方案成為必然的選擇，企業也將獲得巨大的經濟回報。

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。薄膜芯片技術能夠減少各側面的光輸出損耗，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，還為透鏡設計創造了優越的便利條件。薄膜芯片技術是目前超亮LED芯片生產中的核心技術。

提高LED燈的顯色性

在高亮度白光LED中，一小部分藍光發生斯托克斯位移后具有更長的波長。這是好事情，因為這使得LED燈廠商可以使用許多不同顏色的熒光粉層，從而擴展發射光譜，有效地提高LED的顯色指數(CRI)。采用熒光粉的白光LED獲得的高CRI是有代價的，因為斯托克斯位移會造成白光LED的效率低于單色LED的效率。不過對于大多數照明應用而言，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，還是運放控制的恒流電源，都要解決供電問題。即開關電源芯片工作的時候是需要一個相對穩定的直流電壓為其芯片供電的，芯片的工作電流從一個MA到幾個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，因為IC要承受約300V的直流電，只要稍有一點電流，就算一個MA，也有零點三瓦的損壞耗了。一般LED電源不過十瓦左右，損失零點幾瓦一下就可以將電源的效率拉下幾個點。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幾瓦的功率，將效率提幾個點。

提高LED燈系統可靠性

LED的整體效率、使用壽命和可靠性必須通過系統優化才能得以提升。

光源：緊湊、高效，選擇合適的顏色和輸出功率。

控制和驅動：使用電子電路實現LED的恒流驅動和控制。

熱管理：若要達到更長的使用壽命必須控制LED節點溫度，散熱模型計算與新材料新工藝的運用是LED燈技術熱點。

光學元件：透鏡、反射器或導光板材料是將光線聚焦在目標區域或分散在四周，這要根據設計需求而定。

隨著LED技術的快速發展以及LED光效的逐步提高，LED燈的應用將越來越廣泛。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，在室內燈具設計方面，LED將趨向智能化、多樣化和藝術化。

更多資訊請關注：21ic照明頻道