固然用于照明,然而固態(tài)照明的架構(gòu)與傳統(tǒng)照明仍有明顯的差別,從光特征到供電,皆與現(xiàn)有照明架構(gòu)無法直接兼容,然而短時(shí)間內(nèi),固態(tài)照明仍需兼容于現(xiàn)有照明結(jié)構(gòu)。
利用在高亮度照明的LED可分為一般家庭照明以及戶外照明兩類,兩者本質(zhì)較為明顯的差別還是以流明與驅(qū)動(dòng)電壓,也由于這些差別使得兩個(gè)產(chǎn)業(yè)既類似又有所不同。戶外照明所需的亮度以及環(huán)境較為嚴(yán)苛,以致戶外照明產(chǎn)業(yè)不如想象中的輕易切進(jìn);但室內(nèi)照明由于門坎較低,很多新興廠商無不以室內(nèi)照明為賭注,投進(jìn)LED照明產(chǎn)業(yè)。然而現(xiàn)在針對(duì)LED產(chǎn)業(yè),仍未有一套同一的尺度與規(guī)范,使得市面上的產(chǎn)品素質(zhì)參差不齊,價(jià)格與質(zhì)量落差也相當(dāng)明顯,而這些差別性將是決定未來該公司是否能夠立足于固態(tài)照明供應(yīng)煉的關(guān)鍵。
固態(tài)照明 是節(jié)能環(huán)保大勢(shì)所趨
LED固態(tài)照明的特點(diǎn)包含:1、應(yīng)用壽命:LED的應(yīng)用壽命超過其它所有光源,以正常的家居環(huán)境為例,LED可應(yīng)用長(zhǎng)達(dá)20年;2、能源本錢:LED耗能極低,LED組件如歐司朗光電半導(dǎo)體GoldenDRAGONPlus發(fā)光效率已達(dá) 110lm/W。LED燈只需約6W便可產(chǎn)生等同25W白熾燈的光量;3、調(diào)暗功效:LED可以調(diào)暗,進(jìn)一步下降能耗;4、不含水銀:LED不含水銀或鉛,下降棄置本錢;5、效率:本日LED的效率已比白熾燈高出約5倍,隨著科技不斷提高,未來效率將會(huì)高出10倍。理論上,LED科技可以節(jié)儉人工照明所耗費(fèi)的電力達(dá)一半以上。
從宏觀的角度來看,推動(dòng)固態(tài)照明成長(zhǎng)的力量∕變更有三個(gè)。第一個(gè)力量來自政府,氣象與環(huán)境保護(hù),對(duì)政府來說不再是奢談,而是必要的事,節(jié)儉能源也不再只是口號(hào),而是可實(shí)現(xiàn)的政策。相較于白熾燈等傳統(tǒng)燈具,LED是低能源耗費(fèi)的首選。舉例來說,韓國(guó)政府的“LED閃亮1530”計(jì)劃于2015年將LED燈的巿占率提高到30%,以節(jié)儉更多能源。日本京都議定書則計(jì)劃在2012年以 LED代替8.8%的日光燈及13.7%的白熾燈,如此將能下降340萬噸的二氧化碳排放。愛爾蘭和澳大利亞分辨頒布自2009及2010年開端,禁止銷售白熾燈泡;美國(guó)能源部則于2008年9月起推行LED的“能源之星”標(biāo)章打算,奧巴馬政府為各項(xiàng)環(huán)保打算編列了8百億美元預(yù)算。最后但也同樣重要的是中國(guó)政府自2000年開端,巳經(jīng)為固態(tài)照明打算挹注了超過1千7百萬美元。
固態(tài)照明相比傳統(tǒng)照明 有更彈性的利用模式
第二個(gè)推動(dòng)的力量來自于不同的利用。目前LED重要利用于建筑、戶外廣告以及便攜式電子產(chǎn)品,其中建筑照明就占整體LED巿場(chǎng)的50%,例如建筑物外觀照明、投射光墻、泛光燈、天花板間接照明及景觀照明。然而,其它利用也是LED的埋伏巿場(chǎng),例如零售展現(xiàn)(包含柜窗照明、零售百貨及冷躲柜照明),居家照明(包含裝飾性照明、櫥柜燈、吊燈及瀏覽燈)和戶外照明(包含停車場(chǎng)、人行區(qū)域、街道照明及公共照明)。由于LED體積小巧,令設(shè)計(jì)師有更大的空間往構(gòu)思新的照明產(chǎn)品,而LED的利用自然也會(huì)更廣泛。而第三個(gè)推動(dòng)的力量則來自科技本身。LED巳經(jīng)證實(shí)是巿面上最省電的光源,比白熾燈省電5倍,每瓦流明也會(huì)逐漸大幅晉升。
專家認(rèn)為,根據(jù)利用的范疇,LED重要有兩種發(fā)展趨勢(shì):1、LED的尺寸越來越??;2、大型大功率LED的利用范疇越來越廣。而不少企業(yè)的產(chǎn)品發(fā)展也隨這兩趨勢(shì);比如歐司朗光電半導(dǎo)體超白OSLONSSLLED,封裝尺寸僅3x3mm,發(fā)光效帶領(lǐng)先業(yè)界,效率值一般可達(dá)100lm/W 。此外,它在高電流下也能產(chǎn)生高功效,加上簡(jiǎn)化的散熱治理、高可靠性和80度的光束角,因此能合適各種高效率利用,包含聚光燈、臺(tái)燈和天花板泛光燈等。此外,也專為路燈而研發(fā)了GoldenDRAGONOvalPlusLED,這LED不需要光學(xué)器件幫助,因備有整合鏡片,以橢圓形輻射模式發(fā)出定向的光線,故最合適路燈照明應(yīng)用。同時(shí),這款LED能產(chǎn)生特別的橢圓形光束(垂直80°、程度120°,并且整合耐用的硅膠透鏡,能滿足節(jié)能型路燈在照明和最少光害方面的特別需求,讓燈光準(zhǔn)確投射在需要照明的區(qū)域,沒有向上的雜散光。
供電結(jié)構(gòu)將是隨固態(tài)照明 而來的另一波革命
現(xiàn)在常用的熒光燈的架構(gòu),需功過繼電器供給瞬間高壓藉此點(diǎn)亮燈管,以安全性而言有觸電的危險(xiǎn),然而LED不須瞬間高電流即可啟動(dòng),然目前固態(tài)照明市場(chǎng)趨勢(shì)還是以代替照明為主,除了ACtoDC的挑釁外,為了兼用現(xiàn)有熒光燈架構(gòu),反而需在電路上過濾繼電器的瞬間高壓,也表現(xiàn)調(diào)換市場(chǎng)只是一個(gè)先期的過度市場(chǎng),非長(zhǎng)遠(yuǎn)趨勢(shì);另外,從ACtoDC的效率仍小于DC降幅,表現(xiàn)未來還需自照明系統(tǒng)進(jìn)行改革,才干符合固態(tài)照明底本的架構(gòu)。而另一方面,固態(tài)照明另一個(gè)市場(chǎng)則是在嵌燈,包含車輛等運(yùn)輸工具等內(nèi)部照明,由于內(nèi)部發(fā)電直接為DC,如香港電車即是采用固態(tài)照明系統(tǒng),可使系統(tǒng)電力累贅大幅下降,并且需要的電流穩(wěn)固,更能以低壓驅(qū)動(dòng),相較過往采用熒光燈有更佳的壽命。
但專家指出,目前固態(tài)照明設(shè)備的廠商還未以數(shù)字的概念生產(chǎn)產(chǎn)品,如供電模塊等,仍采傳統(tǒng)的ACtoDC電源轉(zhuǎn)換模塊,固然具有恒流高效率的上風(fēng),但結(jié)構(gòu)將各LED采用單路串聯(lián),只要其中一路故障,全部模塊會(huì)隨之滅燈,另一個(gè)毛病就是體積難以縮??;電供的數(shù)字化與聰慧化將是固態(tài)照明中另一項(xiàng)門坎,尤其以大眾,照明系統(tǒng),相對(duì)于現(xiàn)行的照明設(shè)備,多數(shù)需要透過人工回報(bào)才干把握,然數(shù)字化的電源供應(yīng)器,可聯(lián)合除錯(cuò)系統(tǒng)進(jìn)行錯(cuò)誤回報(bào),實(shí)時(shí)通知遠(yuǎn)程街燈包含熄滅或是過熱等異常;如國(guó)外的LED號(hào)志燈即強(qiáng)迫請(qǐng)求需裝設(shè)除錯(cuò),即是便于保護(hù),尤其在公共設(shè)施,除錯(cuò)的功效將會(huì)成為各政府器重的設(shè)計(jì)。
光學(xué)設(shè)計(jì)也是影響發(fā)光效率的重點(diǎn)
現(xiàn)今LED照明模塊設(shè)計(jì)的多著重在:電路、散熱、光學(xué)。LED相比傳統(tǒng)光源還是不夠亮,所以會(huì)設(shè)計(jì)多個(gè) LED來符合規(guī)范,電路設(shè)計(jì)就必需要考慮到;LED的芯片發(fā)光會(huì)產(chǎn)生熱,大面積的LED若沒有適時(shí)的把熱散開會(huì)縮短壽命,所以散射設(shè)計(jì)也需要考慮。由于 LED與一般燈泡最大的“光學(xué)”差別在于LED的光具有指向性,所以選擇適當(dāng)發(fā)光角度的LED可以大大幫助設(shè)計(jì);其次LED屬于冷光,發(fā)熱標(biāo)題對(duì)光學(xué)設(shè)計(jì)來說沒有傳統(tǒng)燈泡嚴(yán)重,所以光學(xué)部分的體積可以縮小,甚至可選用怕熱的塑料組件。這并不是說熱的標(biāo)題解決了,而是“熱”的標(biāo)題可以與“光”離開,這也是為什么全部照明模塊也需要重新設(shè)計(jì)的原因。傳統(tǒng)燈泡由于會(huì)產(chǎn)生紅外光譜,所以在產(chǎn)生光的同時(shí)也產(chǎn)生了熱,為懂得決同時(shí)間熱標(biāo)題,光學(xué)設(shè)計(jì)不是用金屬(可導(dǎo)熱)做成的反射片,就是用玻璃(不怕熱)來設(shè)計(jì)透鏡。LED的熱標(biāo)題是從芯片產(chǎn)生的,所以散熱的機(jī)制是在LED上而不是在光學(xué)組件上,所以材料的選用也更有彈性。材料的彈性變大,加上開發(fā)時(shí)程的縮短與LED種類更多元后,光學(xué)設(shè)計(jì)就變成了傳統(tǒng)照明產(chǎn)業(yè)的困擾了。
不同于背光模塊,背光模塊的光學(xué)設(shè)計(jì)考慮重要是應(yīng)用導(dǎo)光板將點(diǎn)光源借助損壞全反射來達(dá)成高均勻度的面光源;照明的應(yīng)用,可以利用光線的會(huì)聚、發(fā)散、反射以及全反射等方法,將點(diǎn)光源擴(kuò)大成線光源及各種不同的配光曲線利用。@@@@@@@@@@
固態(tài)照明安全性與產(chǎn)品壽命備受考驗(yàn)
一些認(rèn)證方面的業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,對(duì)于LED照明設(shè)備,相比傳統(tǒng)燈具,其兩者安全上的差別重要可從兩個(gè)方面來看,一是溫度、一是電壓。溫度:傳統(tǒng)燈具和LED燈具因發(fā)熱點(diǎn)不同,其所衍生的安全考慮也不雷同。以從最早被廣泛應(yīng)用的白熾燈與鹵素?zé)魹槔齺碚f,其大部分的電能是均以熱的情勢(shì)散發(fā)出往,故在應(yīng)用時(shí)會(huì)產(chǎn)生高熱,因而對(duì)人體應(yīng)用上有燙傷的顧慮,而對(duì)周遭的可燃物則有引起火災(zāi)的危險(xiǎn),因此,此類傳統(tǒng)燈具在安規(guī)審核上會(huì)特別著重在量測(cè)燈具應(yīng)用期間所產(chǎn)生的表面溫度。舉例來說,UL針對(duì)其高熱的特征,除衡量正常應(yīng)用的溫度外,也會(huì)仿真進(jìn)行燈具在異常應(yīng)用的情況,例如燈具貼近桌面或一片模仿的木質(zhì)墻面,觀察7小時(shí)看看是否會(huì)因燈具過熱而造成周遭可燃物起火燃燒的危險(xiǎn)。
相比傳統(tǒng)燈具,LED燈具由于材料跟結(jié)構(gòu)的關(guān)系,不像白熾燈與鹵素?zé)魰?huì)在發(fā)光處產(chǎn)生高熱,所以上述用在白熾燈與鹵素?zé)羯系漠惓y(cè)試就不實(shí)用于LED燈具,但LED燈具仍需要留心燈具其產(chǎn)生的表面溫度,只不過LED燈具所產(chǎn)生出來的熱會(huì)聚積在背面,為了要達(dá)到良好的散熱性,除了應(yīng)用散熱片、散熱膏或?qū)峁苤猓_散熱孔也是常見的做法之一。針對(duì)此,就UL會(huì)透過溫升測(cè)試往審核所有燈具產(chǎn)品的安全性。電壓:有別于一般的白熾燈與鹵素?zé)舻母邏狠斶M(jìn),較易產(chǎn)生觸電的危險(xiǎn),而多數(shù)LED燈具是以低壓直流驅(qū)動(dòng),若在應(yīng)用上需搭配安全低電壓的電源供應(yīng)器來供電,如美規(guī)安全電路(Class2Circuit),則可下降應(yīng)用者觸電的損害。
完整的測(cè)試方法 將帶來更完善的產(chǎn)品
目前市面上LED燈具與燈泡產(chǎn)品的安全驗(yàn)證,UL除了考慮一般燈具與燈泡類產(chǎn)品的測(cè)試評(píng)估,如機(jī)械性測(cè)試,電氣性測(cè)試,溫升測(cè)試之外,另外針對(duì) LED光源部分會(huì)額外再往考慮相匹配的電源供應(yīng)器及LED模塊的異常應(yīng)用測(cè)試,相干測(cè)試項(xiàng)目及其安全考慮概簡(jiǎn)略闡明如下:
一、機(jī)械性測(cè)試 (MechanicalTests):一般重要是為了考慮產(chǎn)品在應(yīng)用時(shí),結(jié)構(gòu)受到外在必定程度的損壞時(shí),對(duì)人身安全的影響有哪些,是否會(huì)損害到人體.重要的測(cè)試項(xiàng)目包含以下幾項(xiàng):1、針對(duì)塑料外殼的烤箱測(cè)試(MoldStress-ReliefDistortionTest):評(píng)估塑料在高溫時(shí),是否會(huì)產(chǎn)生變形。2、摔落測(cè)試(D r o pImpactTest) or 或撞擊測(cè)試 (BallImpactTest):評(píng)估塑料在必定的外力碰撞下是否會(huì)被損壞,進(jìn)而造成帶電體外露的危險(xiǎn)。3、電線的拉力測(cè)試 (StrainReliefTest):模仿燈具外部的電源線,確保在受到外力的狀態(tài)下,該拉力不會(huì)傳導(dǎo)且影響到燈具,造成內(nèi)用線或接點(diǎn)松脫。
二、電氣性測(cè)試 (ElectricalTests):考慮產(chǎn)品在應(yīng)用時(shí),會(huì)不會(huì)因負(fù)載過大的高電壓或是高電流造成漏電而損害到人體,一般的測(cè)試項(xiàng)目包含以下幾項(xiàng):1、耐壓測(cè)試 (DielectricVoltage-WithstandTest):評(píng)估負(fù)載過大時(shí),燈具的盡緣強(qiáng)度是否足夠;另外在燈泡方面需進(jìn)行空電路板耐壓測(cè)試 (BarePWBDielectricVoltage- WithstandTest):評(píng)估PWB的走線,若因間距太小而無法符合尺度請(qǐng)求時(shí),采用此測(cè)試來判定該不足的間距是否會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)。2、泄漏電流測(cè)試(Leakage-CurrentTest):評(píng)估燈泡是否會(huì)有漏電危險(xiǎn),造成應(yīng)用者不經(jīng)意觸碰下而產(chǎn)生電擊。3、組件損壞測(cè)試 (UnreliableComponentAbnormalTest):仿真單一電子組件被損壞時(shí),觀察是否因電子組件的損壞而引發(fā)爆炸或起火的危險(xiǎn)。
三、燈具與燈泡的溫升測(cè)試 (NormalTemperatureTest):則是考慮在正常把持狀態(tài)時(shí),會(huì)不會(huì)有過熱的現(xiàn)象,而造成人體被燙傷或使建筑物產(chǎn)生起火的危險(xiǎn),其中燈泡的溫升測(cè)試,則是將燈泡安裝于崁箱中模仿最嚴(yán)酷的應(yīng)用情況。因LED有別于一般傳統(tǒng)光源的特征,LED燈具所應(yīng)用的電源供應(yīng)器及 LED模塊的評(píng)估就需要慎重考慮;驗(yàn)證過的電源供應(yīng)器及LED的模塊利用到燈具中,會(huì)先確認(rèn)是否為美規(guī)安全電路(Class2Circuit).除了考慮上列燈具的測(cè)試以外,針對(duì)LED光源的燈具,還必需額外評(píng)估以下測(cè)試:50W輸出功率量測(cè)測(cè)試 (50WPowerMeasurementTest):電源供應(yīng)器實(shí)際輸出到LED模塊的部分是否為低于50W的輸出功率。組件損壞測(cè)試(UnreliableComponent AbnormalTest):仿真單一電子組件被損壞時(shí),觀察是否因電子組件的損壞而引發(fā)爆炸或起火的危險(xiǎn)。.由于各式LED產(chǎn)品的用處及所應(yīng)用的環(huán)境不同,實(shí)際的評(píng)估尺度與測(cè)試項(xiàng)目,仍然需依產(chǎn)品實(shí)際用處及應(yīng)用環(huán)境來決定。
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固態(tài)照明挑釁傳統(tǒng)照明 仍需將就現(xiàn)有架構(gòu)
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