白光LED應用于室內(nèi)照明的分析與探討(圖)
上傳人:聶蓉,陳益民,駱德漢,黃杰 上傳時間: 2009-06-01 瀏覽次數(shù): 811 |
摘要:白光LED具有發(fā)光效率高、功耗低、壽命長、環(huán)保等很多其它傳統(tǒng)照明光源無法比擬的優(yōu)勢。因此被認為是取代白熾燈跟熒光燈最具潛力的照明光源。本文根據(jù)目前半導體照明的最新研究進展,介紹了GaN基白光LED應用在室內(nèi)照明領域的發(fā)展趨勢,從視覺指標、光學參數(shù)、封裝技術、價格等方面出發(fā),指出了白光LED在日常照明普及過程中的一些主要問題,并對這些問題做了詳細的分析與探討。針對現(xiàn)有可行的解決方法,對發(fā)展前景做了進一步展望。
關鍵詞:白光LED;室內(nèi)照明;大功率引言世界各國紛紛倡導使用節(jié)能環(huán)保型光源,白熾燈由于發(fā)光效率低、耗電量大、壽命短,將逐步被淘汰。熒光燈因其具有節(jié)能、高效等優(yōu)勢,已成為照明界的佼佼者,在照明設計方面,業(yè)已形成了一套豐富的經(jīng)驗。LED的出現(xiàn)將給白熾燈和熒光燈帶來巨大挑戰(zhàn),被認為是下一代高效的綠色照明光源。專業(yè)人士強調(diào):照明市場在 2010年將成為白光 LED最具潛力的應用領域。
1、白光LED的產(chǎn)生機理目前制備白光LED有三種方法:第一種方法是把紅、綠、藍(RGB)三種芯片封裝在一起混合發(fā)出白光,簡稱MCLED(multi-chipLED);另一種方法就是通過熒光粉轉(zhuǎn)換得到白光LED,稱為PCLED(phosphorconvertedLED),包括藍光LED芯片加YAG黃色熒光粉、紫外LED芯片加RGB熒光粉;此外還有MOCVA直接生長多有源區(qū)的白光技術。相比之下MCLED的綜合性能好,但是綠光轉(zhuǎn)換效率低、成本高;藍光LED生成白光技術比較成熟,已經(jīng)開始應用于照明行業(yè)。這種LED的發(fā)光原理就是GaN基藍光 LED芯片發(fā)出的藍光(λp=465nm;Wd=30nm),其中有一部分被熒光粉吸收,另一部分藍光與熒光粉發(fā)出的黃光相混合產(chǎn)生白光,如圖1所示。
2、LED燈具現(xiàn)狀及其不足白光LED燈在要進入普通家庭,必須達到室內(nèi)照明標準,保證正常的工作、學習和生活?,F(xiàn)在市面上已經(jīng)出現(xiàn)各種LED室內(nèi)照明燈具,但是照明效果還不太理想,與普通照明要求還相差太遠,表1是目前LED燈具與傳統(tǒng)光源性能參數(shù)的比較:
從表1來看,白光LED應用于室內(nèi)照明的憂勢還未能充分體現(xiàn),LED燈具還存在著很多方面的不足。
2.1 顯色指數(shù)、色溫LED室內(nèi)照明燈具與普通的LED指示燈不同,要接近自然光的效果,使被照物在光源的照射下無失真。因此,顯色指數(shù)跟色溫就顯得尤為重要。
顯色指數(shù)Ra是指物體在被照光源下的顏色與在日光照射下的顏色的相符程度,顯色指數(shù)越低就說明物體在被照光源下失真度越高,它是衡量人眼對光源視覺質(zhì)量的指標。色溫是衡量光源色的指標,色溫偏低表示光色偏暖(紅色),偏高則表示光色偏冷(藍色)。
利用PCLED中藍光LED+YAG黃色熒光粉制成的白光LED,由于其光譜中缺失紅色部分,顯色性較差,難以滿足低色溫的照明要求,而MCLED則可以通過選擇合適的波長跟強度來獲得更好的顯色指數(shù),但是芯片性能的差異使得驅(qū)動電路過于復雜,圖2是 NICHIA兩種白光光譜的對比。
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