1 前言
自爱迪生发明
白炽灯以来，人造照明光源经历了三个发展阶段：白炽灯、
气体放电灯、荧光灯。如今，白光ＬＥＤ作为一种新型的半导体发光器件日益受到人们的关注，因其具有绿色、节能、长寿命的特征而被称为第四代照明灯具。特别是随着研究的不断加强，白光ＬＥＤ的光效持续得到提高，至今已达１６０ｌｍ/Ｗ，这就引发了人们关于白光ＬＥＤ将全面取代白炽灯、金卤灯和荧光灯等传统电光源的呼声。本文既对白光ＬＥＤ用于照明的相关技术特点进行了分析，又对其相应的优缺点和今后的发展方向进行了讨论。
2 白光ＬＥＤ的技术特征
白光ＬＥＤ的核心技术在于ＬＥＤ芯片。虽然ＬＥＤ作为一种电致发光的半导体器件已成熟应用于信号指示和户外大屏幕等领域，但真正意义的白光ＬＥＤ，或者称能用于照明的白光ＬＥＤ出现才不超过２０年时间。
为了应用于照明，光源必须有很好的显色性，所以照明用ＬＥＤ必须发白光。一种方案是发明一种多能级载流子复合的复合型杂质半导体，使之直接产生多色光，从而混合后发白光，然而此种方案迄今未获成功。另一种方案是将发射红、绿、蓝三种基色的发光二极管芯片做在同一个管芯中，混光成为白色，但是由于所发光束的某些部分仍然呈现原光色，致使整体光色较差，但这种方案已被放弃。
目前，采用的方案是在ＧａＮ基或ＧａＩｎＮ基的蓝光或近紫外区ＬＥＤ芯片上涂覆黄色或全色荧光粉，从而得到白光ＬＥＤ.荧光粉的质量、涂层厚度稍有影响均将严重影响其显色指数、色温、光效和光衰。白光ＬＥＤ的寿命主要受限于ＧａＮ基或ＧａＩｎＮ基ＬＥＤ芯片本身的寿命。鉴于ＬＥＤ为ＰＮ结发光，散热不好将导致芯片寿命剧烈下降；而具有实用价值的高亮度、大功率白光ＬＥＤ不可避免会遇到更严重的ＰＮ结温升问题。并且单个白光ＬＥＤ的照度有限，在照明应用时往往采用阵列的形式，而制作工艺的均一性差别也将降低整体产品的使用性能。
如此，鉴于白光ＬＥＤ本身的技术特点，在应用于照明时需详细分析其固有的优点和劣势，并采取相应的措施才能使白光ＬＥＤ更好的用于照明，实现绿色照明。
3 白光ＬＥＤ应用于照明的优点及劣势分析
作为第四代照明器具，白光ＬＥＤ用于照明的优点总结有以下几点。
（１）光效高。目前的实用光效可达７０～９０ｌｍ/Ｗ，据报导，美国实验室数据达１６０ｌｍ/Ｗ，而且还有增加的趋势，预期在未来３～５年，实用光效达到１５０～２００ｌｍ/Ｗ是可能的，到那时有可能成为最高效的光源。
（２）起动性能好。只有毫秒级的响应时间，能达到全光通输出，快捷可靠。
（３）可控性强。低电压器件，调光方便，容易实现数字化控制。
（４）全固态。具有耐震动，耐气候性良好的优点。
（５）环保。白光ＬＥＤ不含汞，环保性能优。
（６）点光源。白光ＬＥＤ在一定光束角内定向辐射，用于
射灯、筒灯等灯具时，有利于提高下射光通比。
由于白光ＬＥＤ自身的原理和特点，目前白光ＬＥＤ的劣势在于：
（１）价格高。成本高成为白光ＬＥＤ照明进入应用的主要障碍之一，初次购买成本是传统灯具的５～１０倍，对普通用户来说成本劣势非常明显。有限的节能本身无法弥补其高价格，今后主要靠量产来降低成本。
（２）实际寿命偏低。由于ＰＮ结自身寿命对温度的敏感性和实际产品设计、制造、使用方面的原因，ＬＥＤ照明灯具的实际寿命往往只有其标称寿命的几分之一甚至几十分之一，这主要是受散热条件的影响。
（３）光衰大。ＬＥＤ的ＰＮ结温度升高时阻抗降低，发光特性也将变化，发光效率也会降低，加以在高温长期烘烤下荧光粉光衰较快，数个月后白光ＬＥＤ辐射的光通量将大幅下降，照度相应降低，光线昏暗，达不到设计要求。
（４）光谱质量低。人的眼睛习惯太阳光，目前白光ＬＥＤ光源存在光谱的不连续性，尤其是荧光粉转化的白光ＬＥＤ存在色温偏高，显色性不够高等问题。这可依靠荧光粉技术的改进来解决。
（５）电压匹配问题。白光ＬＥＤ是典型的低电压（１．８～３．９Ｖ）器件，在用市电供电时还需专配降压器件，无论是采用变压－整流或是采用
开关电源降压，都会产生额外的转化损耗（约１５%～３０％），从而消弱白光ＬＥＤ的低功耗优势。今后，将有必要开发新的驱动芯片技术，以降低电压转化损耗。
4 白光ＬＥＤ应用于照明的问题及展望
从目前的市场情况来看，白光ＬＥＤ已在景观照明、便携式灯具、ＬＣＤ背光照明、局部照明等领域展现出优势，但整体来看，白光ＬＥＤ仍处于照明应用的初级阶段，其性价比提升还有很大空间。
为了满足人们对高效照明和绿色照明的迫切需要，白光ＬＥＤ在今后的发展过程中首要解决的核心问题是降低流明成本和改善散热。而散热问题的改善本身就会从根源上缓解目前白光ＬＥＤ存在的寿命、光衰等问题，从而也会间接起到降低价格的作用。
其次，关于电压匹配的问题也促使人们提出了采用ＡＣ直接驱动ＬＥＤ的新思路，相关的ＬＥＤ驱动芯片也日益完善和丰富。日后，借助于荧光粉技术的继续改进和完善，高显色指数和宽光谱的ＬＥＤ光源将能够满足人们对室内照明对光源质量的更高要求。
我们有理由相信，随着研发力量的不断投入，灯具行业相关器件的日趋完善，市场对白光ＬＥＤ产品认可程度的提高，国家政策的大力导向，以及人们对节能、绿色照明的主动关注都会使得白光ＬＥＤ产品获得更广泛的应用，而用量的增多又必然使得白光ＬＥＤ的价格持续下降，最终促使白光ＬＥＤ产业走向性能提升、价格降低的良性循环发展之路。
全部回复（7 ）
只看楼主 我来说两句-
liukai384
沙发
感谢楼主的无私分享与贡献
2017-04-28 13:53:28
赞同0
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归心2017
板凳
很不错啊 ，，
2017-03-23 16:49:23
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