LED节能灯具的优势及局限性

● 广东顺祥节能照明科技有限公司 许名传

世界上的照明用电约占总发电量的10%～20%，在我国，照明用电约占总发电量的10%。

随着我国现代化发展速度的加快，照明用电量逐年上升，因此，研制、开发和推广应用节能型电光源引起人们的高度重视。从20世纪末到21世纪初，我国一批具有节能意义的电光源先后出现，包括氙气灯、高低压钠灯、高低压汞灯、节能荧光灯、无极灯、LED灯等，它们以不同的特色在市场占据一席之地。随着时间推移和各灯种本身的不断改进，实际应用的实践说明，LED灯在各节能灯种中，具有突出的优势。

1 LED发光原理

LED是发光二极管（Light emitting diode）的缩写，它的基本结构是一块电致发光的半导体材料芯片，用银胶或白胶固化到支架上，然后用铝线或金线连接芯片和电路板，再在四周用环氧树脂密封，最后安装外壳。

LED是一种能够将电能转化为可见光的固态半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由2部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位；另一部分是N型半导体，在这边主要是电子。这2种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个P－N结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED灯发光的原理。而光的波长也就是光的颜色，是由形成P－N结的材料决定的。

单个的LED灯珠只能在低电压（约3V）、低电流（约几毫安）下工作，发出的光线很微弱，需要将许多LED灯珠串联或并联起来；同时单个LED灯珠是单向导电的，为了充分利用交流电的正负半周电流，这就需要一块集成电路芯片，将交流220V电源转变为电压、电流能与LED集合相匹配的直流电，以满足LED灯珠集合体的要求，使其能正常发光。

2 LED的特点和优势

LED节能灯具具有以下特点和优势：

（1）节能。白光LED的能耗仅为白炽灯的1/10、节能灯的1/4。

（2）长寿。寿命可达10万小时以上，对普通家庭照明可谓“一劳永逸”。

（3）环保。没有汞等有害物质。LED灯泡的组装部件非常容易拆装，不用厂家回收都可以通过其他人回收。

（4）可以工作在高速状态。节能灯如果频繁地启动和关断，灯丝就会发黑，很快坏掉，但LED灯可以更加安全工作。

（5）LED属于冷光源类型，可固态封装。便于运输和安装，可以安装在任何微型和封闭的设备中，不怕振动。

（6）LED正日新月异地在进步，它的发光效率正在取得惊人的突破，价格也在不断降低。

（7）配光技术使LED点光源扩展为面光源，增大发光面，消除眩光，升华视觉效果，消除视觉疲劳。

（8）透镜与灯罩一体化设计。透镜同时具有聚光作用，避免光的重复浪费，让产品更加简洁美观。

（9）大功率LED集群封装，散热器与灯座一体化设计，充分保障了LED散热要求和使用寿命，从根本上满足了LED灯具结构和选型的任意设计，极具LED灯具的鲜明特点。

（10）无频闪，纯直流工作，消除了传统光源的视觉疲劳。

（11）耐冲击，无紫外线和红外线辐射。无灯丝及玻璃外壳，没有传统灯具碎裂问题，对人体无意外伤害。

（12）低电压工作，安全可靠。表面温度≤60℃。

（13）宽电压范围，85～264V全电压范围恒流，保证寿命和亮度不受电压波动影响。

（14）采用PWM恒流技术，效率高，热量低，恒流精度高。

（15）降低线路损耗，对电网无谐波污染。功率因数≥0.9，谐波失真≤20%，减降了供电线路的电能损耗和避免对电网的高频干扰。

（16）发光效能率高达80lm/w，显色指数高，显色性好。

3 LED存在的局限性

现阶段LED存在的局限性是：价格贵；能普遍做到的光效率和理论的光效率差距较大；能做到的产品寿命和理论寿命还有很大的差距；还有一定的发热量；光衰还可以大幅度减少。

不过这些缺点可以通过工艺的改进克服。随着技术的发展，今后一定是LED的天下，就像诺贝尔物理奖领奖词中写到的那样：“白炽灯照亮了20世纪，LED灯将照亮21世纪”。