浅谈LED半导体照明技术应用现状及优化措施

唐超

摘  要：提升能源利用效率是可持续发展的重要途径。创新能源利用模式，研究新能源利用技术是重要的研究方向。半导体材料的光电效应在照明技术应用中表现出独特优势，得到越来越多的重视。通过对LED半导体照明技术进行分析，展望LED半导体照明技术发展趋势和技术应用优化措施，为LED半导体照明技术的蓬勃发展提供支持。

关键词：LED半导体;照明技术;技术应用;措施

1、引言

与传统的照明设备相比，LED半导体照明设备不仅可以发出颜色不同的光，满足多样化照明设备的需求，而且还具有节能特点，使用维护方便，这些为LED半导体技术应用在照明领域中奠定了有利条件，使其在照明行业中的应用越来越多。

2、LED半导体照明核心技术

光源集成组合模组。采用众多单管LED进行重组，得到的功率更大，具有更好的照明性能。半导体照明光源对人眼的刺激性小，即使长时间在LED光源下也不会让眼睛有很强的刺激疲劳感。在LED半导体照明中，为了提高光源功率，得到效率更高的照明效果，提高光源散布均匀度和散热效果，通常采用光源集成组合模组设计方式，通过对光源进行合理布设，平衡整灯和小灯之间的关系。通过对灯具结构的合理设计，实现整体最佳散热效果。

热传导技术。在传统照明方式下，灯具的热传导性较差，对灯具的使用寿命造成不利影响。LED半导体照明技术中的散热技术是重要技术之一，尤其是对大功率的LED光源照明中，热传导技术是衡量灯具质量的重要指标之一，关系到产品是否进入到主流市场及市场占有率。热传导技术遵循的原理是热力学热交换原理，通过设计稳定的散热结构，应用热导管技术，降低光衰，保证低温照明，延长LED灯具的使用寿命。

照明芯片技术。LED半导体照明芯片是技术的难点。尤其是在大功率LED灯芯片是目前半导体照明领域中的关键技术。目前低维纳米材料在GaN LED芯片上的应用是研究的热点。GaN上直接生长石墨烯，样品表面粗糙度很低，材料具有高度均匀性，使低维纳米材料在GaN LED芯片上的实用化应用成为可能。

LED驱动技术。通过LED驱动技术能够为照明光源电路提供可靠稳定的保障，在驱动技术下能够形成安全电流供应循环。目前LED驱动技术的研究主要集中在功率转换上，需要解决电磁辐射大的问题。LED驱动技术的应用可以使供电更加稳定，同时实现高效释放静电，雷电的功能，确保照明的安全性和稳定性。

3、LED半导体照明技术的应用现状

LED半导体照明技术在国外已经发展成了成熟的技术链。日本在LED照明领域发展较为成熟，在国际上处于领先水平，形成了广泛的技术应用基础，LED照明已经在国内实现了80%以上的覆盖率。国内LED半导体照明技术起步晚，但是近几年发展速度加快，政策及市场为行业发展提供了良好的环境条件，在节能环保可持续发展理念下，国内的LED照明技术发展和应用速度日益加快，2019年我国半导体照明产业规模达到7846亿元，2020年LED半导体照明电器产值规模达10000亿元，受到外贸限制和疫情影响，应用规模下滑，但是从近几年发展趋势看，LED半导体照明技术依然有良好的发展前景。

4、LED半导体照明技术的发展及优化

4.1LED半导体照明技术的发展趋势

随着市场消费需求的多样化，LED半导体照明技术发展趋势也向着能够更多元地满足消费市场需求的方向发展。特殊市场的发展潜力是很大的，如景观应用、背光应用、汽车照明等。在景观应用领域中，LED半导体照明技术的占比日益提升，随着各地政策的推动，尤其是文化旅游产业的兴起，景观照明工程市场规模将提升，给LED半导体照明技术应用创造了机遇和空间。汽车照明中LED半导体技术主要应用在新能源汽车中，催动LED车灯在汽车市场中渗透率的提升，越来越多的汽车企业开始逐渐加大LED照明产品的替换，汽车车灯正在从传统灯具向LED灯具转向，市场规模逐年增长。智慧城市建设进程的加快，更加个性化的LED照明技术在细分市场也将有良好的发展机遇，如显示屏、信号指示照明等。根据客户的需求，LED半导体照明技术应用又可以细分为家居照明、商业照明、工业照明和公共照明多种。未来，LED半导体照明技术在这些细分领域中也将有更多的发展和应用，不仅满足照明的基本功能需求，而且设计上也日益美观，成本也逐渐降低，成为照明领域中不可或缺的力量。

4.2LED半导体照明技术的优化措施

电源驱动技术应保障电源压力稳定，尽量提高灯具的使用寿命。在热效应作用下，LED灯具容易出现PN结温度上升的情况，对灯具寿命带来不利影响。通过合理控制两端电压，避免电源驱动技术降低灯具寿命。通过对电流进行控制，避免LED灯具出现光衰加速问题，提高照明热效能。采用恒流驱动是较为理想的驱动状态，可以避免因电压不稳而导致的电流波动，提升LED照明稳定性。目前主流的LED技术是用蓝光激发荧光粉，但是这种方式存在蓝光过多，影响视力的问题。为了解决上述问题，采用硅基黄光LED可以提高光照环保性和健康性。目前LED荧光型白光已经进入到成熟期，提高LED灯具色效呈现效果，采用多基色纯LED照明会有更高的效率。

5、結语

综上所述，LED半导体照明技术具有耗电量少、寿命长、色彩丰富等特点，在照明市场中的应用越来越多。根据LED半导体照明技术趋势，LED半导体照明技术将在电源驱动方面、视觉健康方面以及多基色照明效率方面有更多的发展，技术应用倾向于向细分市场发力，同时结合现代化产业需求更多智能化、健康化突破口，推动LED半导体照明技术应用市场扩大。

参考文献

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