大功率白光LED道路照明

大功率白光LED道路照明探討白光LED的是一種新型光源；日本政府首先資助(上世紀(jì)90年代)；美國政府資助；中國政府資助；歐洲政府資助；中國目標(biāo)2010年光效達(dá)到100lm/W，大量取代節(jié)能燈。優(yōu)點(diǎn)：高光效：估計(jì)可達(dá)160lm/W以上(實(shí)驗(yàn)室報(bào)導(dǎo)未經(jīng)證實(shí))；無污染；長壽命：5萬小時(shí)或稱10萬小時(shí)(早期理想的理論估算，未經(jīng)證實(shí))；顯色性好：70~80政府支持，經(jīng)濟(jì)實(shí)力雄厚，發(fā)展迅速。白光及彩色LED在顯示照明中表現(xiàn)突出，無與論比。分歧很大在顯示照明方面LED發(fā)展迅速，取得很大成績，顯示了無比優(yōu)越性，無爭議。在裝飾照明方面有重要作用，勾劃輪廓效果很好，亦無分歧。在功能照明方面意見分歧、評(píng)價(jià)不一。LED的發(fā)光過程

載流子復(fù)合發(fā)光在外加電場(chǎng)作用下載流子e克服阻擋層電位差Vo，進(jìn)入空穴層（p層）；截流子e為空穴俘獲后釋出勢(shì)能eVo并轉(zhuǎn)化為光子hv，其波長λ=1234/Vonm；雖然截流子復(fù)合時(shí)量子轉(zhuǎn)換效率很高，但是電子運(yùn)動(dòng)時(shí)克服內(nèi)外電阻的能耗以及復(fù)合時(shí)攜帶的動(dòng)能不可能轉(zhuǎn)化為光能。計(jì)入各種能耗后LED的內(nèi)量子效率不超過90%。內(nèi)量子效率常規(guī)光源的輻射是各向均勻的，基本都能輻射出去，提取率高；LED輻射只能單向（外向）輸出，向內(nèi)輻射的光子多被吸收；輻射方向偏離出射窗垂直方向的光子將部分反射并被吸收。LED分子密度大，光子逸出途程中被吸收的幾率高。LED的外量子效率即量子提取率較常規(guī)光源低得多，最多為60%。LED的很大一部分輸入能量消耗在芯片中轉(zhuǎn)化為熱能。量子提取率提高LED量子提取率的措施超薄：總厚度幾十納米，減少光子在介質(zhì)中被吸收的幾率；在基底表面鍍高反膜，提高量子反射率——相當(dāng)于燈具；輸出窗的內(nèi)界面粗毛，減少光子反射；采用藍(lán)寶石或多晶氧化鋁陶瓷薄片基底以提高導(dǎo)熱率，降低結(jié)溫度。LED總量子效率的估算內(nèi)量子效率90%，量子提取率60%單色LED的理論量子效率為0.9×0.6=0.54即LED最高可有54%的能量轉(zhuǎn)化為光能其效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于當(dāng)前實(shí)際光源的電—光轉(zhuǎn)換效率。白光LED的量子效率估算藍(lán)光LED＋黃色熒光粉構(gòu)成白光LED；過程中部分光子能量下轉(zhuǎn)移，470nm→560nm若20%藍(lán)光光子保持波長不變。80%藍(lán)光光子下轉(zhuǎn)移，平均能量損失8.75%。總量子效率降低約7%。熒光粉對(duì)光子的吸收率超過20%；經(jīng)黃色熒光粉涂層后光能降低27%以上；白光LED的理論估算能效不超過40%。白光LED的光輸出估算光功當(dāng)量=683lm/W；1W功率全部轉(zhuǎn)化為555nm的黃光的流明數(shù)；1W功率轉(zhuǎn)化為在380～780nm之間均勻分布的光能時(shí)的光通量為260lm/W——白光；1W功率能譜按視見函數(shù)曲線分布時(shí)的光通量為360lm/W。1W“白光”LED的輻射光通量不可能超過140lm/W。這是估算的白光LED的光效，目前遠(yuǎn)未達(dá)到，以后也很難突破。當(dāng)前達(dá)到的實(shí)際光效<70lm/W，不足估算值的一半。某大公司制成白光LED路燈及燈具（水平非很高的公司），宣稱初始光效為70lm/W，正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)因溫升降至為50lm/W；為降低結(jié)溫度、減緩光衰、常常降低功率使用(1WLED按0.7W~0.8W設(shè)計(jì))；2007年日本報(bào)導(dǎo)白光LED光效已達(dá)到55lm/W，但Ra為82的LED光效只有20lm/W。使用時(shí)結(jié)溫度上升，輻射光譜紅移，強(qiáng)度下降，激發(fā)熒光粉的效率降低，輸出光通量下降。結(jié)溫度上升、量子效率下降、引起光衰、壽命縮短。(摘自CreeLED照明方案簡介)結(jié)溫升、量子效率快速下降；結(jié)溫升、壽命快速縮短；結(jié)溫升、阻擋層電勢(shì)差下降，光子紅移；結(jié)溫升、光量子紅移，熒光粉激發(fā)效率下降。大比例自身能耗是難以制成大功率LED和光效低的原因常規(guī)光源需要以60%~95%能量維持高溫發(fā)光體，否則不能正常發(fā)光；LED的發(fā)光中心必須是低溫的，高溫將破壞P-N結(jié)功能、危害發(fā)光機(jī)制；70%以上的能量消耗在P-N結(jié)，對(duì)于大功率LEDP-N結(jié)溫升過大，這是LED不能做大、光效低、光衰大、壽命短的內(nèi)在原因；關(guān)鍵在于降低結(jié)溫度；160lm/W的報(bào)導(dǎo)是實(shí)驗(yàn)室中冷態(tài)樣品瞬間的測(cè)試數(shù)據(jù)，這對(duì)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的白光LED已經(jīng)超過極限了，不可能長期保持這樣的光效。200lm/W白光的設(shè)想是毫無根據(jù)的。多量子井或三基色LED芯片的白光LED的光效可以再提高一些。5萬小時(shí)、10萬小時(shí)的壽命是早期單色超小功率LED的估計(jì)壽命，這樣的LED不存在結(jié)溫度上升的問題。白光LED中熒光粉的壽命通常不可能超過3萬小時(shí)，在高溫烘烤下光衰很大。LED配套電器的壽命不可能超過3萬小時(shí)。購某大公司的藍(lán)光LED，發(fā)射光譜中心波長為470nm；黃色熒光粉主發(fā)射波段為540~620nm；在最佳熒光粉厚時(shí)光效<38lm/W，顯色指數(shù)78(c圖)。abcd不同美熒光系粉涂殼層厚暴度的真白光先LE隊(duì)D的馬發(fā)射馳光譜熒光粉涂層相對(duì)厚度a（很?。゜（?。ヽ（中厚）d（較厚）色溫300001461075443666相對(duì)光通量0.180.2510.16顯色指數(shù)48.3597843不同晃熒光蝕粉涂悲層厚愁度的桿白光侄LE驕D的幼輻射廚參數(shù)熒光暗粉涂賢層厚欺度的尿偏差逮對(duì)光沫參數(shù)寄影響柱很大逃，所性以白辟光LE鏈D的光授效、斑色溫丸、顯氣色性斷零散舅很大贏。為獲惜得高泡光效留，LE守D總做勞成高逗色溫淺光源厘。常規(guī)胳光源記的實(shí)狂際輻仍射效染率遠(yuǎn)睡低于LE信D的理似論效督率。白熾利燈——嫩<5給%陶瓷娘金鹵營燈≈40揪%國內(nèi)70栗lm欣/W、90坊lm黎/W或更械高光僑效的扯數(shù)據(jù)屑大多凡為未橡經(jīng)仔肯細(xì)測(cè)李試的睜不準(zhǔn)設(shè)確的臂說明互書數(shù)面據(jù)。關(guān)于堆路燈饒照明當(dāng)前梢路燈姑照明針大多擾采用竿最高斗光效焦的傳躍統(tǒng)光壤源高撒壓鈉低燈，鉤這也割是當(dāng)羨前信做價(jià)比萄最高猜的道粘路照糊明光詠源之垮一；高壓面鈉燈特的輻劑射光淡譜集貌中在輛58茫9n閃m二碑側(cè)的伙較窄這范圍于內(nèi)，茂其特鋸點(diǎn)是姐：高光脹效：90昂~1掉30歪lm慨/W；長壽汪命：12擇00冬0小時(shí)鐵～20氏00助0小時(shí)輻射慶波長所長、舉穿透吩雨霧慣力強(qiáng)西。顯色猛指數(shù)榴低：<3悲0人眼描的明惜視覺號(hào)、暗級(jí)視覺濾視見賣函數(shù)呀曲線求及高艙壓鈉閉燈光拆譜暗視覺明視覺高壓丈鈉燈傳光譜頌集中莊在長燃波長灣段，田光色穴昏黃斥，視綠物不遍清；光譜智光效支雖高通，但揀夜晚油視覺評(píng)靈敏鐮度下面降；顯色購性太屢差，股色彩攤分辨雙不清湊，圖酷象模移糊；在實(shí)漆際道爽路照魔明中掏采用歇高壓朗鈉燈紀(jì)時(shí)總鴿是超峽標(biāo)準(zhǔn)僅設(shè)計(jì)挪、耗圓電偏賄多。作為少道路磁照明車光源必高壓稈鈉燈畫的不疾足之冤處大功創(chuàng)率白臂光L軍ED致向道加路照楊明猛教烈挺沙進(jìn)近年霧來大副功率杏(山1W碑、3湯W)暖白光謀LE今D積如極介軟入道某路照明尖的理助由：LE演D為枯定向租輻射漁，光場(chǎng)利用綿率遠(yuǎn)汪比高政壓鈉追燈高占；一些芽企業(yè)捉家和坑專家件聲稱破:L陸ED啟光效含高達(dá)敞90敵~1蠢60悅lm治/W疲；LE舒D壽控命長擁(5吐萬~彩10居萬小救時(shí))封，用渠于路關(guān)燈時(shí)窮維護(hù)束費(fèi)用怕低；LE玩D為脆最新癥最好晨光源仙，暗抄視覺陷較高賽壓鈉忠燈好符，是奧道路充照明吐最佳庫燈選哲；政府按節(jié)能貫任務(wù)洪，指蘿令性恐地建誕立了秋多條撓樣板有道路貓照明疑工程亮，并跌擬積傍極推評(píng)廣?！笆撬苋f盞扭半導(dǎo)協(xié)體照寇明”應(yīng)用銀介紹耍推廣料宣傳古起了管很大蓬作用弦，人朽人都雖想分猜一杯豈羹。白光宵LE抹D道夠路照堆明工蘿程的謊實(shí)際痛效果本人魚所考討察的館十多榮條道頓路照木明(補(bǔ)包括墾光伏攝照明目)的搬白光缸LE膜D樣凱板工雜程全甲都慘貪??；前仆驕后繼叔仍有吼不少扯地區(qū)克指定轟用L談ED佳作道傲路照換明工淋程，脈以顯兇示首列長們馳對(duì)“魔新鮮近事物銀”的噸“敏刷感”茄和“錯(cuò)追求悅”。美國驗(yàn)?zāi)茉蠢詹?宏DO蠟E)馳從2寄00屋6~快20請(qǐng)08漸年對(duì)茂市場(chǎng)掃LE撕D照領(lǐng)明器區(qū)具的暑調(diào)查吊報(bào)告狼，2竊00毅8年并9月泉公布升——色基本乒否定獵。最有羊發(fā)言怨權(quán)的品是路削燈管瓶理部冊(cè)門—逮—一壤片否覺定聲錦！案例滑I噴:LE江D路般燈在輸?shù)缆菲笳彰髟械目鄳?yīng)用幾個(gè)晨案例由上雅表可笛見在藥使用部8個(gè)牲月后路面窄最大荒水平訴照度狀降低響為原惱來的歐1/策8路面易最小培水平偶照度介降低世為原伏來的督1/始15路面脫平均乎水平盾照度適降低頃為原隸來的君1/引10原裝鹽36驗(yàn)4盞滋LE敵D路遵燈，粗8個(gè)揪月時(shí)遲已完貝全損臥壞2打1盞刮，閃端爍1共2盞然，計(jì)賤33封盞，挖損壞隔率9別.0親7%桌。1：足LE黎D路餐燈照飽度現(xiàn)具場(chǎng)測(cè)竊量結(jié)右果機(jī)動(dòng)車車行道初裝測(cè)試結(jié)果路面最大水平照度（Emax)16.50lx運(yùn)行8個(gè)月后測(cè)試結(jié)果路面最大水平照度（Emax)2.3lx路面最小水平照度（Emin）3.10lx路面最小水平照度（Emin）0.20lx路面平均水平照度（Eav）8.76lx路面平均水平照度（Eav）0.89lx水平照度均勻度（U）0.35水平照度均勻度（U）0.22測(cè)量儀器QZ-CZ照度計(jì)精度±4%測(cè)量日期初裝測(cè)試運(yùn)行測(cè)試2006年12月8日2007年8月10日上表蒙可見肯LE笨D路遣燈路學(xué)面平聲均照坐度遠(yuǎn)戚低于游高壓先鈉燈患；LE喉D路北燈的斑照度奴均勻仍度是癥不能朗接受燙的。2：午常州貝市3烏條路鵲的L挎ED演路燈賊照度磚現(xiàn)場(chǎng)個(gè)測(cè)量辟結(jié)果項(xiàng)目岷江路案例梅花路案例新科路案例常規(guī)高壓鈉燈案例路寬（m）9142314光源150WLED150WLED125WLED400W高壓鈉燈路燈布置方式單側(cè)雙側(cè)對(duì)稱雙側(cè)對(duì)稱單側(cè)安裝高度（m）98810路燈間距（m）33275035燈臂長度（m）211.51.5仰角12°10°12°10～15°平均照度（lx）18.9827.504.7229.70照度均勻度0.070.090.040.35測(cè)試時(shí)間初裝時(shí)55天6個(gè)月案例預(yù)Ⅱ:大功秧率L喊ED售路燈鼠產(chǎn)品齊的現(xiàn)濁狀與咸問題豎分析對(duì)4組種燈沖具進(jìn)直行試振驗(yàn)，紫結(jié)論睬如下染：同樣逃照度圈并不礙節(jié)能三個(gè)地月試悠點(diǎn)三種彎燈具乎光衰御分別衣為8常.7粘7%猴，1搖5.鍛5%隱，2降0.拜4%第四器種燈迎具運(yùn)類行一救個(gè)多巖月即父已損筍壞價(jià)格盒貴、繩維護(hù)夸費(fèi)用壘高、洪工作警量大無統(tǒng)泡一標(biāo)仿準(zhǔn)、潑無互怠換性案例Ⅲ:LE川D路涌燈在戲道路殲照明曬中的軋?jiān)囉糜旰吞綌n討對(duì)5拳家L修ED唉路燈貿(mào)產(chǎn)品員進(jìn)行你試驗(yàn)糟，各覆八盞緊燈功率(W)電壓(V)初始平均照度(lx)初始均勻度一個(gè)月后平均照度(lx)4個(gè)月后亮燈情況(每家各8盞燈)第一家1202389.920.529.67一盞其中一顆30W閃爍二盞其中二顆30W不亮一盞四顆30W都不亮第二家150235.512.850.4111.84五盞都不亮第三家12023315.180.3313.65三盞其中三條不亮一盞六條都不亮第四家11022412.850.2210.4一盞不亮第五家160225.316.630.413.58全亮高壓鈉燈(100W)115218.314.190.4414.04高壓鈉燈(150W)176218.624.410.4424.19以上結(jié)數(shù)據(jù)壞表明舅LE仍D路亮燈沒晌有節(jié)模能效飄果失效座率極孕高，趣分別證為5砌0%增、6猶2.疫5%早、5練0%辜、1患2.曠5%撇、1賄00部%照明曾效果坦很差惡，光歉衰太料大，然第四服家和窩第五燃家在庫4個(gè)銅月內(nèi)嗎（4昏00燒小時(shí)轎）光離效分牢別下君降1信9.烈1%雖、1寶8.紀(jì)3%蜜，實(shí)桃際上腰已全湖部失互效。對(duì)照皆組高可壓鈉縣燈照俘明效輸果遠(yuǎn)深甚L捆ED撤，4凱00般小時(shí)炮光衰窮1%客以下企。目前住一個(gè)寶LE鳥D路寫燈燈性頭（嗚20載～1美50芒W）起成本省在2傅00評(píng)0～愿30氧00薦元之責(zé)間，伍售價(jià)渴40宇00回元以越上。所見雄的最毛好的重之一遷華晶賊LE滿D路丑燈產(chǎn)車品采架用了扭熱導(dǎo)烘管，濤成本氧近5傭00開0元民，售庫價(jià)8飯00妹0元黃；一些遼很快船就壞律的產(chǎn)平品售期價(jià)也刃在4慕00相0元莖以上腐；一套紅高壓普鈉燈活照明佳裝置聯(lián)（燈舅、電沈感鎮(zhèn)鄉(xiāng)豐流器慎、燈能具）佳總售緞價(jià)約董80避0元縣，三展年內(nèi)婆極少油損壞頂，光走衰較益小。一套愚陶瓷朝金鹵灘燈照栗明裝蔽置包離括燈蓮具，恐12灶00趕元以讀下，護(hù)可以鄰保證閉三年胡內(nèi)損文壞率壘在1填0%邁以下純。LE套D道甚路照踢明的償信價(jià)欲比太稀低LE優(yōu)D道舞路照疲明目通前的養(yǎng)條件株尚不盯成熟LE奧D本秒身性純能指賴標(biāo)尚吐難滿狹足要黃求；LE提D的督光學(xué)隱系統(tǒng)餃尚不鼓成熟話；LE翁D的鞏配套哀控制杏電路工可靠游性太塞低；LE鉗D的促冷卻幕系統(tǒng)霜太貴獨(dú)，效昆率不譽(yù)高；整個(gè)柜LE預(yù)D照船明系崇統(tǒng)的鳥成本割太高舞，無墓法推刻廣。沒有士統(tǒng)一晨標(biāo)準(zhǔn)鐮、各什家產(chǎn)命品各套不相機(jī)同無送互換綱性，棕維修部困難鋪、成示本高娛昂。對(duì)白訴光L度ED攏應(yīng)有賄實(shí)事筍求是憲的評(píng)鈴價(jià)LE跳D是排一種譜極有牙前途雞的光石源；單色他LE米D和首小功掏率白叫光L維ED拋在顯速示照海明、臥裝飾挖照明罪、小彎功率城局部蜻照明陵方面獄（手改電筒淚、礦券燈、陣臺(tái)燈愚、草寇坪燈綢、應(yīng)叼急燈予等）雁已顯報(bào)示出色其優(yōu)由越性洲，并淺將發(fā)秩揮更木強(qiáng)勢(shì)棍的作侮用，宜但不態(tài)少方扭面仍綱有待買完善債。對(duì)大奸功率板白光遠(yuǎn)LE級(jí)D的姜過分購夸張喉的宣帖傳使其得很蜻多人烈對(duì)L后ED狡產(chǎn)生源了迷烏信和歡盲目觀樂觀挎的估屢計(jì)，謝目前團(tuán)重點(diǎn)葵應(yīng)著緒重技廚術(shù)參寬數(shù)、全性能男和可棉靠性斗提高困，開生發(fā)應(yīng)易用放罷在下屈一步置，推續(xù)廣更燥宜慎依重。本人蹤蝶對(duì)白灰光L噴ED脾路燈砌照明興的前鹽景估道計(jì)是廉：再半花5冬~1惠0年焰時(shí)間茫使其迫光效犬真正鏈達(dá)到脊80模lm踐/W攻以上賽，單斃粒功葉率5誤~1退0W閃，每圍流明是成本嘆降至炸3分封錢、佛免維歇修時(shí)遣間基閃本一綢年時(shí)身則可勇向道閃路照資明進(jìn)攀軍。LE競(jìng)D道弓路照現(xiàn)明的皺樣板咬太多蕉，損額失太剪大，帥不能揮再搞差了。很多鏟企業(yè)抓家已綁在哀封嘆“蛙樂觀窗過度逗、投合入太老大、思血本恨無歸毒、走皺投無裳路、旁欲罷梯不能睜！”“不僅柏血本僻、連版骨髓踏都賠究上了秒”。陶瓷改金鹵終燈是塑新一加代光歸源。陶瓷家金鹵芝燈性襪能優(yōu)分異，姿全部許性能芝均居賞其他殲各種禿光源游之首宏。高光右效1勝10谷—1衰30肢lm欣/W弊，達(dá)蔬到或惱超過瓦高壓般納燈編；高顯銷色：針常規(guī)剝型R臣a音85吊-9處5，蜻特別身高效俯型約糟80荒；有很翠高的灣紅色償比，煌透雨磚霧能填力強(qiáng)眠；長壽釋命：喂12撇00被0小森時(shí)，抵與高者壓納蹈燈相灣當(dāng)；寬廣核色溫厘范圍梢：2耕80該0K杯—6拆00韻0K冊(cè)或更晝高；參數(shù)桐穩(wěn)定究，無繪鈉泄書漏問纖題。陶瓷錄金鹵護(hù)燈是粥高壓撞鈉燈巷最好徒的換職代產(chǎn)顛品暗視覺明視覺雪萊滔特陶暖瓷金饑鹵燈勁的典班型光海譜明視擋覺、斗暗視編覺效輝果均夏佳用企途商業(yè)漂照明拆：用膊于商溪店、要酒樓街、賓聽館、饒候機(jī)蹄樓…流…；工業(yè)能照明哪：車控間照愛明道路墳照明崖：透希霧力桿強(qiáng)、昆高光橡效、拿長壽處命，暑用于蜜道