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超高亮度LED的應(yīng)用
2010/7/12 15:37:56 來源:中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究網(wǎng) 【字體:大 中 小】【收藏本頁】【打印】【關(guān)閉】
核心提示:超高亮度LED的應(yīng)用LED交通信號燈與白熾劉相比,上作壽命較長,一般叫達(dá)到10年,如果考慮到戶外惡劣環(huán)境的影響,預(yù)計(jì)壽命也可達(dá)到5—6年。日前紅、檢、黃色超局亮度A10alnP LED已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,若用紅色趨向亮度LED組成的模塊取代傳統(tǒng)的紅色白熾交通信號燈,則可將因紅色白熾燈突然失效而給安全造成的影響降到最低程度。一般LED交通信號模塊由若干組串聯(lián)的LED單燈組成,以30皿(12貝寸)的紅色L四交通信號模塊為例,有3—9組串聯(lián)的LED單劉,每組串聯(lián)的LED單為數(shù)為70一75個(gè)(L四單燈總個(gè)數(shù)為210一675),當(dāng)有一個(gè)LBD單劉失效時(shí),只會(huì)影響一組信號,其余各組信號減小到原來的2/3(67%)或8/9(89%),并不會(huì)像白熾燈那樣使整個(gè)信號燈頭失效。
LED交通信號模塊的上要問題是造價(jià)仍然顯得偏向,以30cm(12英寸)的TS—A1GaAs紅色L佃交通信號模塊為例,最早應(yīng)用于1994年,其造價(jià)為350美元,而到1996年性能更好的30cM(12英寸)的A1Gatd LED交通信號模塊的造價(jià)則為200美元。預(yù)計(jì)今后不會(huì)很久,InGaN藍(lán)綠色LED交通信號模塊的價(jià)格將可與A1GaInP LED相近。白熾交通信號燈頭的造價(jià)雖低,但耗電量人, 個(gè)直徑為30皿(12典、j—)的白熾交通佰號們的耗電量為150W,橫過馬路人行道的交迥警示燈的耗電量人67w。循計(jì)算,每個(gè)f字路口的白熾信號燈每年的耗電星平均為I.8133kWh。然而,LED交通信號模塊則非常省電,每個(gè)20—30。m(8—12英寸)的紅色LED交通信號模塊的耗IU量為15—“20w, f—字路口拐彎處的LED標(biāo)志可用箭頭外關(guān)顯不,耗電量僅為9w。據(jù)計(jì)算,每個(gè)十字路口每年,1省電9916kW。按每個(gè)LED交通信號模塊的平均造價(jià)為200美元計(jì)算,紅色凡ED交通信號模塊僅用其節(jié)省的電費(fèi),3年后即叫收回最初的成本造價(jià),并開始不斷得到經(jīng)濟(jì)問報(bào)。因此,日前使用A1GalnP LED交通信號模塊,盡管造價(jià)顯得高,但因其使用費(fèi)用低,其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益是相當(dāng)可觀的。
基于LED的交通信號燈能耗成本低,壽命長,即使不考慮因每齋劉使用大量LED而使nJ靠性提問這一團(tuán)索,I‘ED燈的更換成本大大低丁白熾燈。自從5年前推出LED交通信號燈以來,技術(shù)進(jìn)步已經(jīng)使每只LED的光輸出增加了約20倍。興要再將L四的光輸出增人t/3,就可以在交通燈設(shè)計(jì)“4J只例U一只LED和一個(gè)漫散器的組合,使光線似乎不是從 個(gè)針尖大小的光源發(fā)山,而是從一個(gè)較大的光源發(fā)湖。
超高亮度LED的問世和產(chǎn)業(yè)化不僅拓展了LED原有的應(yīng)用領(lǐng)域,而且將擁有一個(gè)潛力巨人的市場。今后幾年tn6aN LED隨著規(guī)模牛產(chǎn)技術(shù)的完善和產(chǎn)品成本的降低,價(jià)格將和A1G伽LED相近,超高亮度LED在我國將會(huì)有一個(gè)大發(fā)展。
高亮度L四的出現(xiàn)具商劃時(shí)代意義,傘色超高亮度LED的實(shí)用化和商品化位照明技術(shù)面臨一場新的革命。Ih多個(gè)超局亮度紅、藍(lán)、綠二色I(xiàn)‘ED制成的固體照明燈不僅可以發(fā)出波長連續(xù)可調(diào)的各種色光,而日還列以發(fā)出亮度可達(dá)幾十到一百燭光的白光。最近,日本日亞公司利用InGaN藍(lán)光LED和熒光技術(shù),又推湖了白光固體發(fā)光器件產(chǎn)品,其色溫為6500K,效率達(dá)7.51mW。對十相同發(fā)光亮廢的白熾燈和LED固體照明燈來說,I‘四固體照明燈的功耗儀為白熾燈的30%一20%,白熾燈的壽命一般不超過2000h,而L四燈的壽命長達(dá)數(shù)萬小時(shí)。這種體積小、重量輕、方向性好、節(jié)能、壽命長、耐各種惡劣條件的固體光源必將對傳統(tǒng)的光源市場造成沖擊。盡管這種新型固體照明光源的成本依然偏高,但從長遠(yuǎn)看,如果超高亮度LED的生產(chǎn)規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)人,成本進(jìn)‘步降低,其在節(jié)能和長壽命方面的優(yōu)勢將足以彌補(bǔ)其價(jià)格偏高的劣勢,趨高克度LED將有可能成為一種很有競爭力的新型電光源。
大多數(shù)白光LED是采用激發(fā)白磷光體來擴(kuò)展寬輸出光譜的藍(lán)光L皿,其他發(fā)白光的LED是采用W(紫外光)發(fā)光器來激發(fā)光輸出,或多或少都是白光的組合磷光體。這樣發(fā)出的光都是一種“冷”光,大多數(shù)人感到不如白熾燈甚至新型熒光燈發(fā)出的光柔和、悅白。另外,與白熾幻相比,這種L皿燈的光譜會(huì)團(tuán)所用技術(shù)不問而相差較大,而且也會(huì)隨工作條件的變化而發(fā)生較大變化。對于這—問題的解決方法是將紅、綠、藍(lán)3只L四組合在一起替代一只藍(lán)光或W發(fā)光器,并且用可變占空比的脈沖波形去激勵(lì)這3只LED,從而得到可在整個(gè)可見光譜范圍內(nèi)調(diào)節(jié)其輸出顏色的燈,這樣的L四光源可能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的視覺效果。
像熒光燈一樣,L四燈具有很高的效率。與焚光幻相比,L皿灼的效率或許會(huì)稍高一些,或許稍低一些,主要視所發(fā)光的顏色而定。然而,隨著LED燈光輸出的增加(輸入功率也隨之上刀),光源設(shè)計(jì)中的發(fā)熱問題就口趨突出。因?yàn)榘谉胱频臒艚z為了完成它的發(fā)光功能,必須燒到白熱狀態(tài),并承受極高溫度;而LED則不同,它是半導(dǎo)體器件,因此,過高的溫度會(huì)縮短甚至終止其使用壽命。由于強(qiáng)制空氣冷卻通常在光源中是不可取的,所以隨著功率電平的提高,散熱片和其他增強(qiáng)自然對流冷卻的方法就在L皿燈和光源設(shè)計(jì)中發(fā)揮著日益重要的作用。
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