探索LED灯具:过去、现在和未来

来源:TI公司供稿 作者:John Perry,Issac Hsu2014年05月20日 09:59
[导读] 在过去的一百年中,白炽灯一直是我们日常生活的一部分。关于它,我们并没有想过太多。按动开关,黑暗即会变成光明。如今这项不起眼的伟大发明却正面临着淘汰,因为全球政府法规强制要求提高照明设备的能源效率。
关键词:LED照明

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  在过去的一百年中,白炽灯一直是我们日常生活的一部分。关于它,我们并没有想过太多。按动开关,黑暗即会变成光明。如今这项不起眼的伟大发明却正面临着淘汰,因为全球政府法规强制要求提高照明设备的能源效率。在白炽灯中,只有不到 10% 的输入功率才能被真正转化成可见光。其余则被转化成不可见的红外线和热能。

  在美国,传统的 100W 和 75W 白炽灯已很少见,60W 和 40W 的白炽灯也将在今年逐渐停售。卤素灯、紧凑型荧光灯 (CFL) 和 LED 灯等技术产品均争先恐后要取代白炽灯。其中,卤素灯和 CFL 已被使用了一段时间,LED 照明设备则只是在最近五年才因技术效率显著提高而变得非常实用。发光效率被定义为光通量(流明或 lm)与输入功率(瓦特或 W)的比率或写做lm/W。与汽车燃油经济性类似,它是对一种光源发光效率的计量。表 1展示了相当于 60W 的常见光源的比较情况。

各种光源的发光效率比较。

  表 1. 各种光源的发光效率比较。
进入灯具(带或不带 TRIAC 调光器)的 AC 电压和电流。

  图 1.进入灯具(带或不带 TRIAC 调光器)的 AC 电压和电流。

  显然,CFL 与 LED 都是高效光源的上好选择,而以现在的市场价格看,CFL 似乎最经济划算。但是 CFL 存在一些环保问题,因为它们含有微量的汞,需要特殊的处理方法。此外,安装标准 TRIAC 调光器后 CFL 的调光效果通常(或根本)不佳。公平地说,早期的 LED 灯具并非十全十美。有些产品发出的光不够柔和悦目,有些使用寿命没有广告上说的那么长,还有些调光效果不太好。不过,目前这已在很大程度上得到了改进,因为灯具制造商和电子产品供应商为了达到能源之星 (EnergyStar) 标准,已解决了许多这样的问题。

  那么,为什么 LED 灯具还那么贵呢?和任何新技术一样,初始成本往往很高,但随着商品化程度的提升,成本就会迅速降低。白炽灯已经存在了 100 多年,而照明级 LED 问世尚不足 10 年。虽然白炽灯和 LED 灯的外观可能相似,但它们的内部却有很大的不同。白炽灯将灯丝通电产生光。灯丝是电阻性负载,加热到白炽状态即可产生可见光。当 P = I2R 时,增加或减少到灯丝的 RMS 电流就可以增加或减少亮度,从而形成了一个非常简单的光源,该光源的亮度很容易通过简单的相位切换技术(如 TRIAC 调光器采用的技术)进行控制。

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