LED灯的技术发展方向

LED灯的前景

随着地球温室气体排放问题日益严重，逼近地球自我调节的临界点，各国纷纷出台相关政策，包括我国在内的世界各国政府必需刻不容缓的执行节能减排（二氧化碳），LED灯是目前*节能的绿色环保电光源，自然成为照明节能减排的主要选项，随着LED灯成本与价格的逐渐降低，其普及的速度也在加快，在2020年以前，LED灯的市场占有率将超过50％。

降低LED灯的成本

LED芯片占据LED灯成本的主要部分，因而降低LED的成本的主要途径就是降低LED芯片的成本。
LED芯片技术发展的关键在于基底材料和外延生长技术。基底材料由传统的蓝宝石材料、硅和碳化硅，发展到氧化锌、氮化镓等新材料。在短短数年内，借助于包括芯片结构、表面粗化处理和多量子阱结构设计在内的一系列技术改进，LED 在光效方面实现了巨大突破。

硅基底成本很低，技术在不断进步中，但目前发光效率还不满意，如果保持这种发展速度，一旦达到较高水平，则硅基底成为*主要的技术方案成为必然的选择，企业也将获得巨大的经济回报。


提高LED灯的光效

提高光效还可以从提高有效光线的比例入手。薄膜芯片技术能够减少各侧面的光输出损耗，借助底部的反射面使 97％ 以上的光线从正面输出，使得电能转换得到的光线绝大部分都是有效光线，不但显着提高LED 的光效，还为透镜设计创造了优越的便利条件。薄膜芯片技术是目前超亮 LED 芯片生产中的核心技术。


提高LED灯的显色性

在高亮度白光LED中，一小部分蓝光发生斯托克斯位移后具有更长的波长。这是好事情，因为这使得LED灯厂商可以使用许多不同颜色的荧光粉层，从而扩展发射光谱，有效地提高LED的显色指数(CRI)。采用荧光粉的白光LED获得的高CRI是有代价的，因为斯托克斯位移会造成白光LED的效率低于单色LED的效率。不过对于大多数照明应用而言，宁愿选用高CRI而效率略低的LED灯。


提高LED灯电源的效率

不管是做限流型恒流控制的电源，还是运放控制的恒流电源，都要解决供电问题。即开关电源芯片工作 的时候是需要一个相对稳定的直流电压为其芯片供电的，芯片的工作电流从一个MA到几个MA不等。象FSD200，NCP1012，和HV9910，此种芯片是高压自馈电的，用起来是方便，但高压馈电，造成IC热量的上升，因为IC要承受约300V的直流电，只要稍有一点电流，就算一个MA，也有零点三瓦的损坏耗了。一般LED电源不过十瓦左右，损失零点几瓦一下就可以将电源的效率拉下几个点。典型的象QX9910。，用电阻下拉取电，这样，损耗就在电阻上，大约也得损失它零点几瓦吧。还有就是磁耦合，就是用变压器，在主功率线圈上加一个绕组，就象反激电源的辅助绕组一样，这样可以避免损掉这零点几瓦的功率。这也是为什么不隔离电源还要用变压器的原因之一，就是为了避免损失那零点几瓦的功率，将效率提几个点。

高压LED也是LED技术的发展方向，有专文介绍，这里就不详述了。


提高LED灯系统可靠性

LED 的整体效率、使用寿命和可靠性必须通过系统优化才能得以提升。
　　光源：紧凑、高效，选择合适的颜色和输出功率。
　　控制和驱动：使用电子电路实现 LED 的恒流驱动和控制。
　　热管理：若要达到更长的使用寿命必须控制 LED 节点温度，散热模型计算与新材料新工艺的运用是LED灯技术热点。
　　光学元件：透镜、反射器或导光板材料是将光线聚焦在目标区域或分散在四周，这要根据设计需求而定。
结语
　　随着LED 技术的快速发展以及LED光效的逐步提高，LED 灯的应用将越来越广泛。特别是随着全球性能源短缺问题的日益严重， LED灯 将是取代白炽灯、钨丝灯和荧光灯的必然选择。此外，在室内灯具设计方面，LED 将趋向智能化、多样化和艺术化。


改进LED灯散热设计提高可靠性

成都LED灯使用也有些年头了，出现了不少问题，比如死灯、光衰快等，究其原因，一方面是采购人员 通过“串串” 从从城隍庙市场进的Y货，而城隍庙也许又是从中山的作坊进的低价产品吧，另一方面是有些LED厂家还没有吃透LED灯的特性，或者单纯追求降低成本，不重视散热设计，或者不愿把成本增加在散热上，从而导致LED芯片结温过高，*终出现光衰过快的现象。采购方往往只追求低价格，导致LED厂家为获得订单而不顾质量去压低成本，这也是一个非常突出的问题。

根据“木桶理论”，*短的一块木板决定木桶的盛水量，对于LED灯的寿命或者光衰问题来说，LED芯片不是*短的木板，*短的木板是散热。

LED芯片的散热必须做到三点：全面的接触，高效的传导，快速的散发

全面的接触是指LED芯片与散热支架必须全面有效的接触，接触面要大，*好是直接接触，甚至可以将芯片与支架合二为一，使热量能快速传递到支架，从而降低LED芯片结温。


高效的传导是指采用各种设计使热量高效的传递到散热片，如上图说述，可以增加散热支柱，从而提高热传导效果。其他重要的手段是采用高导热系数的材料，从新材料的技术发展趋势来说，陶瓷材料是很有前景的材料，尤其稀土陶瓷的前景是很好的，如果大批量生产的成本能降到一个可以接受的程度，相信它会成为以后LED灯的*。热管也是一条可以考虑的技术方案，LED路灯会比较多的采用这种技术路线。高价格的优质导热硅胶也是不可以节省成本的。

快速的散发是指散热片能快速的把热量散发出去，对于普通的照明来说还是不方便采用液体冷却，主要还是自然风冷与风扇风冷，这两种都会是*常用的方式，对于自然风冷来说，需要考虑设计成热力自动导风槽，这样可以低成本的实现快速的散发，*起码也要把散热片加长到合适的长度，希望能有专业的机构来做这方面的工作，比由LED灯厂家来做会更准确，成本也更低，就像挖金的人没有卖锄头的人赚钱多，希望有公司来做这样的配套工作，相信也有钱可赚。

随着LED灯可靠性的提高，LED灯的普及速度必然会加快。