前言

近幾年興起的LED燈是照明史上的又一次重大的革新，作為新世紀的全新照明技術，得到了全世界的關注，被譽為人類照明史上第三次革命。因其有與傳統(tǒng)照明相比具有的節(jié)能以及環(huán)保等多項優(yōu)越性，受到了廣大專業(yè)人士的青睞與國家政策的大力扶持，這種新型產業(yè)技術已經顯露出越來越強烈的發(fā)展勢頭。

1LED照明的優(yōu)勢

1.1節(jié)能環(huán)保

隨著全球生態(tài)環(huán)境日益惡劣、能源危機不斷嚴峻的情況下，合理和節(jié)約的利用有限的資源已經迫不及待，勢不可擋。這也因此改變了人們的生活觀和價值觀。中國作為人口大國，耗電量極大，能源危機日益凸顯，能源的緊張相應的制約著經濟的快速發(fā)展，為緩解整個中國全民用電緊張，降低整個能耗，就必須要全民推廣綠色照明的使用。伴隨著城市鄉(xiāng)鎮(zhèn)村道路的開發(fā)建設，越來越多的節(jié)能照明產品需要與之配套投入使用。隨著LED照明技術的日趨成熟，城市化進程的加快，綠色、高效、節(jié)能、長壽命的LED路燈已經逐步替換傳統(tǒng)的高壓鈉燈。目前，LED照明技術日趨成熟，大功率 LED燈具光效已經超過100lm/W ，城市路燈照明節(jié)能改造成為可能。LED作為一種綠色光源，是伴隨著社會潮流趨勢發(fā)展而來，它不僅僅體現(xiàn)的是我們的新型社會環(huán)保理念，更是一種人文思想的新型事物。

節(jié)能與環(huán)保是我國經濟發(fā)展的兩項基本要素。國務院在07年7月下發(fā)《關于建立政府強制采購節(jié)能產品制度的通知》，當中明確指出各級政府在使用財政資金進行采購活動時，在產品的技術、服務等指標滿足采購需求的前提下，要優(yōu)先采購節(jié)能產品，對部分節(jié)能效果、性能達到要求的產品實行強制采購。8月，建設部又明令要求，大城市不得在城市主干道大范圍使用多光源裝飾性庭院燈，景觀照明嚴禁使用強力探照燈、大功率泛光燈、大面積霓虹燈、彩泡等高亮度高耗能燈具。08年1月，財政部，國家發(fā)展改革委員會聯(lián)合發(fā)布《高效照明產品推廣財政補貼資金管理暫行辦法》，確保實現(xiàn)“十一五”期間通過財政補貼方式全面推廣高效節(jié)能照明產品。這些國家政策都有利于LED的產業(yè)發(fā)展，并且推廣LED綠色照明已成為發(fā)展趨勢。

1.2 壽命長

目前市場上的照明產品數不勝數，各種類別產品參差不齊，從技術和節(jié)能環(huán)保方面來評估， LED照明產品基本上是獨占鰲頭。LED照明燈具即半導體照明燈，比白熾燈省電80%，比熒光節(jié)能燈省電50%。白熾燈的壽命為1000-2000小時，而LED燈的理論壽命長達10萬小時。據中國工程院院士，中科院半導體研究所的資深研究員估算道;“只要目前三分之一的白熾燈被半導體燈所取代，每年就可以為國家節(jié)省用電1000億度，相當于三峽工程一年的發(fā)電量。根據十一五”固化，未來我國將開展大節(jié)能工程，其中綠色照明、推廣高效節(jié)能電照明系統(tǒng)將是一個重要內容。

1.3 光線柔和

隨診我國經濟的繁榮昌盛和社會的進步，城市的發(fā)展越來越迅速，人們對生活水平和生活質量的要求不斷提高。城市規(guī)劃中涌現(xiàn)了一個重要的任務，那就是城市道路照明以及夜景照明健康。城市的夜景繁榮在帶來美化城市形象、鼓舞民心、振奮精神的同時，城市的夜景形象也代表著一個城市經濟實力的象征。傳統(tǒng)的城市照明夜景系統(tǒng)，其所使用的霓虹燈等燈具，不單單在美觀上影響了整個城市的夜景景觀，而且燈具本身散發(fā)出來的極大熱量和燈光本身的頻閃對于整個城市居民的身心健康造成了一定的傷害。新型的LED綠色照明燈具其內部的供電系統(tǒng)是把市電交流電轉換為直流電，再提供給LED光源，LED光源光色柔和，光照度均勻，燈具本身散熱量極小，并且不會產生閃爍現(xiàn)象，同時更不會產生紫外線，因此這就避免了像普通照明燈具一樣，由于紫外線的緣故，吸引很多的蚊蟲圍繞，從而保證了城市的干凈整潔，保證了城市居民身心的健康發(fā)展，對于構建和諧的、綠色的、溫馨的城市宜居環(huán)境極具推動作用。

1.4 應用市場的靈活性

在市場銷售日益成熟的現(xiàn)今，要想成功的銷售一個好的產品，除了要確保產品本身所具有的良好品質以及獨特的性能之外，同時也需要一個廣闊的銷售市場，這樣才能夠帶動整個產品所構建的相關產業(yè)的不斷發(fā)展和進步。面對市場瞬間即逝的機遇，光電企業(yè)要根據自身的資源和優(yōu)勢，根據客戶實際應用過程中的需求為向導，找準市場的定位和切入點，以創(chuàng)新發(fā)展為目標，突出自我產品的特色，才能在整個混亂的市場上脫穎而出。

1.5 色溫可調

與傳統(tǒng)照明相比，LED照明產品的色溫可調性成為其最具特色、獨樹一幟的一個地方。它可以在不同的溫度環(huán)境、不同的應用場合下，通過硬件或軟件的控制，智能的變換色彩。LED光源可利用紅、綠、藍三基色原理，在計算機技術控制下使三種顏色具有256級灰度并任意混合，形成不同光色的組合變化多端，實現(xiàn)豐富多彩的動態(tài)變化效果及各種圖像，這樣的話，它就可以滿足不同客戶對個性光環(huán)境的需求。當它的色溫在3000K以下，光色偏紅制造出穩(wěn)重的氣氛，給人帶來溫暖的感覺。當采用低色溫光源照射時，能使紅色更加鮮艷。當色溫在3000-6000K之間時，顯示出清涼的藍色，人在此色調下沒有特別明顯的視覺心理效應，但是可以帶來爽快的感覺，并且在這種光照條件下對人們的視覺是最有益處的。目前我國大部分學生教室都采用的是普通的熒光燈，而熒光燈燈源的視覺效果較差，當電壓不穩(wěn)定時而使作業(yè)面照度發(fā)生微妙變化時，可能引起學生視覺工作效率的突然降低。學生們在這種光譜環(huán)境下長期學習，大量刺激所帶來的視覺疲勞對學生的身心健康有很大的影響。因此若我們要改善這種對學生不利的學習環(huán)境，可以在教室內嘗試采用中色溫的LED照明燈，這樣對學生的健康成長有很大的幫助。當色溫超過6000K時光色偏藍，讓人興奮，集中注意力，帶給人清冷的感覺，很適合工作區(qū)域照明。LED變幻多彩不僅帶給人們豐富的視覺的享受，而且能夠有益于人們的身心，這在照明領域可謂是一次不同凡響的飛躍。

1.6 安全可靠

眾所周知，凡是有燈絲的光源經常會出現(xiàn)炸燈絲的現(xiàn)象，從而會引起相當部分的火災。熱能是火災、燙傷等的根源，而LED 照明燈具沒有傳統(tǒng)燈具所謂的燈絲，比一般的鹵素燈的發(fā)熱量降低了50%，大大減少了發(fā)生火災的可能性。普通的熒光外觀的都是由玻璃制成，但玻璃易碎，而局部照明大部分表面都是嵌入在天花板上，經常有砸傷人體的可能。像這種機械沖擊與振動在現(xiàn)實生活中是時有發(fā)生的事情，在科技與室外的燈具中更是屢見不鮮。所以消費者在選擇產品的時候，首先考慮的因素是安全第一，也是最重要的因素。LED照明燈具的相關研發(fā)設計，能夠徹底改善傳統(tǒng)普通燈具的不安全因素，做到真正的以人為本，是照明史上成功的質的飛躍。

1.7 燈具效率高

燈具的效率主要是指有效發(fā)光率。普通的熒光燈是360度發(fā)光的，而在反方向發(fā)出的光就沒有什么用處，造成了不必要的光源消耗。所以熒光燈通常采用一個白色的燈罩，可以把相當一部分的反向光反射回來。LED日光燈則是120度發(fā)光的，所以全部都是有效光。盡管有的時候會覺得120度發(fā)光角度有點偏窄，不過在絕大部分場合來講還是夠用的，而且這個發(fā)光角度也是可以根據實際應用過程當中的需要來加以調整的，非常的靈動適用。

2LED照明之缺陷

2.1散熱問題

市面上暢銷的LED燈具，有采用單點的光源，也有采用多點的光源，這些燈具都存在著散熱的問題。一般來說，LED燈工作是否穩(wěn)定，品質好壞，與燈體本身散熱至關重要，市場上的高亮度LED燈的散熱，常常采用自然散熱，效果并不理想。LED光源打造的LED燈具，由LED、散熱結構、驅動器、透鏡組成，因此散熱也是一個重要的部分，如果LED不能很好散熱，它的壽命也會受影響。另外，LED內部封裝的芯片的尺寸大小對LED的結溫也有直接的影響，如果同等功率的情況下，使用小芯片封裝的LED燈，結溫肯定偏高，進而使量子效率降低。在LED照明市場參差不齊的今天，眾多廠家為了追求效益的最大化，往往在光源芯片封裝尺寸、燈體散熱材料及面積上偷工減料，使得LED燈的散熱受到影響，LED結溫以及燈體溫度飆升。

2.2造價高

LED照明燈具的造價較高，是熒光燈價格的十倍左右，不易于普及推廣，其芯片制造的核心技術集中在國外。目前眾多公司不斷完善自己的研發(fā)技術，初步解決了LED的散熱問題，但是面對過高的光源價格，面對過重的外殼以及較高的生產運營成本，仍然會阻礙著LED燈全方位市場的推廣。

2.3技術不成熟

由于目前國內各個廠商對于LED照明產品的研究并不是很熟練，甚至還處在摸索爬行階段。因此大量品質差，亮度低，壽命短的LED照明充斥整個市場。大品牌公司技術及研發(fā)團隊比較成熟，其所生產的LED照明產品能夠保證有4萬到5萬小時的壽命。而許多小公司因其技術及研發(fā)團隊的薄弱，導致其所生產的LED照明產品可能5千小時都沒有，從而間接造成目前LED市場上照明燈具價格相差很大的現(xiàn)狀。市面上眾多的偽劣產品也就影響了人們對LED照明燈具的認同以及在市場的普及。

2.4照明感悟不足

對照明道路要求感悟不足，科學性點光源配光難點以及對色溫在道路照明中的重要性的忽略，容易造成眩光，斑馬效應，和在空氣污染嚴重，下雨有霧天氣的環(huán)境中，造成燈亮而地不亮的現(xiàn)象。

小結

我國是人口大國因此能源消耗量非常巨大，造成能源日益短缺的情勢。這種嚴峻的情勢勢必給制造業(yè)帶來強烈的沖擊，沉重的能耗費用大大提高了企業(yè)的經營成本，在導致電力供應緊張的同時，也污染了我們的生存環(huán)境。因此我們要努力號召企業(yè)進行節(jié)能改造，這不僅是一項利國利民的好方針，并且能夠給企業(yè)減少不必要的能源開支，真可謂一舉兩得。

【廈門大學物理與機電學院周珍富、廈門大學物理與機電學院王亞軍副教授、陳艷玲 、賈迎春、郭捷、倪斌等人對本文均有貢獻】

基金項目：1.福建省產學合作重大項目(2011H6025)、2.福建省科技重點項目(2012H0039)、3.福建省產學合作重大項目(2013H6024).

導師簡介：王亞軍(1969-)，男，浙江慈溪人，副教授，碩士研究生導師，主要從事新能源、半導體照明方面的研究.

作者簡介：周珍富(1987-)，男，福建莆田人，碩士研究生，主要從事半導體照明、LED驅動模塊方面的研究.