探索LED燈具:過去、現在和未來
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在過去的一百年中,白熾燈一直是我們日常生活的一部分。關于它,我們并沒有想過太多。按動開關,黑暗即會變成光明。如今這項不起眼的偉大發(fā)明卻正面臨著淘汰,因為全球政府法規(guī)強制要求提高照明設備的能源效率。在白熾燈中,只有不到 10% 的輸入功率才能被真正轉化成可見光。其余則被轉化成不可見的紅外線和熱能。
在美國,傳統(tǒng)的 100W 和 75W 白熾燈已很少見,60W 和 40W 的白熾燈也將在今年逐漸停售。鹵素燈、緊湊型熒光燈 (CFL) 和 LED 燈等技術產品均爭先恐后要取代白熾燈。其中,鹵素燈和 CFL 已被使用了一段時間,LED 照明設備則只是在最近五年才因技術效率顯著提高而變得非常實用。發(fā)光效率被定義為光通量(流明或 lm)與輸入功率(瓦特或 W)的比率或寫做lm/W。與汽車燃油經濟性類似,它是對一種光源發(fā)光效率的計量。表 1展示了相當于 60W 的常見光源的比較情況。
表 1. 各種光源的發(fā)光效率比較。
圖 1.進入燈具(帶或不帶 TRIAC 調光器)的 AC 電壓和電流。
顯然,CFL 與 LED 都是高效光源的上好選擇,而以現在的市場價格看,CFL 似乎最經濟劃算。但是 CFL 存在一些環(huán)保問題,因為它們含有微量的汞,需要特殊的處理方法。此外,安裝標準 TRIAC 調光器后 CFL 的調光效果通常(或根本)不佳。公平地說,早期的 LED 燈具并非十全十美。有些產品發(fā)出的光不夠柔和悅目,有些使用壽命沒有廣告上說的那么長,還有些調光效果不太好。不過,目前這已在很大程度上得到了改進,因為燈具制造商和電子產品供應商為了達到能源之星 (EnergyStar) 標準,已解決了許多這樣的問題。
那么,為什么 LED 燈具還那么貴呢?和任何新技術一樣,初始成本往往很高,但隨著商品化程度的提升,成本就會迅速降低。白熾燈已經存在了 100 多年,而照明級 LED 問世尚不足 10 年。雖然白熾燈和 LED 燈的外觀可能相似,但它們的內部卻有很大的不同。白熾燈將燈絲通電產生光。燈絲是電阻性負載,加熱到白熾狀態(tài)即可產生可見光。當 P = I2R 時,增加或減少到燈絲的 RMS 電流就可以增加或減少亮度,從而形成了一個非常簡單的光源,該光源的亮度很容易通過簡單的相位切換技術(如 TRIAC 調光器采用的技術)進行控制。





