幾十年來,傳統的 LED 實際上已用於指示和顯示屏應用。LED 現代技術的固有優勢很受歡迎,也被記錄在案,包括維護和電力節省,以及精通電子產品的客戶認為提供的性能功能,例如堅固性、可靠性、更長的使用壽命和常規顏色和照度。這些優勢,加上社會對生態環境的擔憂和對環保、節能產品的需求不斷擴大,實際上繼續推動 LED 的增長,以應對具有挑戰性的新行業和市場,例如工業和住宅的基本照明結構。隨著對固態照明的需求不斷增加,LED 生產商有動力開發高流明 LED,而 LED 照明公司正在努力將最新技術融入改造封裝和燈具中。儘管如此,個人可能需要新的視角來採用 LED 技術作為新裝置中的照明資源,或將 LED 創新納入現有照明設備。
LED 是否適合工業和住宅照明應用?
LED 可以說是最節能的光源之一。在某種情況下,LED 實際上已經在網絡交通信號領域節省了 80% 以上的電力經濟成本。然而,在此應用中,LED 具有兩個天然優勢:
1. LED 是單色的,所以大部分產生的光都被利用了。相比之下,白熾燈泡產生的白光需要通過彩色濾光片發送。有色鏡片規則之外的光被浪費了。
2. LED 是定向的,因此幾乎所有產生的光都朝透鏡的方向發出。另一方面,來自白熾燈泡的光需要朝向鏡頭顯示,導致效率損失。
工業和住宅照明應用通過轉換為 LED 將獲得類似甚至更多的節能效果。然而,大多數應用並不像用一堆定向紅色、棕黃色或環保 LED 封裝 PC 板那樣簡單。LED 燈和改裝束必須設計為將 LED 產生的定向光分散到大面積區域。此外,白光 LED 技術在不斷發展的同時,還沒有消費者實際上已經習慣於使用白熾燈的光學陰影和亮度。儘管如此,電力財務節省可能是可觀的,例如,在黃金州,能源委員會已經制定了家庭和商業結構的效率標準。這些標準,標題 24,
為什麼你家沒有 LED 燈?
與白熾燈泡不同,大功率 LED 不能簡單地插入電源插座。幾家公司正在努力通過創造 LED 照明設備來克服技術和經濟挑戰,並利用大功率 LED 改造 LED 照明產品。熱監控、複雜的驅動電路、光學器件和封裝是設計人員難以應對的障礙。在商業 LED 照明產品的發展過程中,還有一些教育障礙需要克服。讓用戶使用新型燈具,了解 LED 的照明特性,為所提供的應用選擇合適的視角,為所提供的應用選擇理想的強度,
熱挑戰
在過去的幾個世紀裡,傳統的星星都包含一個燈泡和一個插座,使客戶能夠不斷更換壓力過大的燈泡。無論是白熾燈、便攜式熒光燈還是熒光燈泡,它都可以擰入或直接插入行業標準的插座中,而星星肯定會繼續發揮作用。一些 LED 燈業務實際上已經創建了高通量 LED 燈泡,可以直接改裝到現有的插座中;但這種方法遠不理想。例如,典型的燈泡插座為冷卻 LED 光源提供了非常糟糕的熱路徑。白熾燈泡主要是產生明顯光的加熱器,而且它被擰入的插座旨在保護燈座和電路免受熱量的影響。
複雜的驅動電路
為了保護 LED 免受溫度和電壓尖峰等破壞因素的影響,驅動佈線設計非常重要。優選地,LED 電路佈局應該根據應用的具體情況進行定制,因為機械和經濟上的限制使得製作“包羅萬象”的電路變得困難。許多 LED 指示或燈設計都使用高壓空調電源。考慮到 LED 是 DC 驅動的,利用細節空調到 DC 電源來實現 DC 資源電壓通常是最具成本效益和信譽良好的 LED 照明解決方案之一。為了確保 LED 的某些高效運行,可能還需要 DC-DC LED 汽車驅動器接線以及關鍵電源。除了提供必要的力量以及保護現有變化之外,LED 驅動器接線也會產生熱量——包括在熱監控方面的困難。而且,通常情況下,所需的光量越大,需要的 LED 就越多,這會帶來更複雜的佈線、封裝困難、更高的暖通量等。
光學:照明角度
LED 的LED 燈非常節能 照明效率的角度,即每瓦流明數。95% 以上的光可以在照明的目標位置引導,而普通白熾燈泡的效率可能只有 60%。簡而言之,白熾燈泡產生的大量光不會到達所需的目標。白熾燈泡需要反射器、百葉窗和/或漫射器來補償不必要的光。熒光燈比白熾燈更節能,但鎮流器可能會吸收多達 20% 的電能進入燈具。在標準燈具中改造 LED 現代技術具有挑戰性,因為大多數燈具旨在克服傳統球形光輸出的限制。反射器、錐體、面罩、陰影和擴散器有助於彎曲、重定向、或屏蔽白熾燈、熒光燈以及鹵素資源發出的光,但它會為進行 LED 創新產生不必要的物理障礙。與其他各種典型的白熾燈泡創新相比,創建某些基於 LED 的前向型星形可以在提供的每瓦面積上產生數倍的英尺燭光。由於 LED 提供的定向照明模式,可以將光引導到需要照明的特定位置。
光學:光影
多年來,熒光燈泡生產商在讓用戶認可由熒光現代技術創造的白色陰影方面遇到了一些挑戰。由於熒光粉技術的局限性,熒光行業提出了諸如“大白”或“暖白”之類的主觀術語來與白熾白進行比較。不同的是,白光 LED 生產商面臨著同樣的挑戰,因為白光 LED 的創新是基於熒光粉。為了將點放在可測量的角度,LED 產品描述了遮光指數 (CRI),它是光準確渲染顏色能力的一個維度。CRI 越大,顏色越自然,全自然陽光的 CRI 為 100。儘管如此,這可能不是對比光源的最佳指標。最初創建於 1964 年,該指數基於具有寬光譜循環的陰影設計。白光 LED 是窄帶資源。陰影溫度級別可能是更好的對比工具,因為它是基於開爾文度數的主觀行為少得多。目前,在 3,200 開氏度和 5,500 度開氏度範圍內有許多白色發射器可供選擇。儘管陰影是如何確定的,但由於對白熾白色色調的巨大需求,LED 製造商實際上已經取得了巨大的進步,以將白熾燈泡的舒適白光與頂級 LED 相匹配。目前,在 3,200 開氏度和 5,500 度開氏度範圍內有許多白色發射器可供選擇。儘管陰影是如何確定的,但由於對白熾白色色調的巨大需求,LED 製造商實際上已經取得了巨大的進步,以將白熾燈泡的舒適白光與頂級 LED 相匹配。目前,在 3,200 開氏度和 5,500 度開氏度範圍內有許多白色發射器可供選擇。儘管陰影是如何確定的,但由於對白熾白色色調的巨大需求,LED 製造商實際上已經取得了巨大的進步,以將白熾燈泡的舒適白光與頂級 LED 相匹配。
教育
客戶關注以瓦特為單位了解白熾燈泡和熒光燈泡的照明;然而,瓦特實際上是燈在整個操作過程中使用的電能單位。客戶從經驗中知道 40、60 或 100 瓦燈泡肯定會產生多少光。對於 LED 設置而言,情況並非如此,因為 LED 燈通常是為了滿足所提供應用的特定目標照明需求而開發的。例如,可以對比等效於 50 瓦 MR16 燈泡的 LED,因為這種光用作定向光源。儘管如此,普通的 60 瓦白熾燈泡會產生球形光圖案。可以在所有指令中提供等效光的 LED 燈肯定很難在完全相同的機械外殼中製造。使用現有的現代技術,肯定需要多個 LED 發射器和/或第二個光學器件來實現 360 度照明模式。
然而更大的問題是,LED 燈的光強標準不是瓦特。用於直接站立標誌的典型 LED 以及用於小型環氧樹脂計劃的禮物以及它們的光輸出以坎德拉為單位確定,因為這是直接觀察發光強度的測量。隨著目前用於照明目標的大功率 LED 的發展,勒克斯或流明(一勒克斯相當於每平方米一流明)是比較 LED 光輸出與典型光源的更好的尺寸單位,因為我們更擔心光量而不是方向強度。