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如何经由LED封装设计改善流明衰减

上传人:ledth/整理

上传时间: 2006-02-17

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  根据Nadarajah Narendran和Keith Toomey的说法,在构装设计方面的改进,预期将可为以LED为基础的照明灯具延长至十万小时的寿命。

  自电力照明被引介之后,在一世纪的期间,仅有两种型态的光源技术──白炽灯和电力放电──曾经共存过。标准的住宅照明灯泡是属于白炽光源的家族,而用于办公室直线式的荧光灯,及在街道上看到之钠灯,则是电力放电式家族的例子。而此刻,第三种型式的光源科技──发光二极体(Light Emitting Diode;LED),正在崭露头角并具有很好的前途。作为第一个固态照明的科技,LED有提供显著的能源节约和长寿命的潜力。这些因素已将一般照明社群吸引到这一个新的科技了。

  LED做为有效率的光源

  对大多数的人们,LED这个名词仅与经常在电子设备上所看到的小型指示灯相关,例如:收音机和遥控器。虽然LED是在1960年代后期开发出来的,而研究人员和开发者,却花费了近三十年制造用此一科技的白光。然而在此期间,有颜色的LED之强度显著地增加许多,允许它们被用在很多样的应用上。在 1990年代的后半期间,LED开始在交通号帜上取代了白炽灯。在此一应用方面,与其对应的白炽灯比较,LED已显示可节省超过80%以上所用的能源。如此大的能源节约可被实现,是因为传统的彩色的号帜,在白炽灯上须用光学的滤器。这些滤器吸收,并浪费了显著的由光源所产生的一部分的辐射能源。另一方面来说,LED以一个狭窄波段来发光,因而可以有效率地产生彩色的光。

5mm封装的LED在温度控制环境下的情况

图一:5mm封装的LED在温度控制环境下的情况

  当LED在交通号帜上取代白炽灯时,它们不只是以能源效率来展露;事实上,一些制造商宣称他们的LED可维持十万小时。

  当白光LED技术逐步进化时,产业界专家预期LED将可能使照明工业产生突破性的变革,包括:在照明的领域。听到这个后,一些早期的采用者很快地就创造了一种光源,使用5mm 白光LED数组包装在一个灯壳内。这些「LED灯泡」模仿标准的白炽灯泡,而且他们的制造者宣称,他们是较白炽灯更有能源效率的,而且像他们的彩色对手一样可持续十万小时。这导致许多人相信,白光LED是准备好去取代白炽灯了。

  白光LED的寿命

  然而,现实却无法实践初期的宣示。在2000年代初期,研究人员的发表显示,这些5mm 白光LED的光线输出下降地非常迅速。在仅约6000小时内,光线的输出下滑到其初始值的一半以下(Narendran et al. 2000 and 2001a)。仅管有这项信息,以及许许多多的文章已显示,5mm的白光LED非常快地衰减,很多制造商仍继续宣称他们将可持续十万小时。

  另一篇最近的刊物显示,甚至于不同的彩色5mm LED,随着时间变化而不会以同样的方式衰减(Narendran et al. 2001b)。这些LED是在一温度控制的房间中测试的,而他们是被装设在如<图一> 所示的印刷电路板上。不同色彩之LED的光线输出之劣化,是显示在<图二>。红色LED的光线输出,是以较白光LED慢甚多的速率衰减,而绿光和蓝光LED则以中等的速率衰减。

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