北京樓頂夜景照明夜景照明

為貫徹黨中央、國務(wù)院的創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，推動照明行業(yè)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用，適應(yīng)行業(yè)趨勢和市場需求，中國照明電器協(xié)會積極推動農(nóng)業(yè)照明領(lǐng)域的相關(guān)工作，一是完善組織機制，成立農(nóng)業(yè)照明專委會，吸納在農(nóng)業(yè)照明方面具有代表性、先進性的龍頭企業(yè)，開展農(nóng)業(yè)照明領(lǐng)域的技術(shù)提升和市場促進工作；二是搭建交流平臺，協(xié)會秘書處和專委會定期開展技術(shù)與市場的交流活動，幫助廣大科研人員、企業(yè)技術(shù)人員、種植用戶深入了解掌握農(nóng)業(yè)照明的新技術(shù)、新裝備和最新的種植技術(shù)；三是鼓勵科技創(chuàng)新，2021年開始，由中國照明電器協(xié)會主辦的中國國際照明燈具設(shè)計大賽設(shè)立了農(nóng)業(yè)照明專項，面向行業(yè)內(nèi)外廣泛征集選拔優(yōu)秀的家用及商用的農(nóng)業(yè)照明產(chǎn)品設(shè)計，并廣泛宣傳；四是完善標準規(guī)范，今年《人工光型植物工廠用LED光輻射產(chǎn)品 性能規(guī)范》《人工光型植物工廠光環(huán)境技術(shù)規(guī)范》兩項協(xié)會主導(dǎo)制定的團體標準已經(jīng)正式發(fā)布，此外，《植物栽培用固定式燈具 安全指南》和《植物栽培用可移式燈具 安全指南》等農(nóng)業(yè)照明相關(guān)的團體標準目前也在研制當中。

照明原理
LED光源的LED是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs（砷化鎵）、GaP（磷化鎵）、GaAsP（磷砷化鎵）等半導(dǎo)體制成的，其核心是PN結(jié)。因此它具有一般P-N結(jié)的I-V特性，即正向?qū)ǎ聪蚪刂?、擊穿特性。此外，在一定條件下，它還具有發(fā)光特性。在正向電壓下，電子由N區(qū)注入P區(qū)，空穴由P區(qū)注入N區(qū)。進入對方區(qū)域的少數(shù)載流子（少子）一部分與多數(shù)載流子（多子）復(fù)合而發(fā)光。
假設(shè)發(fā)光是在P區(qū)中發(fā)生的，那么注入的電子與價帶空穴直接復(fù)合而發(fā)光，或者先被發(fā)光中心捕獲后，再與空穴復(fù)合發(fā)光。除了這種發(fā)光復(fù)合外，還有些電子被非發(fā)光中心（這個中心介于導(dǎo)帶、介帶中間附近）捕獲，而后再與空穴復(fù)合，每次釋放的能量不大，不能形成可見光。發(fā)光的復(fù)合量相對于非發(fā)光復(fù)合量的比例越大，光量子效率越高。由于復(fù)合是在少子擴散區(qū)內(nèi)發(fā)光的，所以光僅在靠近PN結(jié)面數(shù)μm以內(nèi)產(chǎn)生。
理論和實踐證明，光的峰值波長λ與發(fā)光區(qū)域的半導(dǎo)體材料帶隙Eg有關(guān)，即 λ≈1240/Eg（mm）
式中Eg的單位為電子伏特（eV）。若能產(chǎn)生可見光（波長在380nm紫光～780nm紅光），半導(dǎo)體材料的Eg應(yīng)在3.26～1.63eV之間。比紅光波長長的光為紅外光。已有紅外、紅、黃、綠及藍光發(fā)光二極管，但其中藍光二極管成本、價格很高，使用不普遍。

（1）允許功耗Pm:允許加于LED兩端正向直流電壓與流過它的電流之積的最大值。超過此值，LED發(fā)熱、損壞。
（2）最大正向直流電流IFm：允許加的最大的正向直流電流。超過此值可損壞二極管。
（3）最大反向電壓VRm：所允許加的最大反向電壓。超過此值，發(fā)光二極管可能被擊穿損壞。
（4）工作環(huán)境topm:發(fā)光二極管可正常工作的環(huán)境溫度范圍。低于或高于此溫度范圍，發(fā)光二極管將不能正常工作，效率大大降低。
不改變材質(zhì)的前提下，在LED的極限范圍內(nèi)，提高亮度的手段就是提高電流，隨著電流升高，LED發(fā)熱量會劇增。使用過LED光源便攜投影機的，或微投的朋友，一定都深有體會，LED光源的投影機，非常熱，而且普遍會有明顯的噪音。這些產(chǎn)品，機身小是一方面，關(guān)鍵還是其自身發(fā)熱量較大所致。
隨著功率的增加，LED的散熱問題顯得越來越突出，大量實際應(yīng)用表明，LED不能加大輸入功率的基本原因，是由于LED在工作過程中會放出大量的熱，使管芯結(jié)溫迅速上升，熱阻變大。輸入功率越高，發(fā)熱效應(yīng)越大。溫度的升高將導(dǎo)致器件性能變化與衰減，非輻射復(fù)合增加，器件的漏電流增加，半導(dǎo)體材料缺陷增長，金屬電極電遷移，封裝用環(huán)氧樹脂黃化等等，嚴重影響LED的光電參數(shù)。甚至使功率LED失效。因此，對于LED器件，降低熱阻與結(jié)溫、對發(fā)光二極管的熱特性進行研究顯得日趨重要。

一家公司推出了一款可TRIAC調(diào)光的內(nèi)嵌了驅(qū)動電源的13WLED燈泡，這款根據(jù)SSL2102的驅(qū)動電源計劃選用了鋁電解電容。當筆者問及該燈泡的作業(yè)壽數(shù)時，鋁電解電容的作業(yè)壽數(shù)難題肯定會影響到整個LED燈泡的壽數(shù)，但能夠采納一些物理方法來減輕這個難題，如將鋁電解電容在PCB上方位接近燈尾，通常來說，最接近LED光源有些的溫度最高，可到達100-200℃，散熱金屬外殼有些其次，通常為100℃左右，燈尾有些最低，通常為70℃左右，因而只需注重把鋁電解電容的方位接近燈尾，其壽數(shù)就不會衰減得太兇猛。咱們的試驗標明，它的壽數(shù)還可到達1萬小時左右，相當于10年使用時間，這關(guān)于通常家庭用戶來說，十年換一次LED燈泡基本上是能夠承受的。

(一)節(jié)約能源：LED的光譜幾乎全部集中于可見光頻段，其發(fā)光效率可達80―90%。筆者還將LED燈與普通白熾燈、螺旋節(jié)能燈及T5三基色熒光燈做了一番比較，結(jié)果顯示：普通白熾燈的光效為12lm/w，壽命小于2000小時，螺旋節(jié)能燈的光效為60lm/w，壽命小于8000小時，T5熒光燈則為96Alm/w，壽命大約為10000小時，而直徑為5毫米的白光LED為20―28lm/w，壽命可大于100000小時。有人還預(yù)測，未來的LED壽命上限將無窮大。

響應(yīng)速度快：LED的響應(yīng)頻率fτ與注入少數(shù)載流子的壽命τmc有關(guān)，如GaAs材料制成的LED，其τmc一般在1―10ns 范圍內(nèi)，則響應(yīng)頻率約為16―160MHz，這樣高的響應(yīng)頻率對于顯示6.5MHz的視頻信號來說已經(jīng)足夠了，這也是實現(xiàn)視頻 LED大屏幕的關(guān)鍵因素之一。
LED響應(yīng)時間最低的已達1微秒，一般的多為幾個毫秒，約為普通光源響應(yīng)時間的1/100。因此可用于很多高頻環(huán)境，如汽車剎車燈或狀態(tài)燈，可以縮短車后車輛的剎車時間，從而提高安全性。

隨著LED陸續(xù)導(dǎo)入室內(nèi)、室外照明市場，LED照明價格也大幅下降，但品質(zhì)參差不齊也導(dǎo)致問題叢生，據(jù)指出，各地陸續(xù)訂定LED照明規(guī)范，多項強制性照明標準將從2012年起上路，將可望加速淘汰劣質(zhì)品的惡性競爭，進而帶動LED照明市場洗牌效應(yīng)。
由于LED照明應(yīng)用日趨普遍及多元，臺灣經(jīng)濟部標準局陸續(xù)制定多項LED照明標準，繼LED路燈規(guī)范制定腳步領(lǐng)先世界各國公布，2010年底又頒布3項常見LED室內(nèi)燈標準，包括LED T8直管燈管、LED投光燈以及輕鋼架燈(含平板燈)等，業(yè)界指出，盡管相關(guān)標準規(guī)范已定，但LED路燈經(jīng)過多年推廣，到2012年才可望擴大安裝，由于政府導(dǎo)入緩慢加上預(yù)算編列作業(yè)，估計要到2013~2014年才可望釋出采購標案。

線性驅(qū)動應(yīng)用是一種最為簡單和最為直接的驅(qū)動應(yīng)用方式。在照明級白光LED應(yīng)用中，雖然存在著效率低、調(diào)節(jié)性差等問題，但是由于其電路簡單、體積小巧，能滿足一些特定的場合應(yīng)用較多。
開關(guān)型驅(qū)動可以獲得良好的電流控制精度和較高的總體效率,應(yīng)用方式主要分為降壓式和升壓式兩大類。降壓式開關(guān)驅(qū)動是針對電源電壓高于LED的端電壓或者是多個LED采用并聯(lián)驅(qū)動情況下的應(yīng)用。升壓式開關(guān)驅(qū)動是針對電源電壓低于LED的端電壓或者是多個LED采用串聯(lián)驅(qū)動情況下的應(yīng)用。
一般認為,隔離型驅(qū)動安全但效率較低,非隔離型驅(qū)動效率較高,應(yīng)按實際使用的要求來選。
設(shè)計一般的基本LED驅(qū)動器照明應(yīng)用相對較簡單，但是如果還需要其它功能如相位控制調(diào)光和功率因子校正(PFC)，設(shè)計就變得復(fù)雜。無功率因子校正功能的非調(diào)光LED驅(qū)動器通常包含一個離線式開關(guān)電源，用于恒定電流下調(diào)節(jié)輸出。
LED驅(qū)動器的后端架構(gòu)包含一個具有短路保護功能的電流調(diào)節(jié)電路。可以利用線性調(diào)節(jié)電路達到這一目的，然而這種方法本身效率低下，因此適用低輸出電流，通常不會應(yīng)用到多級架構(gòu)中去。替代方法是使用簡單的、具有電流回饋功能的降壓穩(wěn)壓器電路，以便限制了輸出電流超過期望的LED驅(qū)動電流。其抵消了總LED正向電壓隨溫度和器件容差的變化，還限制了出現(xiàn)短路或其它故障條件時的電流,從而能夠保護驅(qū)動器免遭損壞。
中國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展向好，外延芯片企業(yè)的發(fā)展尤其迅速、封裝企業(yè)規(guī)模繼續(xù)保持較快增長、照明應(yīng)用取得較大進展。2007年中國LED應(yīng)用產(chǎn)品產(chǎn)值已超過300億元，已成為LED全彩顯示屏、太陽能LED、景觀亮化等應(yīng)用產(chǎn)品世界最大的生產(chǎn)和出口國，新興的半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)正在形成。國內(nèi)在照明領(lǐng)域已經(jīng)形成一定特色，其中戶外照明發(fā)展最快，已有上百家LED路燈企業(yè)并建設(shè)了幾十條示范道路，但在室內(nèi)通用照明市場方面仍顯落后。