led照明技术范文
时间:2023-05-06 18:25:11
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篇1
中图分类号:TM923 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)13-0173-01
飞机安全无论在航运上还是国防上一直都是航空体系中的重点关注项目,飞机在起飞、巡航、落地的过程中需要应用到照明系统,尤其在夜间飞机起航,照明系统就是一个安全指示信号。目前在飞机照明系统中的外部系统LED照明是使用效果最好的,在光照强度、使用寿命、节能上都能要到必备要求。
一、照明系统技术现状及发展分析
(一)飞机照明系统技术现状分析
飞机的照明系统在分类上分为内部照明系统和外部照明系统两种,外部照明系统是关键,主要采用的是疝气灯、白炽灯等光源。由于照明技术在飞机设计时需求不同,所运用到的技术也存在差异,使用过程中仍有缺陷。通常飞机的探冰灯、航行灯用的是卤素灯和白炽灯设计,在好天气里航行基本上灯光照明技术是合适的,而遇到恶劣天气或者气层强大的气流冲击容易发生颠簸,持久、剧烈的颠簸导致内灯断裂照明系统损坏影响照明引发安全隐患,因此此类的照明技术还需要改进。
HID灯放光效率好,强度也够高,能够满足标志灯、着陆/滑行灯等高要求灯光强度,同时也存在着反应速度慢、使用寿命短的缺点。HID的光线传送需要一定的时间后才能实现稳定的照明,对紧急降落等突发状况的飞机航行状况是非常大的隐患,必须有足够的时间HID照明系统才能引导安全的紧急降落。寿命短的缺点注定需要安排专业技术人员定期检查、更换,在人力、物力等成本上增加不少压力。
此外,疝气灯用在频闪灯和防撞灯上也存在缺陷。疝气灯在光线强度也非常好,但是在启动时易引起电磁干扰的现象出现,冲击飞机的应用系统,造成系统系数不稳定甚至指示错误,对飞机的安全性造成很大的影响。
(二)LED照明技术的发展分析
当今时代环保节能已经成为潮流,国家注重环保节能、和谐社会的发展,LED照明技术就有着这样的优势,同时在光源强度上也说照明领域的新变革。LED照明的核心发光器是半导体材料发光二极管,发出大功率的白光,提高照明度。Gerr实验室数据显示LDE灯发光率高达1201m/W以上,被广泛用于个领域,比如:景观照明、汽车照明、飞机照明、电视电脑等。LED照明技术的发展非常迅速,成为应用趋势,可以改善飞机照明系统大部门存在的缺陷,为飞机的航行安全提供稳定的照明保障。
二、LED在飞机照明系统的应用
(一)能够满足相应速度快要求
飞机照明系统中频闪灯、防撞灯等需要一定速度的闪光频率,传统用疝气灯做频闪灯、防撞灯,闪光频率对其伤害大且影响使用寿命,而LED灯响应时间处于纳秒级别,可以应用脉宽调制方式驱动,不但对灯影响不大,还能实现灯光强度的随意控制。飞机在运行过程中受到很多因素影响,需要对灯具的使用要求严格,新型LED照明技术能够实现。
(二)延长使用寿命,减少更换频率
卤素灯、HID等的使用寿命约在2500h左右,LED灯核心发光器主要是半导体材料二极管,半导体材料的使用寿命一般在10万h以上,LED灯也可以达到2万h以上,因此在飞机照明系统的应用上大大提高了使用的可靠度,使用时间长维修次数降低,更换的频率也降低,即使在恶劣的天气环境中也具有一定的抵抗能力。
(三)灯光颜色可调控,显色性能好
飞机外部照明系统需要根据外界环境的变化以及飞机在运行中处于的阶段不同进行颜色的调和,比如在高空和降落的颜色区别,灯光颜色代表不同的飞行语言;内部照明灯设计目的在于提高旅客的舒适度,需要根据阳光曝光率适时调整。在传统的照明技术中,很难实现内外照明系统技术要求,对于LED照明系统而言是很容易实现,能够根据环境实现自动的颜色调和,减少信号灯在颜色调节上不显色造成信号传递错误的现象,确保飞机在运行中的安全,提高安全力度。
(四)节能高效,安全性强
在传统的飞机照明系统中,卤素灯发光效率在17-331m/W范围,HID灯发光效率在40-1001m/W范围,疝气灯也与HID灯发光效率不相上下,此类照明系统在飞机的运行中需要的发光效率还存在一定距离。LED灯发光效率可到1200m/W,甚至2830m/W,而且在科技不断进步,发光效率的空间还有提升的空间。
飞机运行环境存在电磁感应,会造成一定的干扰,在运行中必须避免电磁感应的影响,LED技术的恒流源不会产生电磁感应,避免了干扰,使用起来更加安全。倘若飞机在运行过程中遇到恶劣天气或者强大气流,LED照明技术可以在恶劣环境下保持平稳应用,降低传统照明技术带来的误差,避免火灾隐患,确保飞机运行安全。
(五)增强乘客旅程幸福指数
乘客登机后,视觉上将被引导进入一个更大的、更舒畅的机舱。当乘客仰望时,将看到一个提升他们对空间感知度的模拟天空,而弧形空间会在飞机内经过仔细选择的位置不断出现,从而给乘客一种身处相应空间的感觉,“天空”效果在飞机过道上不断出现,著名的波音公司在波音787上运用LED技术设计在飞机照明系统上,带来乘车这番感受。因此,LED照明技术可以在飞机照明系统中利用阵列形式在整个飞行过程中,可以改变“天空”的色彩和亮度,增强乘客的舒适感,提高乘客旅途的幸福指数。
三、结束语
LED照明技术不断进步,逐渐取代传统照明技术,被广泛运用于交通、生活娱乐、航空等领域。飞机逐渐摆脱过往高端的地位,成为人们出行的重要交通工具,航线遍布全球,航班次数越来越多,对飞机的安全和服务需要也越来越高,LED照明技术在飞机照明系统中的应用在不断进步、完善,提高飞机的安全性,实现环保及能源效用最大化。
参考文献
篇2
梦幻光源
设想一下有一种新型的电灯,它的形状千变万化,你可以弯曲、折叠它;你卧室中的台灯是一座美丽的雕像;你客厅中的窗子在白天透进阳光,到了晚上则发出柔美的光线为室内照明;你家里所有的屋顶、墙面都是可编程的照明光源,你只需轻轻敲击控制面板,就可以改变亮度、颜色和图案……
这不是幻想,它是LED光源技术的“兄弟”――有机发光二极管(OLED),它将让上述梦幻般的情景变成现实。OLED并不仅仅在设计上显示了无穷的潜力,它还有更高效、更耐用、更环保的优点。在未来照明领域,OLED将携手LED共同照亮我们的生活。
OLED之所以被称为有机发光二极管,是因为其中间层的半导体包含有碳,而碳是所有生命体含有的元素,碳基材料又被称为有机材料。在OLED中,有机材料通常是高分子聚合物。OLED 和LED的不同还表现在制造过程中,这使得OLED具有更大的柔软表面。和LED明亮的点光源相比,OLED的光是漫射的,是更加柔软的面光源。
“夹心面包”
为了更好地理解 OLED,我们可以把它想象成一个“夹心面包”,外面两层中,一层拥有额外多的电子,另一层则拥有很多“空穴”,作为接纳电子的空间。这两层至少有一层是透明的,以便人们看得见它发出的光。“夹心面包”的中间夹着有机半导体,电流只有在特定的状态下才能通过半导体。当电源接通了OLED,外层中多出来的电子便进入到中间的半导体有机层,它们会落入其中的“空穴”中,而这时,另一端外层又会把这些电子拉出来。
自由电子拥有很高的能量水平,所以它们进入半导体有机层时,处于高能量的状态,而一旦到了半导体有机层,它们便落入到低能量的“空穴”中,这就好比你玩了一通耗费体力的游戏后,一下子坐在了舒适的沙发上,于是,那多余的能量就要释放出来,这释放出的能量就是OLED发出的光。人们将这个过程称为“电致发光”。在OLED中,这个过程一直持续,所以OLED就能持续发光。
调色“游戏”
OLED能发红光、蓝光和绿光,但在实际运用中,OLED发出什么颜色的光取决于半导体中间层中除碳之外还包含着什么物质。控制这3种颜色,例如分别点亮这些颜色,或者将它们加以组合,就能使OLED发出任何颜色的光,而将这3种颜色叠加起来,OLED就能发出白光。
不仅如此,通过改变半导体中间层的化学组成,人们还可以调控光的色度和其他特性。例如,人们不仅可以让OLED发出绿光,还能让它发出不同的绿,如鲜绿或者石灰绿等。令人略感不足的是,每个半导体中间层只能在同一时间里发出一种颜色的光,这种状况能不能改变呢?美国犹他大学的物理学家瓦利・瓦登利和他的同事们设法让一个半导体中间层在同一时间里发出了两种不同颜色的光。瓦登利等人发明的新半导体含有微量的铂,这种宝贵的金属起了一种“混合器”的作用,它让半导体在量子物理层面同时显示两种电子态,这就好像让一枚硬币在同一时间里显示正反两个面一样。
瓦登利等人让他们的新半导体同时发出了紫光和黄光。紫光实际上是红光和蓝光的混合,黄光则是红光和绿光的混合,所以紫光和黄光实际上包含了三原色,将它们叠合起来,就能发出白光。这就是说,只需要一个半导体层,人们就可以制造能发出白光的OLED了。使用一层半导体,而不是两层或者三层,这使得OLED照明设备的成本大大降低了。
未来因OLED而不同
OLED发出的光和以往的照明光源很不同,它是散射的,光线非常柔和,它还非常适用于显示屏。传统的电视屏和电脑屏从侧面看常有影像变形的情况,使用OLED则会效果很好。
和LED相比,OLED在生产的时候并不需要非常高的温度,人们可以在近乎室温的环境中加工和处理。而且OLED可以附着在几乎所有物体的表面上,从一块玻璃到非常薄的塑料,甚至用喷墨打印机就可以打印上去。这样一来,OLED在设计领域里就有了无限的可能。设想一下你有了一台可以卷成圆筒的电视机,或者一部可绕在手腕上的手机,你屋里的电灯是弯曲成拱形的天花板,窗帘就是一个能照明的光源……
这样的想法现在已经不是梦想了。人们已经制造出了柔软的OLED,这种新型的OLED材料既可以弯曲,又可以拉伸,而且还可以是透明的。
普通的LED含有砷,荧光灯则含有汞,它们对环境都有害,处理起来并不轻松,但OLED不存在这种问题,它对环境是“友好”的。科学家们推测,在未来的5~6年里,OLED的发光效率将得到大幅提升,在能量不变的情况下,OLED的亮度将达到荧光灯的两倍。
篇3
本推荐性技术规范为暂行稿,所涉及评价项目和技术指标均是最为基本的和具备较好的考核可操作性的,暂时不追求全面性和完整性,并将随着照明产品技术水平的不断提高和相应的技术标准化水平的不断提升,作进一步修正。
本推荐性技术规范由国家半导体照明工程研发及产业联盟提出。
本推荐性技术规范由国家半导体照明工程研发及产业联盟归口。
本推荐性技术规范主要起草单位:北京市地铁运营有限公司设计研究所、广东产品质量监督检验研究院、中山大学佛山研究院、广东济胜光电科技有限公司、江苏史福特光电科技有限公司、山西光宇半导体照明有限公司、北京半导体照明科技促进中心。
本推荐性技术规范主要起草人:李卫军、李自力、王钢、李胜利、吕蔚辰、苏永棠、沈镜青、朱玉平、陈海波、、宗雷、王子能、史杰、许敏、戴斌、林乐彬、亢瑞英、李向新、阮军、赵璐冰。
本规范为首次制定。
LED地铁照明技术规范
1 适用范围
本规范规定了地铁运营各场所的半导体(LED)照明(以下简称LED照明)的功能照明部分,包括:一般规定、照明照度值、应急照明、照明质量和照明功率密度值。
注:本规范不适用于城市轨道交通车辆的照明。本规范中没有作规定的安全部分参照相应的国家标准。
2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本规范,然而,鼓励根据本规范达成协议的各方,研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本规范。
GB17625.1电磁兼容限值谐波电流限值(设备每相输入电流≤16A)。
(GB17625.1-2003,IEC61000-3-2:2001,IDT)
GB 17625.2电磁兼容限值对额定电流不大于16A的设备在低电压供电系统中产生的电压波动和闪烁的限制(GB17625.2-1999,idtIEC61000-3-3:1994) 。
GB/T17625.5电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度实验电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验。
GB17743 电气照明和类似设备的无线电骚扰特性的限值和测量方法。
GB19510.14-2009灯的控制装置第14 部分:LED 模块用直流或交流电子控制装置的特殊要求 。
GB19651-2009杂类灯座 第2-2 部分LED模块用连接器的特殊要求 。
GB/T 20145-2006灯和灯系统的光生物安全 。
GB 24819-2009普通照明用LED 模块安全要求 。
GB/T24823-2009普通照明用LED 模块性能要求 。
GB/T2423.22电工电子产品环境试验 第二部分:试验方法 试验N:温度变化。
3 定义
GB24819、GB/T24823、GB/T24825、GB/T24826和GB/T16275所确定的以及下列术语和定义适用于本规范。
3.1额定最高工作温度
To Rated maximum ambient temperature of LED appliance/moduleappliance/module
在正常工作状态和处于额定电源电压或额定电源电压范围的最大值时,在LED照明器具或模块的散热器外表面上可能产生的最高允许温度。
3.2 正常照明的标准值正常照明的标准值 normal lighting value
本规范和相关引用标准要求的、在正常情况下使用的室内外照明器具光电参数下限值。
4 一般规定
4.1 照明方式和照明种类
4.1.1城市轨道交通各场所照明方式可分为:一般照明、分区一般照明、局部照明和混合照明。
4.1.2城市轨道交通工作场所照明种类可分为:正常照明、应急照明、值班照明和过渡照明。
4.1.3城市轨道交通照明应符合附录A 的规定。
4.2照明器具及其附属装置
4.2.1照明器具在标称的额定电源电压及额定频率下应能长期、可靠、正常的工作,并对使用者和环境不产生危害。
4.2.2照明器具应符合GB7000.1和GB7000 系列各相应标准的规定。
4.2.3照明器具的控制装置应符合GB19510.1和相应标准GB19510.14的规定。
4.2.4照明器具的LED模块应符合标准GB24819-2009的规定。
4.2.5照明器具的LED模块用连接器应符合标准GB19651-2009的规定。
4.2.6照明器具的光生物安全要求应符合相应的标准GB/20145的规定。
4.2.7照明器具的电磁兼容要求应符合GB17743、GB17625.1和GB17625.2的规定。
5 技术要求
5.1初始光效要求
照明器具整体初始光效满足表1中所述要求。
5.2照度标准值
5.2.1城市轨道交通运营各场所的照明照度标准值应按以下系列分级:1,2,3,5,10,15,20,30,50,75,100,150,200,300,500,750,1000,1500 和2000lx。
5.2.2照度标准值为维持平均照度值,其维护系数应符合表2的规定。(见表2 )
5.2.3城市轨道交通运营各场所正常照明的照度标准值应符合表3的规定。根据建筑等级、使用情况、所处地区等因素,车站站台、站厅、通道等公共场所照度可提高或降低一个照明等级。
6 应急照明、值班照明和过渡照明
6.1应急照明
6.1.1疏散照明照度应符合下列规定:
a)车站疏散照明平均照度不小于5.0lx;
b)区间线路疏散照明平均照度不小于3.0lx;
c)控制中心、车辆段地面水平照度值不小于1.0lx。
6.1.2由正常照明转换为疏散照明的转换时间不大于1.0s,疏散照明供电时间不小于60min。
6.1.3疏散照明可按附录D设置。
6.1.4一般工作场所备用照明照度值不应小于正常照明照度值的10%,切换时间不应大于1.0s。
6.1.5中央控制室、车站综合控制室、站长室、消防泵房、变配电房等应急指挥和应急设备应用场所的备用照明照度不应小于正常照明照度的50%,转换时间不应大于1.0s。
6.1.6备用照明持续供电时间不应小于60min。
6.2值班照明
非24h连续运营的城市轨道交通的公共场所,如:站台、站厅、通道、楼梯等的值班照明,其照度值不应低于正常照明度标准值的10%。
6.3过渡照明
6.3.1城市轨道交通车站出入口、双层地面站及高架车站昼间站台到站厅楼梯处应设过渡照明。
6.3.2过渡照明宜优先利用自然光过渡;当自然光过渡不能满足要求时,应增加人工照明过渡。
6.3.3白天车站出入口内外亮度变化、双层地面站及高架车站昼间站台到站厅的内外亮度变化,宜按1:10到1:15取值;夜间出入口内外亮度变化,宜按2:1到4:1取值;列车由隧道到月台的出入口内外亮度变化,宜按1:15到1:20取值(待定)。
6.3.4城市轨道交通过渡照明的计算应按附录D的方法确定。
7照明质量
7.1照度均匀度
7.1.1城市轨道交通公共场所、办公室、休息室等一般照明,照度均匀度应不小于0.7,
而作业面邻近周围的照度均匀度不应小于0.5。
7.1.2室内非作业区一般照明照度值不宜低于作业区一般照明照度的1/3。
7.2眩光限制
7.2.1直接型灯具的最小遮光角应符合表4的规定。
7.2.2城市轨道交通运营各场所的不舒适眩光最大允许值,应符合表3的规定。
7.2.3不舒适眩光应采用统一眩光值评价,其计算方法见附录E。
7.2.4有视觉显示终端的工作场所照明应限制灯具中垂线以上或大于等于65 高度角的亮度。灯具在该角度上的平均亮度限值宜符合表5规定。
7.3光源的颜色
7.3.1城市轨道交通各场所照明光源的色表宜符合表6的规定。色温控制与功能相关,功能区用色温做标识,站台、站厅同一场所光源色温应保持一致。
7.3.2城市轨道交通地下各场所照明光源的一般显色指数宜符合表 2 的规定,3000h显色指数相对于初始显色指数的衰减不应超过2%。
7.4 反射比
城市轨道交通需连续工作的房间和经常有人活动的公共场所,其各表面的反射比宜按表7选取。
8照明节能
8.1城市轨道交通各场所照明功率密度值应符合表8的规定。
注:对于一定的照度目标值,按照LED照明器具70lm/W,有效照度利用率50%,灯具维护系数0.8进行照明功率密度值的推算。
8.2城市轨道交通照明可采用以下节电措施:
(a)照明器具及其附属装置选择应符合4.2、5.1的规定;
(b) 对车辆段中的停车库、检修库,车站的站台、站厅、出入口等大面积场所,照明应能分路控制;
(c)非运营时间可只保留应急照明与值班照明,作内部人员通行和巡视使用,照度标准不低于正常照明照度的10%;
(d)地面或高架站出入口外灯具采用时控或光控,白天或高照度时关闭;
(e)高架站四周路灯采用时控和光控节能;
(f)地面或高架场所照明应首先考虑自然光的利用及鼓励利用太阳能作为照明能源,自然光利用可参照GB/T50033规定。
9 LED照明器具特殊技术要求
9.1电性能
LED照明器具在标称的额定电源电压及额定频率下工作时,10W以上的器具、其实际消耗的功率与额定功率之差应不大于10%,功率因素应不小于0.95;10W以下的器具、其实际消耗的功率与额定功率之差应不大于15%,功率因素应不小于0.90。
9.2光学性能
照明器具中模块部分光学性能应符合GB/T 24823-2009中5.6光学性能的相应要求。
9.3灯具结构
9.3.1灯具应具有可靠固定方式,符合振动基本要求,避免任何意外坠落。
9.3.2重量设计时尽量采用重量最小化设计。
9.9.4灯具表面应无划伤、灯体内外应无危及生产、运输、安装及使用人员的尖角和毛刺。
9.9.5喷涂件表面色泽应均匀一致、涂膜光滑、厚度均匀,无流挂、堆积、露底、皱纹影响外观的缺陷。焊接部分应平整、牢固、无接焊、虚焊、飞溅等现象。
9.4灯具驱动电源灯具驱动电源(LED控制装置)
9.4.1驱动电源效率≥90%。
9.4.2照明灯具应能在供电电压下限时起动,在整个供电电压范围内应能正常工作。
9.4.3驱动电源能在供电电压下限时启动,在整个供电电压范围内应能正常工作。
9.9.4驱动电源平均寿命应不小于30000小时。
9.3.5 LED驱动电源要有抑制浪涌侵入的能力,电压保护水平应不低于2kV(线-线)
和4kV(线-地)。
9.4灯具驱动电源(LED控制装置)
9.4.1 驱动电源效率≥90%。
9.4.2照明灯具应能在供电电下限时起动,在整个供电电范围内应能正常工作。
9.4.3驱动电源应有过流、过压,欠流、欠压保护以及短路保护和过热保护。
9.4.4 驱动电源的平均寿命不小于30000小时。
9.4.5 LED驱动电源要有抑制浪涌侵入的能力,电压保护水平应不低于2KV(线-线)和4KV(线-地)。
9.5节能控制要求
当天运营结束至翌日运营开始,应实现装灯功率节能50%。如果LED照明器具配备调光控制装置,应将全体照度降低50%;如果照明总控制端口有有预制的开关协议,以亮灯器具与关灯器具间隔的原则,控制50%的灯具关闭。
9.6 平均寿命
9.6.1 LED照明器具的额定平均寿命不应低于30000h。
9.6.2 LED照明器具3000h光通量维持率不应低于96%。
9.6.3 LED照明器具6000h光通量维持率不应低于92%。
9.7 环境适应性
9.7.1 灯具应能经受高低温循环试验,按照GB/T2423.22要求进行试验,灯具应能正常使用,6000h光通维持率在92%。
9.7.2 LED照明器具的按防尘防固体异物防和防水等级(IP防护等级)应符合GB7000.1-2007的第九章的要求。
10运行维护与测量
10.1.1灯具应进行可维修性设计。可维修性设计应密切结合可靠性、安全性、可使用性、可测试性、零 总配件 量等进行设计。
10.1.2 应定期维护和及时更换损坏或有缺陷的照明设备。
10.1.3.应按规定周期清扫灯具和房间各表面。
10.2.测量
篇4
关键词:LED驱动器;LED灯;LCD背光
LED作为绿色环保的清洁光源得到广泛的认可。LED使用寿命长、节能省电、应用简单方便、使用成本低,因而在手机、MP3、MP4、PMP、DSC(数码相机)、PDA、GPS。PND、游戏机、学习机、笔记本电脑等的手持产品的LCD背光;LED手电筒、矿灯便携照明;在建筑照明、装饰照明、标识牌照明;在汽车的仪表板背光、前后雾灯、第三刹车灯、方向灯、尾灯;以及将在家庭照明都会得到海量的应用。
目前手机彩屏背光应用占LED驱动IC总出货比重的60%,除了按键与彩屏背光应用外,由于照相手机的普及,搭配LED省电与小型化的特性,手机相机闪光灯应用比重逐日提高,将占整体手机应用的35-40%。全球手机产量由2006年的8亿台增长到2007年的11亿台,增幅达40%,2008年预计将生产15亿台。2007年中国手机出货量将增长21.9%,达5.58亿部,占据全球市场的一半左右。按80%手机采用彩屏计算,2007年手机产品应用的LED驱动IC达6亿颗规模。预估LED驱动IC在消费性电子产品市场将继续成倍增长。
7-19英寸的LCD屏原用CCFL作为背光,而现在也正在逐步地被LED所蚕食。特别是在欧盟实施RoHS的法令以后,含汞的CCFL被禁止,否则要付10美元的有害物质处理费,这将加快采用LED背光的步伐。在笔记本电脑等更大量产品的液晶屏中,采用LED背光也已成为一种趋势,因为它不但可以使屏幕的厚度减半(从9mm降到4.5mm),重量减轻26%,而且还可以节省50%的耗电,其唯一的不足是目前成本比CCFL高2.38美元,因能减轻重量和节电预计用户还是可以接受的。据估计,2007年有8%的笔记本电脑采用LED作为背光,而2007年笔记本电脑的预计产量为8500万台,采用LED作为背光的笔记本电脑将达到680万台,这一数据还有望突破。LCD-TV和笔记本电脑可望采用LED取代CCFL背光的趋势已经十分清晰。2009年LED驱动Ic出货量将达9.1亿颗,年复合成长率将达32%。
LED驱动IC目前市场需求
LED驱动IC目前市场需求按应用来分基本有三大类,一是用于消费性电子产品的,其应用特点是以电池为能源,一般为4.2-8.4V,因此低电压、小电流的LED驱动器是目前量大面广的产品;二是用于汽车照明产品,因其电源来自汽车蓄电池,一般是48V,所以需要较高电压降压的LED驱动IC;三是建筑装饰照明和家庭照明,则需要将AC能直接变换成DC的LED驱动IC,主要功能是将交流电压转换为恒流电源,并同时完成与LED的电压和电流的匹配。因而不同应用的LED驱动IC是完全不同的。
消费性电子产品的LED驱动器拥有比较成熟的技术、产品和相对成熟的市场。2007年全球手机市场使用LED驱动IC达6亿颗,2008年将继续增长。
汽车照明产品使用的LED等的数量较多,大多是串、并联驱动,需要较高的电压,对于取自48V汽车蓄电池的电源来说是十分方便的。目前能耐60V高压的LED驱动器新品推出已较多。因而在汽车前装市场直接采用LED的仪表板背光、前后雾灯、第三刹车灯、方向灯、尾灯的市场十分看好和乐观。
建筑装饰照明和家庭照明,则需要将AC能直接变换成DC恒流源的LED驱动IC,目前还不能提供单个$OC的集成电路产品,大多数是模块电路。建筑装饰照明在国内各大城市应用已十分广泛,节能效果显著。社会对家庭用LED照明灯需要量将是一个天文数字,但目前的家庭用LED照明灯技术和生产成本离大批量生产还有一定的距离,尚需努力。
LCD背光用LED工作原理
要设计LED驱动的应用电路,首先要了解LED的工作原理。LED工作的主要参数是VF、IF,其它相关的是颜色、波长、发光亮度、发光角度、效率、功耗。VF前降电压是为LED发光建立一个正常的工作状态。IF前降电流是促使LED发光,发光亮度与流过的电流成正比例。LED VF标称电压:3.4V土0.2。LED IF工作电流按应用需要选用,LED产品的IF从5-500mA。以手机为例,手机键盘背光使用电流为5-10mA、LCD背光使用电流为15―20mA、相机闪光灯使用电流为100-500mA它们的IF都不相同,各挡LED不能混用。
消费性电子产品常用LED驱动IC
消费性电子产品LCD屏的背光一般是2-8颗LED灯,并联或单颗供电的应用居多。自2000年来,消费性电子产品常用LED驱动IC有DC/DC开关稳压器(Boost)、电荷泵(Charge Pump)、恒流源(Constant)和低压差稳压器(LDO)。
DC/DC开关稳压器是用电感器来储存电能的,而电感器容易发射开关频率,易对射频(RF)发生新的干扰,因此在手机产品中用得较少。电荷泵也是一种开关稳压器,但它是用电容器作电能储能,因而不会发射开关频率,在手机产品中占了最大的份额。LED发光要求IF恒流,恒流源就是针对这个市场而特别设计、生产的,恒流源的价格是电荷泵的50%,因而近年来在普及型手机产品中也占有一定的份额。普及型手机产品苛求成本下降,手机背光驱动单元尚可榨油的就是降低LED驱动IC的成本,大多数手机的关机电压设计在电池电压降至3.3V时,因此恒流源就设计成在4.2V-3.3V时叵流输出20-30mA,3.3V以下输出电流急降。电荷泵的卖点是效率(η),但大多数电荷泵在4.2V-3.3V时其转换效率并不高,当电池电压降到3.0V-2.5V时它的转换效率能达85-90%,可惜在目前大多数的手机方案中并不能发挥其优势:LDO是一个性能很好的低压差稳压器,输出电压稳定,当负载不变时,它流过负载的电流也恒定,基于此原理LDO也是一个很好的LED驱动器。就目前手机用LED驱动IC而言,一个DC/DC(Boost)的售价是USD0.12-0.15,一个电荷泵的售价是USD0.20-0.25,一个恒流源的售价是0.09-0.12,一个LDO只几分美金,对于降低手机背光驱动单元成本,有一定的空间,今年来不少普及型手机都已选用。手机背光LED驱动芯片的演变如图1所示。手机LCD背光如图2。
手机除了彩屏背光需要LED驱动IC,手机的键盘背光,手机相机的闪光灯也需要LED驱动IC。其特点是低电压、小电流,因
为是以电池为能源的。
没有RF部分的消费电子产品的LCD屏背光驱动可以选用DC/DC开关稳压器,LED一般是N串联+N并联使用,工作电压略高,工作电流较小。多个LED的串并联可作较大的LCD屏背光源,如图3LCD电子灯箱。此外,还有如LED手电筒。
移动手持显示产品背光LED驱动IC的选择
移动手持显示产品背光LED驱动IC的选择,桉LCD的面积来设定需要LED点光源的个数;按LED的N串N并的点亮方式来选择不同工作原理、不同输出能力的LED驱动IC;1.8英寸-3.5英寸手机用LCM其LED点光源是2-4颗LED;3.5英寸-8.0英寸MP3/MP4/PDP/GPS/PND/DPF用LCM其LED点光源是6-28颗LED;12.1英寸-15.4英寸笔记本电脑用LCM其LED点光源是48-60-72颗LED;手机有RF怕干扰,因此大多数不选用以电感器为电能储存器的DC/DC Boost;没有RF的消费电子产品,大多选用DC/DC Boost,因其能输出较高电压,和有较高效率;常用LED驱动IC有电荷泵(Charge Pump)、恒流源(constantcurrent)、电感升压开关稳压器(DC/DCBoost)。背光LED驱动IC的选择如表1。
家庭用LED照明灯驱动器
家庭用的照明灯目前还没有成熟的产品,家庭用的照明灯的功率要求10W以上。目前市售的1-5W LED灯在家庭只能作为壁灯和辅助照明用,因为他们的亮度还达不到白炽灯、荧光节能灯的要求,还不能作为书写阅读照明用。现在的高亮度LED灯价格十分昂贵,非一般老百姓能享用的。
白光LED技术突飞猛进,用作照明灯源的单颗芯片的LED,其功率越做越大,已经’大批量生产投放市场的有1W、3W、5W、10W、20W、30W、50W、100W,发光亮度最大已达到44001m。大功率照明用LED其封装从成品来看是单颗芯片的,其实是用N颗LED管芯封装在一个单位里的(如图4)。它们的排列组合是串并联,它们是N个串联,再N个并联,然后由二点联接电源。大功率照明用LED的大批量生产给最终生产照明用LED灯创造了必须的条件和物质基础。
高亮度和大功率LED,照明灯进入家庭用在应用技术上还有技术瓶颈亟待解决,主要是芯片散热(热量管理)、发光亮度(流明)和EMI/EMC,成本下降也是一个关键问题。家庭照明用LED驱动IC技术还在攻坚中,驱动芯片需要采用700VBCD高压工艺;芯片内的MOSFET要做好热量管理,要考虑驱动IC的散热设计;AC到DC恒流源各功能芯片整合在一个封装内的SOC需要创新一个新的电源芯片模式。家用LED照明灯样品如图5。
近年MR16射灯,其发光源已从低效率的卤素灯泡顺利过度到绿色节能、高效、长寿命的LED IC。MRl6射灯使用12V的AC/DC电源,使得低电压、大电流的LED驱动IC迅速进入灯具行业,降低了应用技术的门槛。ACl2V经四个SS14桥式整流即有14-18V的直流可供PT4115 LED驱动IC工作,可点亮一颗3W或三颗1W的高亮度LEDIC,系统应用器件很少,是十分经济有效的方案。图6是PT4115应用电原理图,图7是MR16射灯新恒流源板实物。
开关电源式恒流源可能是AC到DC恒流源比较有效的方法之一。开关电源的效率高达65%-85%。电源效率的提高使设备制造商得以将待机电流降低到Energy Star(能源之星)和Blue Angel(蓝天使)认证所需的水平。
家庭用的照明灯采用白光LED是科技发展的必然趋势。家庭用白光LED照明灯发光效率高、使用寿命长是不争的事实,只是目前还需等待产业化生产的技术成熟和成本的进一步下降。荧光节能灯从产品诞生到进入千家万户百姓家庭普及也差不多经历了十年的时间。家庭用照明灯的发光效率及平均寿命比较如表2。
篇5
【关键词】LED照明改造;节能;北京地铁
中图分类号:TE08文献标识码: A
1 前言
北京地铁是世界上规模最大的城市地铁系统之一,从1969年1号线开通至今,已经驶了4 0多年的征程。截至2014年1月,北京地铁共有17条运营线路,覆盖北京市11个市辖区,预计到2016年底,北京地铁运营总里程将达到660 km以上;到2020年时,运营总里程将超过1000 km。而与此同时,由于其运输量大、总耗电量大,是城市中的用电大户,在地铁的日常运营过程中,照明系统的耗电量占运营总耗电量的5%~10%。本文以北京地铁1、2号线LED照明改造项目为例,通过对公共照明区域模拟分析,提出技术方案,并与实际改造效果进行对比,提出了适用于北京地铁LED 照明改造的方案,为进一步推动新型照明技术应用奠定基础。
2 北京1、2号地铁现状
北京地铁1号线是北京最早的地铁线路,西起苹果园站,东至四惠东站,全长31.58km,设23座车站和2座车辆段,是北京市第一条贯穿城市东部和西部地区的地铁线路;地铁2号线是北京的一条环线地铁,全长23.0km,设18座车站和1座车辆段。两条线路对于提高市民的出行效率,缓解道路交通拥堵起到了举足轻重作用。
由于两条线路均属于北京市较早开通的地铁线路,照明普遍采用的是荧光灯、节能灯、筒灯和高压钠灯为主的照明灯具,耗电量较大。以本次照明改造的34座地下车站为例,符合改造的区域主要包括站台、站厅、出入口,涉及灯具数量30121盏,改造前,年耗电量达800余万度。
图1 地铁1、2号线线路图
3 技术方案设计
根据《地铁设计规范》GB50157-2003、《城市轨道交通照明标准》GB/T16275-2008、《建筑照明设计标准》GB50034-2004,对地铁车站站厅、站台等处进行照明模拟与分析:
3.1 模拟条件
根据《城市轨道交通照明标准》 GB/T16275-2008要求,地下轨道建筑表面的反射比如下:
维护系数设定如下:
3. 2 照明模拟
3.2.1 站台照明
灯具布置图
灯具间距:3.7mX2.5m,灯具高度如上图所示。
站台照明模拟结果如下:
3.2.2 站厅照明
灯具间距:3.7mX2.5m,灯具高度3.1m,如上图所示。
站厅照明模拟结果如下:
3.2.3 走廊、通道照明
灯具间距:1.5mX1.5m,灯具高度:2m
走廊、通道照明模拟结果如下:
3.3 效果模拟
3.3.1 站厅(产品:T5灯管)
改造前 改造后
3.3.2 通道(产品:T5灯管)
改造前 改造后
3.3.3 通道(产品:8寸筒灯)
改造前 改造后
3.3.4 扶梯间(产品:8寸筒灯)
改造前 改造后
3.4 模拟及分析
通过模拟计算,站台地面的平均照度为230lx,站厅地面的平均照度为219lx,通道及走廊地面的平均照度为246lx,均满足地下铁道照明标准的最高要求。站台与站厅的照度均匀度大于0.8,亦满足《城市轨道交通照明标准》GB/T16275-2008照度均匀度0.7的要求。
篇6
关键词:ZigBee 智能 照明系统 节点
中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)08(b)-0037-01
随着经济发展及城市化进程的快速推进,LED路灯已经越来越受到大家的认可,伴随使用数量的大量增多,凸显出控制的重要性。传统的路灯照明控制装置采用的是有线连接,存在布线工作量大、施工成本高、且智能化程度低等不足。采用ZigBee技术设计开发的LED路灯智能照明控制系统,通过对照明时间进行科学高效的控制,不仅可以节省用电,还可以延长LED路灯的寿命;系统采用无线控制,还具有节省电线电缆,减少施工工作量,方便日常维护等优点。
1 ZigBee技术简介
ZigBee技术是一种新兴的无线网络技术,采用IEEE 802.15.4协议,工作于全球通用免费的ISM频段,适用于短距离、低成本、低数据速率、低功耗的简易无线网络控制。
ZigBee技术具有如下几个主要特点:
低功耗:idle模式下的工作电流为4 mA,休眠状态下zigbee待机电流为1~50 uA,两节5号干电池可支持一个节点工作6~24个月甚至更长。
低成本:ZigBee工作于ISM频段,不收取任何费用;系统终端内嵌协议栈,协议简单,代码量比较少;因此,这种技术具有相对较低的成本费用。
容量大:网络可容纳65000个设备。
低速:ZigBee工作于250 kB/s的通信速率下,可满足低速率传输数据的需求。
安全性高:ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能,采用AES-128加密算法,保证了应用安全性。
2 系统架构及简介
ZigBee灯具节点以CC2530为核心进行设计,主要负责数据的中继转发及驱动控制LED灯具的亮度状态。灯具节点组成MESH网状网络结构,可以保证数据传输的可靠性。另外,还可以接收传感器采集的状态数据并且上传到上级控制。
(2)ZigBee中心节点负责初始化网络信息,组织建立网络,维护和管理网络,居于无线网络的核心地位。中心节点可以控制灯具节点,主控制器也可以通过中心节点控制灯具节点。
(3)主控制器的核心是具有操作系统和工作软件的PC机,通过GPRS和中心节点相连,在系统中具有最高权限。用户可以通过主控制器下传运行模式参数到中心节点,然后再到灯具节点;还可以通过中心节点检测各灯具节点传感器返回的状态参数,进行灯具状态实时监测,运行数据统计分析,节能评估等。
3 控制系统解决方案
控制系统采用主控制器、中心节点、灯具节点三级控制体系,且权限由高到低。需要强调的是,主控制器如果故障失效或者没开启,系统可在中心节点指挥下工作;如果中心节点故障失效或没开启,灯具节点就按照默认的工作模式工作,这样可以大大提高系统的安全性。
ZigBee灯具节点控制点亮LED灯具。灯具节点内有时钟,出厂前已存储默认的工作模式,和设定的亮度曲线。没加入ZigBee网络时,节点可以自主工作:根据时间自动开启、关闭灯具,还可以根据当前的时钟自动调整灯具到某一需要的亮度等级,比如刚开机半小时内,灯具亮度只需50%;高峰期过后,灯具亮度也降低等。当有ZigBee无线网络并可以加入时,灯具节点就受控于中心节点。同时,灯具节点还可以把传感器采集的环境亮度参数、灯具的工作电流等状态参数上传到中心节点以及主控制器,上级控制单元可以根据反馈的传感器数据修正灯具的控制亮度数据,实现动态控制和可能的故障定位。
4 结语
ZigBee因其低价、简单、安全、易用等优点应用于LED路灯的智能照明控制方面,可以达到节能,方便维护,智能控制等目的,借助这一控制技术可以实现灯具产品的增值,具有很好的经济价值,社会价值。技术的发展不会止步,人们对新技术的渴望永无止境,这就需要我们努力学习,积极探索,为智能控制技术,为国家的强盛而努力。
参考文献
[1] 李文仲,段朝玉.ZigBee无线网络技术入门与实践[M].北京:北京航空航天大学出版社,2007.
[2] 瞿雷,刘盛德,胡咸斌,编著.ZigBee技术及应用[M].北京航空航天大学出版社.
[3] 李鑫.基于ZigBee的无线智能照明系统的研究[D].天津大学.
篇7
关键词:寺院;文物建筑;安全;LED
1 寺院文物建筑电气火灾危险性
我国有着十分丰富的寺院、文物古迹和古代建筑,这些寺院、文物和古建筑是中华民族五千年灿烂文化的积淀和宝贵的文化遗产。
1.1 建筑主体、结构多为木质,易引发电气火灾
我国的寺院、文物古建筑中木质结构建筑居多,其它砖木结构建筑中,除了砖墙和瓦顶是非燃烧体外,大量使用木质的梁、柱、斗拱、楼板等可燃构件,此类建筑难免发生火灾。藏传佛教寺院,主要建筑有经堂、佛殿、扎仑(学院)、活佛住地(囊欠)、佛塔、僧舍等,较大型寺院还建有印经院、藏医院、敬老院等。寺院、文物古建筑占地面积大,缺乏统一规划,僧舍包围寺院殿堂,建筑密集,群落毗连,建筑大多数是土木、砖木、全木结构,以木质横梁、立柱为主要承重结构,房屋隔墙、梁、瓴、椽子等大量采用木质材料,建筑耐火等级低,具有比较大的火灾危险性。而随着经济的快速发展,寺院、古建筑中使用电器现象日益普遍,各类照明均采用白炽灯、日光灯,甚至采用大功率荧光灯照明。
1.2 建筑内电气火灾诱灾因素多,易引发电气火灾
寺院、文物古建筑全木制建筑构件数十、数百年来饱吸酥油灯(油灯)释放的油烟,类似油浸的“枕木”,一旦发生火灾,燃烧极为迅速;藏传、汉传寺院以常年燃供不同规格的常明酥油灯(油灯),明火源较多;寺院殿堂、僧舍内,僧侣生活、佛事、法事用火、用电、用油、用气现象普遍,照明线路私拉乱扯,易发生电气短路,火灾“明患”遍布于各个殿堂和僧舍。
1.3 一旦发生火灾,易造成重大损失
寺院、文物古建筑其殿堂内存放大量的文物,一旦发生火灾事故,造成的损失将不可估计。加之,旅游的开发,寺院、文物古建筑长期留存大量僧人和游客,一旦发生火灾,极易造成群死群伤。
2 LED照明技术的介绍
2.1 LED照明概念
当今高科技术产业中,光电子技术是继IT 之后又一项新技术革命,其重要内容之一是以半导体技术制造的固体发光器件为新的照明光源,逐步替代传统白炽灯光源;其重要的标志是半导体发光二极管(LightEmitting Diode),简称LED。
2.2 LED为冷光源
LED是固态发光原理,电光功率转换效率在百分之三十左右;剩余的百分之七十左右的电能会转换为热能。过多的热能如不能及时导出散热,LED芯片工作温度超过摄氏70度就会迅速光衰甚至烧毁。因为LED芯片工作温度不能超过70度,所以大功率LED灯会用各种方法导热、散热,我们触摸LED灯具外壳温度一般在摄氏50度以下。
2.3 LED光源的特点
2.3.1 电压:LED使用低压电源,供电电压在6-24V之间,根据产品不同而异,所以它是一个比使用高压电源更安全的电源,特别适用于公共场所。
2.3.1 效能:消耗能量较同光效的白炽灯减少80%
2.3.2 适用性:很小,每个单元LED小片是3-5mm的正方形,所以可以制备成各种形状的器件,并且适合于易变的环境
2.3.3 稳定性:10万小时,光衰为初始的50%
2.3.4 响应时间:其白炽灯的响应时间为毫秒级,LED灯的响应时间为纳秒级
2.3.5 对环境污染:无有害金属汞
2.3.6 颜色:改变电流可以变色,发光二极管方便地通过化学修饰方法,调整材料的能带结构和带隙,实现红黄绿兰橙多色发光。如小电流时为红色的LED,随着电流的增加,可以依次变为橙色,黄色,最后为绿色
2.3.7 价格:LED的价格比较昂贵,较之于白炽灯,几只LED的价格就可以与一只白炽灯的价格相当,而通常每组信号灯需由上300~500只二极管构成。
3 光纤照明技术的介绍
3.1 光纤照明概念
光纤照明是近年新发展起来的一门全新高科技照明技术。它是采用光导纤维(简称光纤,又称光波导),利用全反射原理,通过光纤把光传送到人们需要光的任何地方进行照明。光纤的构造可以简略分为三个部分,分别是核心(Core)、外壳(Cladding)与保护层(Jacket)。光纤本身的导体主要是由玻璃材料(SiO2)所抽丝而制成,它的传输是利用光经由高折射率的介质,以高于临界角的角度进入低折射率介质会产生全反射的原理,让光在这个介质里能够维持光波形的特性来进行传输。其中高折射率的核心部分,就是光传输的主要通道。而低折射率的外壳,则包覆住整个核心,由于核心的折射率比外壳高出很多,所以会产生全反射,光也因此可以在核心里来传输。保护层的目的,主要是为了保护外壳与核心不易损坏,同时也可以增加光纤的强度。
3.2 光纤照明的特点
3.2.1 单一的光源可以同时拥有多个发光特性相同的发光点,利于使用在一个较广区域的配置上。
3.2.2 光源易于更换,也易于维修。前面提到光纤照明使用了两个组件:投射主机与光纤。其中光纤的使用寿命长达二十年,而投射主机可分离,因此易于更换与维修。
3.2.3 投射主机与真正的发光点是透过光纤来传输的,因此投射主机可以放置在安全的位置,具有防止破坏的功能。
3.2.4 发光点的光是经由光纤传导而来,光源发出的波长是经过过滤的,只包含某段光谱,因此发射出来的光无紫外线与红外线光,这种特性可以减少对于某些物品的伤害。
3.2.5 发光点小型化、重量轻、易于更换与安装,它可以制做成很小的尺寸,放置在不同的容器或其设计空间里,因此可以营造出与众不同的装饰照明效果。
3.2.6 它的光与电是分离的。一般的照明设备最重要的问题就是它需要电力供输。也因为电力能源的转换,发光体相对的也都会产生热。然而在很多空间的属性里,为了安全的考量,大多希望光与电能够分离,例如石油、化工、天然气、水池、游泳池等的空间,都希望能避开电的部分,因此光纤照明就很适合应用在这些领域里。同时它的发热来源可以分离,因此可以降低空调系统的负担。
3.2.7 安全,光纤本身不带电、不怕水、不易破损,而且体积小、柔软可挠性好,使用安全,使用寿命长,维修工作量很小。
4 LED、光纤安全照明技术在寺院、文物古建筑应用方面的探讨
消防照明技术是一项受到国际上极度重视的课题,它已有多年的历史,他不仅仅涉及到建筑物及发生火灾时保障人员迅速逃离现场的重要救生疏散技术。LED 超高亮度白光、穿透力强、亮度高、节能、寿命长、故障率低,的特点在安全照明领域更显的突出。那么以LED安全照明技术为基础的人工光源 必将广泛应用于寺院、文物古建筑安全照明领域。
4.1 寺院、文物古建筑安全照明的原则
4.1.1 保护和利用的原则。古建筑照明既要达到展示其古建筑的风采,体现她的文化艺术内涵,又不能损伤古建筑,达到保护和利用古建筑的双重要求。
4.2.2 不改变古建筑原状的原则。如800年以上的古建筑严禁敷设电线。
4.2.3 按标准设计的原则。照明的照度或亮度、光源的红外线和紫外线的含量、照射时间以及光源的颜色参数等均需严格按标准进行设计。
4.2.4 严格管理的原则。在夜景照明设计时,必须考虑照明设施维护管理方法及措施。之前由于受光效和光源的限制,古建筑照明中存在着一系列的问题,比如:a、照明装置的安装。将大体积的灯光装置直接固定于建筑之上,既破坏了建筑物结构及其白天景观。且没办法展现古建筑细腻的丰富的光影变化之美。b、照明方法问题。为保护建筑采用远距离投射,而且大多数投光灯没有遮光措施,致使向被照物之外的溢出光较多,初步估算大约有1/4~1/3的光线溢散到空中和被照物之外,形成光污染。更是忽视了节能的大前提。c、照明装置的选择。缺少对 照明装置的紫外线、红外线辐射的考量,造成对古建筑不可弥补的破坏。
4.2 LED、光纤光源文物建筑安全照明装置的设想
4.2.1 光纤光源。包括能发射高照度、低红紫外光谱光的专用光源机,与专用光源机连接并能滤除红紫外光谱的光纤滤光耦合器,以及通过照明传输光纤与光纤滤光耦合器连接的散射尾件。专用光源机发出的光经光纤滤光耦合器滤除后,光波长集中在585nm-750nm。
4.2.2 LED光源。包括LED户外照明、LED应急照明和LED蓄电式手持照明。
4.3 LED、光纤光源文物建筑安全照明装置的特点
4.3.1 LED、光纤光源照明装置照明度高、能量转化率高、发热量低。
4.3.2 LED光源功率小,全部采取低压驱动,解决了散热问题,没有较大的热量堆积,安全防火要求容易满足。
4.3.3 LED、光纤光源无红外和紫外光谱,光纤光源光的波长主要集中在540nm与590nm,因此照明光不会对文物造损坏,同时,光源不含水银,不会对环境造成污染。
4.3.4 光谱与昆虫趋光性光谱重合波段少,有利于文物保护。
4.3.5 在光缆的尾端可加装聚光透镜,平面镜,散射透镜,以适应不同场合对照度的要求。同时,加装监控系统,随时对光源机进行监控,可以有效保证其正常工作。
4.3.6 使用寿命长,可达数万小时,维修维护费用低。
篇8
关键词:LED照明;检测问题;构建;服务平台
中图分类号:TM92 文献标识码:A
伴随着我国LED技术的快速发展,LED作为照明技术也得到一定的应用。但是LED具备着多变性、创新性以及相关技术的不断发展,在进行LED照明检测时由于相对滞后的技术而出现诸多问题,影响了LED照明技术的发展,与传统的照明工具相比,LED照明有着一定的优越性,这就需要相关的工作人员要找出LED照明检测中出现的问题,构建一个以LED为主题的服务平台。
一、LED照明检测中的问题
在运用LED照明工具时,技术人员需要对它的电学、光度、色度的参数进行一定的测试分析,也要对它的老化性能、安全性能以及可靠性进行相应的测试分析。但是LED照明工具的发光特性比较独特,当单个LED灯具照明时具备着点光源特性,可是多个LED组成光源和灯具时,结构组合的多样化造成了光源的复杂性。整体性独特的LED照明工具应用在复杂的现场环境,LED需要将LED光源模组、散热结合以及驱动电源的各个组成部分紧密结合,可是应用不同的LED产品也需要采用不同的分布光源和配光结构,又由于LED照明工具可以广泛的应用到各个领域以及具备着独特的性能,这些特点都表明了传统的光源标准根本不能适应LED照明工具。但是,在我国对LED照明进行检测时还是运用传统的测试方法,导致LED照明在测试当中出现了诸多问题。
我们可以找出一定的例子来具体说明问题:
1 LED照明的光强测试:技术人员针对LED的平均光强度用两种测量几何条件,主要是针对LED顶端和探测器两者之间是316毫米和100毫米的距离而设置的;但是当使用高亮度的LED灯具时,测量顶端和探测器的半径在100毫米和316毫米之间的光强是不相同的。同时,检测的方向和所在环境温度都会影响到实际测量的光强度。
2 对LED照明进行光通量测试:技术人员在进行光通量测试时一般都采用积分球的测试方法。但是积分球方法极易受到LED响应的时间、检测的环境温度以及LED放置的方向和其大小尺寸的影响,导致在LED光通量测试时出现的偏差是较大的。
3 LED照明的结温测试:LED出光效率、使用寿命、安全可靠性以及发射的光波长度都会受到LED结温高低的影响,所以技术人员就必须及时的对LED的结温和热阻等进行准确的热血参数测试。但是,我国还没有制定统一的方法来进行测试,现在主要的测试方法是:电学参数法等等。
4 LED照明的光效测试:LED节能效果的体现主要就是光效。LED照明工具极易受到环境温度的影响,目前,我国没有制定统一的标准针对光效测试的初始方法和老化时需要的条件,也没有对相关的环境温度制定明确的参数。因此造成光效测试现实情况与理想存在一定的差距,影响到了LED照明的能效测试。
5 LED照明寿命测试:长时间的使用寿命是LED重要的特点,所以要在进行实际测试时需要花费过长的时间。但是,技术人员并没有研究出相关的测试手段如加速老化的方法来进行使用寿命测试;现代我国的加速老化手段主要突出先电压、电流以及温度老化中,没有进行确定统一的测试方法。
二、LED照明平台的构建
目前,我国广州半导体照明检测技术服务中心正在针对LED路灯的测试问题,建立现场的测试环境。研究人员主要是运用计算机技术、网络信息化以及多传感器的集成,而研究开发的LED路灯道路照明现场测试。研究人员根据相关的研究成果,针对地方制定的LED测试标准积极的参与组织,在一定程度上加快而来LED照明产品的统一化和标准化。
广州半导体照明检测技术服务中心依托其研究院同香港科技园公司进行合作,共同创建了LED交互检测服务平台。目前,该平台正在针对LED照明的测试问题进行实验室测试和现场测试,建立了LED照明现场测试的环境。利用计算机以及网络通信等技术对我们上文所提到的光强测试、光通测试以及一定的结温测试进行检测装置。
该平台提供的环境和条件在一定程度上符合LED国际测试的标准,在国家已经授权的基础上利用交互检测的服务平台,对LED照明检测和检测技术服务。它主要是针对广州和穗港两地研究院和质检单位所需要的LED测试仪器和资源。比如在LED照明检测中可以建立一定的现场测试,拥有着良好的试验环境有利于提高LED测试的准确性还有稳定性。
对于两地共同创建的LED照明平台,可以有效的利用两地的资源优势,构建一种利用区域优势来支撑检测的服务体系,两地在针对检测服务时利用联合统一的方法进行开展与合作的新形势。这在一定程度上,可以促进我国使用LED照明技术水平的能力。
构建LED照明检测服务平台,要积极遵循和接受政府的管理措施,科学有效地研究开发产品,提高生产的管理和质量的控制,要严格控制LED产品的市场营销和最终的应用。在应用LED照明技术时,要对政府的管理部门、各个高等教育学校以及公司企业、居民用户提高一个全面的检测、质量的保障和完善的服务。促进地区LED照明技术广泛的应用。
结语
针对LED照明检测中的问题,需要技术人员认真对待。随着我国科学技术的不断进步,网络信息化的全面发展。LED技术将会越来越完善,也将运用到生活中各个方面。目前,我国科研人员只有针对检测中的问题进行全面的改善,完善LED照明技术,促进LED作为绿色节约型能源健康有序的发展,作为LED新兴产业广泛应用到各个地区。
参考文献
[1]俞安琪.LED照明产品检测方法中的缺陷和改善对策[J].照明工程学报,2010,21(04):31-33.
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2009年推进情况
领导重视,半导体照明应用推广工作扎实开展。市政府建立了“十城万盏”半导体照明应用专项资金,连续3年每年拿出1000万元列入财政预算,专门用于“十城万盏”半导体照明试点城市建设。同时,为配合“十城万盏”试点工作的开展,河北省科技厅将“保定市半导体照明应用科技示范工程”项目列为09年重大项目,给与资金支持300万元。
成立了保定市半导体照明产业联盟,来共同攻克产业中的技术难题,推广新的技术成果。今年联盟组织了光伏LED企业参加了上海国际光伏展和深圳十城万盏成果展,参展企业对外得到了宣传,也了解和学习了同行业的先进技术。高新区创业中心正在策划建立光伏及LED展厅。
主要建设领域半导体照明推广应用成果显著。市区内累计完成24条路段太阳能LED路灯应用改造,投资1400万元,共安装LED路灯1357盏基,09年完成了5条道路的改造,安装56WLED路灯707盏基。高新区投资1100万元,改造完成光伏LED庭院灯259盏、景观灯55盏、草坪灯106盏、交通信号灯7组、太阳能大功率LED路灯(包括光电互补)990盏、LED高杆灯2盏。生活小区共设计安装、改造LED路灯、太阳能庭院灯、LED楼梯灯等约 7130 盏。交通信号灯:市区内今年新建了7个交通路口太阳能信号灯并完成了55个路通信号灯的光电互补改造工程。公共场所太阳能应用:在军校广场、人民广场等地安装太阳能LED灯2565基。累计完成了22处景区太阳能LED应用改造,安装了600多盏太阳能LED路灯、庭院灯、景观灯。
积极与企业合作,共同建设半导体照明产品检测平台。2009年初,保定积极与保定市大正太阳能光电设备制造有限公司进行了沟通,委托企业建立半导体照明产品检测中心。检测中心于2009年4月成立,依托保定市科技局和保定市新能源产业联盟,服务于“十城万盏”示范项目的内部检测,现正在办理国内检测资质认定工作。
检测中心可开展半导体照明及光电产品的电学性能、光学性能、温度和寿命等技术指标的检测工作。
目前,半导体照明产品按照中华人民共和国国家标准《道路照明LED灯》(送审稿)和国家半导体照明工程研发及产业联盟推荐性技术规范的半导体照明试点示范工程《LED道路照明产品技术规范》进行检测。
光伏LED产业健康发展,企业自主创新能力增强。保定市光伏LED企业在近几年内取得了一系列技术创新与产业化方面的突破,企业规模日益壮大,配套产业不断跟进,产业链日益延伸,市场范围越来越广,已形成以保定为中心向河北省乃至全国辐射的市场范围,有些产品甚至出口到欧美、非洲及东南亚地区。
功率型白光封装技术有较大突破。保定赛能光电技术公司生产的大功率LED 发光管,具有散热性好、节能效率高、寿命长、以蓝光为基础激发白光、透光均匀、出光角度大等特性,从而保证了LED光源的质量。
在半导体照明应用产品的系统技术集成开发方面有了较大进展,新品层出不穷,产品种类更加广泛。例如:格林光电公司的空气对流式大功率LED路灯灯具,拥有多项技术创新点,设计新颖,通过一年多的实地检测,产品性能稳定。该产品已经通过了国家路灯灯具质量监督检验中心的全方位检测。目前,该产品已通过专家鉴定,现已出口伊朗和西班牙,与美国公司达成了意向合同。
格林光电、世纪星光、阳光盛源、大正太阳能、腾辉光电以及光谱电子等大功率LED路灯系列产品已通过国家级光源检测机构权威认证,并实现了量产,经过系列照明工程应用,产品质量稳定,性能达到照明需求,已进入大规模推广应用阶段。这些企业生产的LED应用领域越来越广泛,产品种类越来越多,从信号指示、智能显示、汽车灯具、景观照明到特殊照明领域,诸如功率型LED台灯、汽车灯、LED饰品,功率型LED太阳能小路灯、大功率LED庭院灯、30瓦到200瓦大功率LED路灯,LED交通信号灯指示灯、LED航空障碍灯、大功率LED高杆灯照明灯组、LED各种警示灯、LED灯箱标识、加油站用防爆光源、地下停车场用LED光源以及室内各类多种LED照明灯具等,达上百余种产品。
目前,保定市光伏LED高新技术企业8家,高新技术产品几十项,申请专利上百项,科技成果三十多项,大多数产品经过国家电光源检测中心检测,在太阳能供电LED路灯(庭院灯)系统、专用LED光源控制器、LED路灯照明光源设计、大功率LED的散热技术、恒流驱动电源技术以及路面照明配光技术、灯杆内蓄电池专用防盗技术、室内LED照明应用技术等方面都有较深入的研究,取得了显著成就,为太阳能供电的LED路灯(庭院灯)照明系统、大功率LED路灯及室内LED照明推广应用奠定了深厚的基础。总之,保定市光伏LED产业已形成了集群优势,在保定市新能源产业中占有举足轻重的地位。
半导体照明企业投入大量财力、人力、物力不断进行技术研发和技术创新,并积极与清华大学、北京航空航天大学、复旦大学、华北电力大学、中山大学太阳能技术研究所、上海航天局等国内知名科研院所开展技术合作,为半导体产业的发展提供了人才保障和智力支持。
2010年工作重点
主要目标:到2011年,推广约5万盏LED市政照明灯具,应用在道路、机关、学校、地下停车场、加油站、城市景观、旅游景区等地点,实现年节电800万度以上,年节约维护成本600万元以上。
实施进度及重点工程:
园林、广场太阳能LED应用。2010年9月底前完成市区所有小游园太阳能LED应用改造;
城市道路照明太阳能LED应用。2010年基本完成市区内道路照明太阳能LED应用改造,主要工程:城市主次干道更换节能光源预计6100套,支路安装更换太阳能路灯预计760套,小街巷路灯改造1511套。2011年底实现太阳能路灯照明及节能光源更换达100%。
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广州国际照明展览会与广州国际建筑电气技术展览会之兄弟展“Light + Building – 法兰克福国际灯光照明及建筑物技术与设备展览会”,每两年在德国法兰克福举办一次,来届将于2016年3月16至18日举办。
国际展团齐亮相,呈献全球智能照明最新发展
全球最大规模照明展览会及LED展–广州国际照明展览会于2014年6月9至12日在广州中国进出口商品交易会展馆隆重举行。本届展会迎来全球2,621家业界领先品牌,展商数目再创新高,而展会面积亦增至225,000平方米,横跨21个展馆。展会全面呈献最新照明产品和解决方案。
广州光亚法兰克福展览有限公司总经理胡忠顺先生表示:广州国际照明展览会不仅提供全球最大的展览平台,同期举行一系列广泛受业界人士、国际权威行业协会及政府机构支持的高端活动,为业界带来最新行业资讯,剖析市场动向,通过构建全方位交流平台,引领业界潮流。本展会作为世界照明行业风向标,始终见证全球照明及LED技术发展历程。”
主办方黄宝琪女士表示:“一套成功照明方案的诞生,有赖不同专业人士的参与,包括规划师、设计师、制造商等,才能将理念化为成品。作为主办方,我们致力汇聚上述专家,为业界分享可持续及智能照明发展的新知,并为他们提供交流平台,集思广益。”
2014年展会聚焦四大主题,包括可持续照明、智慧照明应用、工程项目发展以及LED技术之整合,上述主题亦贯彻于同期高端研讨活动。今年主办方引入全新“Light+”概念,举办超过120场研讨活动,内容涵盖设计、市场、技术和交流四大领域。正如黄女士所言,照明方案之产生有赖各方努力,2014年“Light+”系列活动吸引不同照明及LED产业的界别,共同探讨产业未来路向。
通过全球照明及LED业界领先品牌的参与,本届展会展出最先进照明解决方案及LED技术,部分参展品牌如下:
灯具及电灯附件
A.A.G. 史特慈(意大利)、威刚科技 (台湾)、ALANOD(德国)、百特其电子(德国)、亿光电子(台湾)、Fumagalli (意大利)、通用电气照明(美国)、隆达电子(台湾)、Nek
Lighting (瑞士)、飞利浦(荷兰)、RAMPF (德国)、西蒙电气(西班牙)及ZALUX (西班牙)等LED技术,包括LED驱动及控制、芯片、LED封装、模组、器件及封装材料
晶科电子 (香港)、BRIDGELUX (美国)、科锐(美国)、西铁城电子 (日本)、艾笛森光电(台湾)、晶元光电(台湾)、Luminus Devices (美国)、明纬(台湾)、恩智浦半导体(荷兰)、首尔半导体(韩国)、锐高照明电子(奥地利)等照明和 LED检测及生产设备、LED封装材料
Alpha (美国)、道康宁(美国)、远方(中国)、柯尼卡美能达(日本)、蓝菲光学(美国)、 LPKF (德国)、Topcon Technohouse (日本)及瓦克化学(德国) 等晶元光电今年第三度参展,旗下晶元宝晨光电(深圳)有限公司行销专员黄潇女士表示:“LED照明行业正在高速发展中,提高LED晶片的效率,从而降低生产成本,成为提升LED照明整体技术的关键指标。通过参加广州展,我们可与LED上、中及下游的企业建立商贸联系,并开拓更多客源。”
电力士照明今年第四度参展,该公司副总经理李永雄先生分享对展会及亚洲市场的看法:“我们非常看好亚洲市场。环保意识的普及为我们公司发展节能照明解决方案带来新的契机。我非常期待能于展会中与照明及业界不同层面的专业观众互动交流。”
国际展团齐亮相,呈献全球智能照明最新发展
2014年展会迎来五大展团,带来全球主要照明及LED生产地的照明技术最新发展:
日本展团-今年首度亮相,由日本照明工业会(JLMA) 和日本贸易振兴机构(JETRO)广州代表处组织,展示当地愈来愈受重视的节能技术。展品涵盖LED照明、封装材料、检测设备生产等领域。
韩国展团-由Korea LED Association组织并获韩国大韩贸易投资振兴公社广州办事处(KOTRA)支持。展团汇聚了10家展商,带来了韩国最前沿的LED照明技术、标牌,灯箱、模组、驱动、芯片、散热器等产品及解决方案。
香港展团-以“香港优质LED”为主题,旨在推广香港的LED产业优势。展团由香港电子业商会组织,包括8间展商,透过展品展示及一系列研讨会,讲解LED照明技术、行业认证和产品规范等专业知识。