探索LED燈具：過去、現(xiàn)在和未來

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　　在過去的一百年中，白熾燈一直是我們?nèi)粘Ｉ畹囊徊糠?。關(guān)于它，我們并沒有想過太多。按動開關(guān)，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(qiáng)制要求提高照明設(shè)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(zhuǎn)化成可見光。其余則被轉(zhuǎn)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?zé)?、緊湊型熒光燈 （CFL） 和 LED 燈等技術(shù)產(chǎn)品均爭先恐后要取代白熾燈。其中，鹵素?zé)艉?CFL 已被使用了一段時間，LED 照明設(shè)備則只是在最近五年才因技術(shù)效率顯著提高而變得非常實(shí)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?qū)懽鰈m/W。與汽車燃油經(jīng)濟(jì)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(dāng)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(jìn)入燈具（帶或不帶 TRIAC 調(diào)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(xiàn)在的市場價格看，CFL 似乎最經(jīng)濟(jì)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(biāo)準(zhǔn) TRIAC 調(diào)光器后 CFL 的調(diào)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(chǎn)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(diào)光效果不太好。不過，目前這已在很大程度上得到了改進(jìn)，因為燈具制造商和電子產(chǎn)品供應(yīng)商為了達(dá)到能源之星 （EnergyStar） 標(biāo)準(zhǔn)，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(shù)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(jīng)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(nèi)部卻有很大的不同。白熾燈將燈絲通電產(chǎn)生光。燈絲是電阻性負(fù)載，加熱到白熾狀態(tài)即可產(chǎn)生可見光。當(dāng) 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(shù)（如 TRIAC 調(diào)光器采用的技術(shù)）進(jìn)行控制。