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1、,LED在家居照明中的应用,2012年5月12日,南京科学技术协会,前 言 今天是南京科学技术协会和南京照明学会共同举办的科普活动。今天交流“LED照明在家居照明中应用”的问题，内容有十个方面：1.LED是什么；6.LED的历史性功绩；2.LED为什么会发光；7.LED的优势；3.LED为什么会发出彩光；8.LED是绿色照明的生力军；4.LED为什么会发白光；9.LED照明容易存在的误解；5.LED的发展史；10.LED在家居照明中的应用与改造；参加今天交流报告工作的有：南京理工大学 南京工业职业技术学院 梁人杰 张玲 郝翠霞,L E D 是什么？,LED是一种半导体发光器件,L E D,发光
2、二极管,Light Emitting Diode,英文,缩写,L E D 为什么 会发光？,LED发光原理简明示意图,LED光源,符号,LED模型,LED的PN结内掺杂了有利于发光的元素,L E D 为什么会发出彩色光？,按量子学理论：对LED的PN结掺入不同材料可得到波长不同的辐射光谱，即：发光颜色不同；例如：红色光谱（R）波长约660纳米 砷化镓(GaAs)（GaAlInP)绿色光谱（G）波长约570纳米 磷化镓(Ga P)蓝光光谱（B）波长约400纳米 氮化铟镓（InGaN）或氮化镓（Ga/N）三基色 有了三基色，按加法合成原理，就可产生世界上任意的色彩（真色，伪色）,380nm,780
3、nm,555nm,400nm,660nm,570nm,人类眼睛的可见光谱范围,L E D 为什么会发出日光（白光）？,上世纪90年代，蓝光LED突破，LED成为全色发光器件，从此成为照明的新秀；因为有了蓝光LED之后，辐射日光色的LED光源成为可能，四种主要技术方案：1 蓝光LED激发黄光的荧光粉 2 蓝光激发三基色荧光粉 3 多色芯片混光的白光LED 4 硒化锌(ZnSe)基板外延蓝光芯片实现白光,举例：,白 光 LED 光 源 实 例,L E D 的发展史,简单回顾一下LED的发展历史：LED的前世（大约在上世纪60年代开始）1 非全色的固态发光指示器件，2 单色屏幕字符显示器件 3 光电
4、耦合器件（光纤）已经开始由前所未有的杀手锏优势推动了人类科技的进步；LED的今生（大约在上世纪90年代开始）1 固态照明光源，辐射日光色，像太阳光或白炽灯节能灯一样，2 固态显示光源，全彩色，家用或超大屏幕显示屏；已成为传统光源和显示技术强有力的竞争对手；,L E D 的历史性功绩,LED的历史功绩 一百年前报童出身的爱迪生发明了白炽灯：1 人类从此彻底告别了“火光照明”的古老世纪 2 一举跨入了电气化照明的全新时代 白炽灯曾被誉为人类文明史的里程碑。今天，LED在照明领域的划时代贡献：1 开拓了人类节能照明的新篇章 2 领军了无汞，清洁，环保照明的先河 3 引领了固态照明与固态显示的新纪元（
5、QLED,OLED等）其历史意义无论如何评估，都不会过分。LED等固态光源是人类文明史的又一个里程碑。,L E D 的优势,节约电能 超长寿命环保无汞 色彩丰富可控性好 坚固耐用,优势一：节约电能 评价照明光源的节能特性最主要的是发光效率 发光效率的含义是光源消耗电能的发光能力，即：每瓦产生光通量多少流明 LED与各种家用主流照明光源比较：更重要的还优势在于：LED的发光效率还在不断提升，而传统光源的发光效率已经停滞不前了。,常用家居照明光源发光效率的比较节能特性比较,LED照明光源的节能优势,相同光通量下，LED照明光源与传统光源的比较,优势二：超长寿命 评价照明光源的耐用特性最主要的是使用
6、寿命。使用寿命在家用光源是按直至消失发光能力的使用时间计，即：用多少小时 在科技界，产业界和工程界则按发光能力的衰减特性评估使用寿命；LED寿命为什么长？LED属于固态光源，没有灯丝、没有阴极，没有近乎等离子态的导电气体激发 与浪涌工作历程，无需采用工作条件恶劣的镇流器，可耐受频繁开关。理论寿命十万小时：特别对于不追求发光效率的LED指示器件更重要的还优势在于：LED的寿命指标还在不断提升，而传统光源的寿命指标已经停滞不前了。,LED照明光源与传统光源寿命的比较,优势三：环保无汞 LED成为环保光源，主要有三点：一节能低碳，二不含有汞，三超长寿命废弃物少 迄今为止，除了白炽灯，几乎大部分气体光
7、源都含汞 严重的问题还在于废旧气体光源的回收成效甚微汞的危害 汞是室温下唯一液态金属，是对人体毒害最大的有5种金属之一（铅汞砷镉钴）。汞熔点极低，在熔化时就开始有蒸发，即使0时就有汞蒸气，容易进入人体呼吸系统 汞水中不分解，毒性放大，天然水每升含0.01毫克汞，95%以上易被肠道吸收致人中毒 汞直接沉入肝脏，对大脑、神经、视力破坏极大，易致痴呆，怪胎，癌症，畸形等等。汞与水中的其他毒素结合生成毒性更大的有机物，进入环境或生态系统，存留、积累 汞被鱼类吸附，将产生食物链浓缩与转移，从而造成危及人类的严重环境公害。我们看重视环保国度的一组数据：日本2011年7月LED灯占灯泡销售比重首度超过50%
8、；日本2011年12月LED灯销售量与2010年同月相比，增长167%；澳大利亚政府自2009年起强力推广LED灯，近50%购自中国；LED的出类拔萃之一正是无汞，清洁，健康，使人类彻底摆脱含“汞”气体光源的危害。,优势四：色彩丰富 LED是目前主流照明光源中唯一分别具有全彩发光能力的光源 LED可发出色彩缤纷的五颜六色，令大多数光源所望尘莫及 LED已经成为室内外普通照明领域和装饰照明领域的时尚潮流大家一定记得那次无与伦比的2008北京奥运会,：,2008奥运开幕式,水立方夜景 LED 的鬼狐神工,天安门广场的巨型LED显示屏,个性化的家居照明得益于LED的色彩缤纷,优势五：坚固耐用 LED
9、属于固态光源，在原理上决定其坚固耐用包括在机械和电气二个方面 LED是迄今为止主流光源中唯一没有灯丝、没有阴极，可不要玻璃外壳的光源 LED无近乎等离子态的导电气体激发工作历程，启动时无强电能浪涌催残；LED无汞，无需充气，无需工作条件恶劣的镇流器，不怕频繁开关，LED不怕震动冲击，不怕摔，不怕重力加速度，不怕失重、不怕超重 LED在国防军事，航空航天，卫星飞船，坦克自行火炮，车辆舰船上无可替代我国航天的“嫦娥奔月”，LED照明在“嫦娥2号”上发挥了重要作用。这是完全自主知识产权的太空LED照明成果。是基于太阳能的照明系统。，光源是“863”科研计划完成的，是发光效率达到130流明/瓦的LED
10、白光芯片。,中国“嫦娥探月”计划,L E D 是绿色照明的生力军,“绿色照明”的提出“绿色照明”是上世纪70年代全球爆发严重能源危机及环境恶化形势下提出的，并且得到了全世界的共识。“绿色照明”的理念“绿色照明”的理念是节约能源，保护环境，实现人类的可持续发展。“绿色照明”的重要意义“绿色照明”正是实现照明节能降耗，低碳减排，建设环境友好型与节约型社会的重要组成部分。“绿色照明”的实施 主要通过科学的照明设计，采用高效照明光源、灯具与照明智能控制手段 营造有益于提高生产、工作、学习效率的光环境 创造增强生活质量和保护身心健康的人性化照明氛围 有效实现节约能源与保护环境 照明光源实现无汞化和无有害
11、元素,实施“绿色照明”是迫在眉睫的当务之急 中国是有13亿人口的大国，家庭户40152万户（美国13500万户）中国GDP已居世界第二，污染气体排放已接近全球之最。据统计，近年全国照明耗电量几乎等效56座三峡巨型水力发电站的总和 鉴于照明巨大的耗电量，加快照明节能，必然成为迫在眉睫的当务之急。推广LED照明光源是贯彻“绿色照明”的重要步骤 正如本文前面所讨论的有关LED照明光源的优势：节约电能，超长寿命，环保无汞，色彩丰富，坚固耐用等等。目前，众多照明光源中，唯有LED照明光源全面具备了绿色照明理念的要求。因此，加快推广LED照明技术已成为贯彻绿色照明的必由之路。,L E D家居 照明容易存在
12、的误解,误解一：LED照明灯的光色不好不如传统光源 LED起源于上世纪的60年代，当时的LED确实不能辐射人眼可见光的全色光谱，也就是说要比太阳光的光谱差非常多 LED自上世纪的60年代以来在科学家们的努力下，LED显色性已达到了很好水平已可与最好的传统照明光源相媲美。目前LED照明光源显色性指标Ra都达到或超过80。完全符合家居照明要求，也满足了我国出口的LED照明产品要求 目前的LED照明产品，有冷色调，暖色调，暖白色可供选用，完全可以达到所有照明的需要，并能满足任何个性化的照明需求。,耗油香菇炒西葫芦瓜,误解二：家庭照明用电不太多马上使用LED意义不大 不少人会想：工业用电最大，照明用电
13、很少，家庭照明更少，节能意义不大但是实际情况是照明的用电也是非常巨大的（卫星图）,卫星图显示的全球照明状况,在发达国家，照明用电量占全国发电量的20%，如：美国，德国，日本 美国全国照明用电约为8200亿千瓦时相当于910 座我国三峡发电站发电量 在中国，作为发展中国家，照明用电量也占到全国发电量的12%之多 以2011年中国照明用电为例，权威数据显示：中国2011年全年的总发电量为4.6万亿千瓦时 4.8万亿千瓦时（度）超过美国的4.1万亿千瓦时，跃居世界第一位（中国实体经济高于美国）2011年中国全年照明用电达到5000亿千瓦时6000亿千瓦时的惊人数字！约等效于超过了56座三峡巨型水利发
14、电站年发电量的总和。中国的三峡水力发电站设计年发电847亿千瓦，是目前世界上最大的发电站。2011年三峡电站完成发电量3亿千瓦时，相当于10座大亚湾核电站。,可见，中国全国家家户户积累的照明用电量是极为惊人的！,水电站不够就火力发电，燃烧煤或油，污染排放更加严重了！而且煤和油越用越少！,污染排放加剧，臭氧层破坏，地球变暖，冰川融化，海平面上升，城市消失,上海，南京被淹没,冰川融化,全国家家户户积累的照明用电量是极为惊人的。节能降耗，低碳减排，降低二氧化碳排放量，呵护臭氧层，保护人类赖以生存的地球村，人人有责，迫在眉睫 树立科学发展观，建设环境友好型社会和节约型社会，应该成为全社会义不容辞的责任
15、。照明节能，应该从我做起，从现在做起，人人参与，户户参与。国家发改委、商务部、海关总署、国家工商总局、国家质检总局 联合印发关于逐步禁止进口和销售普通照明白炽灯的公告 五部委决定从2012年10月1日起：按照功率大小分阶段逐步禁止进口和销售普通照明白炽灯。,误解三：LED照明灯价格太贵不合算 照明灯是一种长期耗电运行的产品用电越少，寿命越长，成本越低 照明成本不能只看首次投资，不应只按第一次买灯的价格评估。科学和明智的核算方法应是结合耗电量，光源寿命和维修费用等综合估算。应该注意到以下事实：LED球泡灯耗电量约为白炽灯的十分之一，寿命比白炽灯长三十五十倍！LED球泡灯耗电量是节能灯二分之一左右
16、，使用寿命比节能灯大约长十倍！白炽灯寿命约1000小时 节能灯寿命约4000小时 LED球泡灯约30000小时50000小时 按平均每天开灯5小时左右，年开灯2000小时，LED球泡灯可用20年以上！,LED球泡灯VS白炽灯（按照每天平均开灯5小时左右，年开灯2000小时左右）,误解四：LED照明灯国产的没有进口的好 大家看看中国照明科技与产业的进步（8点）：中国科技和产业进步全球公认，照明产业同样出类拔萃。中国是世界第一大照明电器生产和出口国，例如全球80%的节能灯产自中国 全世界有170多个国家在使用中国的照明产品。全世界几乎所有知名照明企业都在中国采购或OEM生产 中国LED照明产业的规
17、模也已将接近1300亿 在全球LED所有竞争者眼中，中国是全球最大的LED照明生产基地 在中国最大的LED企业集中地区中，80%90%的LED产品供出口 事实说明中国不仅LED产业规模全球最大，而且产品质量也得到世界的认可 举例 1.因环保理念根深蒂固，澳大利亚是对LED照明产品最为重视的国度。2011年澳大利亚照明市场中，约半数产品由中国大陆进口包括LED照明产品 可见中国大陆知名的LED照明产品在国际上的可信度极高。2.中国嫦娥探月工程的航天飞船全部采用国产的LED照明器材；,因此，对于国产品牌的LED照明产品尽可放心使用,L E D家居 照明各种常用照明器材,Bb,L E D家居 照明目
18、前的主要品种,vc,LED球泡灯基本构造,L E D家居 照明的实施与升级改造,LED长寿节能灯具的应用,新的家居建筑立即采用LED照明,老的家居建筑LED照明升级改造,LED家用灯具的最大优点：1.LED灯具的安装与电气已设计成与传统灯具兼容和相似 2.LED灯具的功率都小于被替代的传统照明灯具，管线无需大变 3.一般，没有复杂的设计问题，除非整体照明方案期望变化 很多地方可以直接安装，直接替代，没有难点，方便简捷 例如：,新安装或改造例子讨论 一设计重点显色性，防眩光,光带10w/m小于20w/m之间视亮度定,3W左右,5W7W左右,5W7W左右,卧室照明,新安装或改造例子讨论 二设计重点
19、显色性，防眩光,光带10w/m小于20w/m之间视亮度定,3W左右,5W7W左右,5W7W左右,会客厅照明,用这种灯不太合适,新安装或改造例子讨论 三 设计重点显色性，防眩光,儿童房,光带10w/m小于20w/m之间视亮度定,5W7W左右,5W5W左右,厨 房,新安装或改造例子讨论 三 设计重点显色性，防眩光，LED射灯的应用,LED家居照明应用、改造与设计要点 1.个性化设计是LED家居照明的灵魂，而LED照明最能标新立异。2.显色性和防眩光是LED家居照明最重要指标，而LED最能满足。3.对LED家居照明改造应尽量选用与传统灯具兼容的LED灯具。4.对LED照明改造，为了安全，配电系统需按照LED灯具功率调整。5.LED照明器材宜重质量，轻价位，应选用品牌厂商产品。6.LED照明改造淘汰的传统光源和灯具应妥善回收处理。7.如您不太敢自己行动，请向专业人士求援。8.必要时可调用测量仪表鉴定照明效果，如：照度计等等。,LED在家居照明中的应用,（2012年5月12日）,
