照明技术的发展脉络调查报告(编辑修改稿)

照明技术的发展脉络调查报告(编辑修改稿)内容摘要：

D 路灯的散热方式主要有：自然对流散热、加装风扇强制散热、热管和回路热管散热等。 加装风扇强制散热方式系统复杂、可靠性低，热管和回路热管散热方式成本高。 而路灯具有户外夜间使用、散热面位於侧上面以及体型受限制较小等有利於空气自然对流散热的优点，所以LED 路灯建议尽可能选择自然对流散热方式。 照明技术的发展脉络 17 新型 LED 路灯散热模组解决方案有效了 解决了散热难题： （ 1） 、该散热结构引导热量以发热体为中心轴起点向上及其周围散发，整个结构称为放射性太阳花圆柱结构，把表面积最大化，有利于热量向空气扩散。 （ 2） 、该散热器采用特制的高散热铝合金材料，铝是散热及其他性能相对较好的金属，通过表面特殊的处理，它们几乎不会腐蚀，寿命无限长。 （ 3） 、利用某一物理原理迅速地将热量传遍整个散热器灯壳内表面，再由高散热材料的鳍片和空气交换把热量带走。 利用这种结构可以通过增加散热器的长短来控制 LED 的温度，使得 LED 的温度接近常温 30 度。 20xx 年， OLED 正 式登上了照明的舞台，虽然目前只是一个小角色，但是对LED 有不小的替代威胁。 OLED(Organic Lightemitting Diodes)，中文名称为有机发光二极管，是基于有机半导体材料的发光二极管。 OLED 由于具有全固态、主动发光、高对比、超薄、低功耗、无视角限制、响应速度快、工作温度范围宽、易于实现柔性和大面积、功耗低等诸多优点。 目前 OLED 已在手机终端等小尺寸显示领域得到应用，在大尺寸电视和照明领域的发展潜力也得到业界的认可。 OLED 已经被视为 21 世纪最具前途的显示和照明产品之一。 在 4 月的法兰克福展上， Philips 首次展示出最新 OLED技术的 Lumiblade OLED GL350 面板，每片 GL 350 OLED 面板尺寸约 155平方公分，亮度可达 115LM。 除开 CREE 成功的商业化 SiC 衬底之外，人们已经习惯了衬底材料就是蓝宝石了。 不过来到 20xx 年，非蓝宝石衬底方案第一次对蓝宝石衬底的地位发起了有威胁的挑战。 最有威胁的挑战无疑来自硅衬底， 20xx 年 1 月 12日，欧司朗宣传在 150mm的硅片上成功长出 GaN 的外延，切成 1mm178。 在 350mA 下亮度可以达到 140lm，该项目是德国联邦教育和研究部资助的“硅上氮化镓”专案的一部分。 而东芝的动作就更快一步， 20xx 年 12 月中，原来并不涉足封装的东芝直接开卖 LED，而芯片正是采用与美国普瑞（ BridgELux）合作的在 8 吋硅基板上生长的 LED 芯片 .东芝共发布了四款现行产品的规格书，包括一款色 温 3000K，一照明技术的发展脉络 18 款色温 4000K 及两款色温 5000K 的 LED 产品。 其中在典型正向电压为 时，350mA 驱动色温 5000K，显色指数为 70 的型号为 TL1F1NW0 的 LED，光效达到110lm/W。 20xx 年炙手可热的封装技术就是共晶。 共晶是指在相对较低的温度下共晶焊料发生共晶物熔合的现象，共晶合金直接从固态变到液态，而不经过塑性阶段，是一个液态同时生成两个固态的平衡反应。 其熔化温度称共晶温度。 共晶焊接技术最关键是共晶材料的选择及焊接温度的控制。 如采用共晶焊接，晶粒底部可以采用纯锡（ Sn）或金锡（ AuSn）等合金作接触面镀层，晶粒可焊接于镀有金或银的基板上。 当基板被加热至适合的共晶温度时，金或银元素渗透到金锡合金层，合金层成份的改变提高溶点，令共晶层固化并将 LED 紧固的焊于热沉或基板上。 共晶层和热沉或基板完全的键合为一体，打破从芯片到基板的散热系统中的热瓶颈，提升 LED 寿命。 20xx 年，智能照明技术。 智能照明是指智能照明控制系统通过无线网络进行通信，来实现对照明设备的智能化控制。 照明设备经过智能化控制后，扩展了多种控制方法，如 PC 电脑、遥控器、 PDA、远端电话等同时具有灯光亮度的强弱调节、灯光软启动、定时控制、场景设置等功能；并达到安全、节能、舒适、高效的特点。 20xx 年，模组化技术。 因为模组化的整合，让产品设计和制造再次分工出来，产业链再次拉长，制造商不用承担设计失败的成本和风险， 一款 LED 照明照明技术的发展脉络 19 灯具，从设计，选料，测试，认证到最后投放市场，耗费大，周期长。 往往到一个专案走完流程市场 上已经有更有竞争力的产品出现，很多代价不菲的新产品新设计还没有来得及收回成本就要退市了。 在目前竞争更加激烈，生存更艰难的状况下，小型企业在面对竞争对手的新产品的时候往往有心无力再去追赶，只能选择固守旧产品或者抄袭。 Zhaga联盟是目前最受国际瞩目的 LED光引擎互换性 (Interchangeability) 接口标准，目的在推动全球 LED 照明灯具系统接口的标准化，进而实现不同制造商产品间的相容与互换性，以保障消费者的选购利益。 GE，艾迪生，齐瀚光电，Bridgelux 众多大小厂商纷纷投靠 zhaga 阵营，模 组化，模组标准化的趋势已经不可逆转。 20xx 年国内 LED 七大新技术： （ 1） 、复旦称已实现 灯光上网 技术无需 WiFi 网速 150M。 一种利用屋内可见光传输网络信号的国际前沿通讯技术在实验室成功实现。 研究人员将网络信号接入一盏 1W 的 LED 灯珠，灯光下的 4 台电脑即可上网，最高速率可达 ，平均上网速率达到 150M，堪称世界最快的“灯光上网”。 （ 2） 、香港理工大学开发 PWM 技术改善 LED 系统效率。 得益于香港理工大学电子与资讯工程系研究人员最近所开发的高性能 LED 驱动器， LED 灯可以比以往更亮更节能。 这一获奖的高效率技术可应用于许多领域，比如 LED 广告牌，并可再节能15%。 这种新驱动器采用创新的多级 PWM 技术为 LED 灯供电，与当下 LED 产品采用的 PWM 和线性驱动器相比，这种技术显著改善了光质量和能效。 这种方式不局限于 LED 驱动器，并可提供比 PWM 或恒流模式多更多的好处和选择。 （ 3） 、中科院联合新力光源首创新型交流 LED 新技术。 长春应化所的研究成果创新性地发明了发光寿命可调并与交流供电频率匹配的稀土 LED 发光材料，以此为核心在国际上首创具有我国自主知识产权的新一代交流 LED 白光照明光源技术， 解决了交流 LED 发光频闪的世界性难题。 该技术产品与传统直流电源驱动的 LED 相比，具有散热好、能量转换效率高、体积小等优势，可提高寿命 1倍以上，能耗和成本分别降低 15%和 20%以上。 目前，该技术已经投产，制作了泡灯、筒灯、管灯、射灯四大类产品，并成功应用在家庭、地铁、商场、医院等场所。 产品通过美国 UL 和欧盟 CE 认证，并销往国外多个国家。 （ 4） 、“高效低功耗智能 LED 照明设备开发及应用”项目通过鉴定。 （ 5） 、厦大利用超薄铝膜破解深紫外线 LED 难题。 厦门大学的一个研究小组通过在高铝组分氮化物深紫外线发光二 极管表面覆盖一层超薄的铝膜，破解了制约这一发光器件得以更广泛应用的“光抽取效率”关键难题，为未来此类器件在医疗、环保、军事等领域的产业化应用开启新的方法和思路。 （ 6） 、全球首创： 36 伏照明产品河源诞生。 经过多年攻关，一种全球首创的更安全、更节能、更环保的照明产品 —— “ 36 伏 LED 照明系统”近日在河源研制成功并批量生产，其发明人为连平县元善镇中心小学老师刘东兴领衔的一个科研团队。 照明技术的发展脉络 20 （ 7） 、模块化技术天津工大 LED 控制通过验收。 通过利用模块化控制技术，用户可以通过本地或者任意一个联网的远程终端 (如电脑或者手机 )的人机界面来分别控制不同的 LED 照明产品，实现道路和家居照明的情景控制。 20xx 年，最新照明技术多功能记录照明灯。 深圳市思达杰科技有限公司常年研发生产数字化手电，移动作业检查仪，智能检查仪，记录手电，手电式摄像记录仪，铁路专用数码显示移动作业检查仪，数码显示手电筒，摄像手电筒，带屏摄像手电，巡逻记录仪，巡检记录仪，强光摄像手电筒，高清手电筒，迷你摄像手电，防爆摄像手电，多功能摄像手电，手电记录仪，数码显示摄像手电筒，执法记录仪等专业记录设备。 晶科电子的 EFlash EFG 产品于 20xx 年 3 月推 出，是陶瓷基无金线封装产品中专为闪光灯应用设计的一款白光 LED 产品，填补了国内 LED 闪光灯厂商的空白。 EFlash EFG 应用了倒装焊无金线封装技术，实现了单芯片及多芯片模组的无金线、无固晶胶封装，具有高亮度、高光效、高可靠性、低热阻、颜色一致性好等诸多优点，并可实现超薄、超小尺寸封装。 现今照明技术统计列表： 照明技术的发展脉络 21 照明技术的发展脉络 22 根据表格总结： 照明技术趋势 ： 由图一可以得出， LED 的使用在未来将占有非常大的比例，从整体上来说，LED 正开始接管照明市场，从特殊照明到所有类型的照明都是 如此。 就现在而言，整个世界都在使用形式和颜色各异的 LED。 ，同时 OLDE 带来了照明技术发展的另外一个方向，对 OLDE 技术具有许多优点，对其的进一步改革同样重要。 半导体照明应用领域： 照明技术的发展脉络 23 从领域分布图中可以得知，通用照明占了最多的比重，其次是景观照明和背光应用， 信号灯和 汽车照明占的比重较少。 可以得出， 半导体照明广泛应用于室内，景观等照明产所，提供单一的照明和装饰作用。 未来的发展可谓难以捉摸又有迹可循，未来的发展有多种可能性，可以发挥无限的想象力，同时又可以根据现今的发展技术，推断未来的可 能发展情况，为了防止想象力的极度发挥，能让现今发展有个延展性，故这里的未来，是指不久的将来，不超过 50 年的时间。 从现今的照明技术调查中可以观之， LED 的发展实为可观， LED 作为理想的数字化光源 ,是继明火、白炽灯和节能灯之后的第四次照明革命。 LED 照明被世界各国公认为是最有发展潜力的绿色高效环保照明产业。 自问世以来 ,LED 照明市场发展迅速 ,产业带动强 ,节能潜力巨大 ,正以各种方式试图走入大众市场的视线。 OLED 正在发展中的照明技术，前景非常可观， OLED 电视已实现产业化 ，将引领新一代电视机的发展。 同时绿色 照明工程的制定， 采用效率高、寿命长、安全和性能稳定的照明电器产品（电光源、灯用电器附件、灯具、配线器材，以及调光控制和控光器件），改善提高人们工作、学习、生活的条件和质量，从而创造 一个高效、舒适、安全、照明技术的发展脉络 24 经济、有益的环境并充分体现现代文明的照明，成为发展的趋势， 许多发达国家和部分发展中国家先后制订了“绿色照明工程”。 一、 LED 未来发展： LED 比其它类型光源更受青睐，原因并不神秘。 据美国能源部的固态照明研究与开发计划，与高强度气体放电 (HID)灯泡、荧光灯管和节能灯 (CFL)、卤素灯和白炽灯相比， LED 灯具有更高的效能和更长的寿命。 一只冷白光 LED 的最大效能是 132 流明 /瓦 (l/W)，而白炽灯只有区区的 15流明 /瓦，二者的寿命分别为 5 万与 1 千小时。 而 LED 照明 所使用的功耗只是白炽灯的 20%—— 这在全球都日益重视节能的但价格较高是其缺点。 飞利浦AmbientLED A19 替代灯的成本约为 40 美元，而白炽灯则不超过 1 美元。 LED 的长奉命与节能优点，可以弥补这种缺点。 预计到明年，二者的成本差距将缩小到目前的四分之一。 美国能源部估计，如果所有的人都改用固态照明，那么到 2020 年，所节省下来的电力可以满足 3200 万个家庭的需求。 LED 已经节省的电能，相当于 25 万个家庭的用电量。 另外， LED 输出水平已经达到 150 流明 /瓦，而且还在继续上升。 几家 LED厂商生产的高亮度 LED，可以提供颜色范围较宽的照明。 例如， Cree 公司生产的LR6 筒灯，采用了获得专利的颜色混合方法，所发出的光可以媲美白炽灯，但功耗要比白炽灯减少 85%，而寿命是它的 50 倍 (图 2)。 作为替代白炽灯的节能产品， LED 灯泡的效能水 平不断改善，价格下降。 例如， LEDtronics PAR 系列 LED 灯泡比白炽灯节能 90%(图 3)。 这些 LED 灯泡可以使用 120V 交流电，也可以在 90290V。