OFweek節(jié)能網訊：自2010年起，歐、美、日等先進國家會相繼開始執(zhí)行禁用白熾燈泡的法令，而推行這種法令的原因是為了限制低發(fā)光效率的光源。中國目前GDP保持快速增長，但相對于國際發(fā)達國家的單位GDP能耗來看，我國是以高能源消耗來換取GDP的快速增長，這種GDP增長方式亟待改變。中國經濟的高速發(fā)展正面臨著各種能源的壓力，解決能源短缺時政府面臨的最大挑戰(zhàn)之一。所以中國政府也已經開始實現照明節(jié)能計劃，大力推廣普及節(jié)能光源的使用，目標是每年降低能耗10%。一些單位也已經開始限制白熾燈泡的使用。白熾燈泡被禁用后，取而代之的光源包括節(jié)能燈、冷陰極管、LED等。如果將來再考慮對有害物質進行限制，那么LED光源就將成為最佳選擇。

　　目前，我國已經將LED等的研制和推廣放到了一個非常重要的位置。下面就從LED照明的原理、LED照明的亮度與穩(wěn)定性、LED照明的節(jié)能效果等幾個方面進行探討。

　　一、LED發(fā)光源工作原理及特性

　　發(fā)光二極管是半導體材料合成的二極管，由PN結組成，當外加正向電壓時，電子與電洞結合以光子形式釋出能量，因此具有發(fā)光特性。而其光源在靠近PN接口毫米以內產生，發(fā)光的波長取決于材料之特性而有不同發(fā)光顏色，常見有紅、黃、綠、藍發(fā)光二極管。發(fā)光二極管發(fā)光亮度可以通過工作電壓(電流)的大小來調節(jié)。在很大的工作電流范圍內，發(fā)光二極管的亮度隨電流的增大而提高。

　　二、LED照明亮度穩(wěn)定性

　　發(fā)光二極管的亮度隨電流的大小而不同，且制造出來的發(fā)光二極管，其電壓與電流曲線稍有差異，因而LED照明的亮度常隨電源電壓的變動而無法穩(wěn)定。為維持亮度穩(wěn)定一致，需要發(fā)光二極管恒流驅動器來實現。恒流驅動器可以使得發(fā)光二極管工作在固定電流模式，因而亮度穩(wěn)定性高。恒流驅動器也讓發(fā)光二極管長期工作在一定電流下，使其維持較長壽命。

　　一般來講，恒流驅動器的輸出電流可通過外置電阻來進行確定。至少應具有±6%精度電流與通道間±3%匹配精度，可用于路燈、燈管等照明設備。為節(jié)能考慮，系統(tǒng)設計需考慮恒流驅動器的跨壓在0.5V～2V之間。由于發(fā)光二極管長時間工作在恒定電流下，其跨壓稍有下降，在系統(tǒng)設計中，應考慮跨壓下降的影響。

　　三、LED照明節(jié)能考慮

　　發(fā)光二極管照明優(yōu)點是節(jié)能、安全，但由于恒定電流工作考慮，能耗會相應有所增加，因此照明系統(tǒng)設計應以低能耗為首要目標。前面提到恒流驅動器的壓降在2V以內，就是一種考慮低能耗的設計，若系統(tǒng)的電源端電壓與串接發(fā)光二極管壓降超過2V以上，則需考慮以電壓轉換器來達到低能耗目標，但仍維持恒定電流工作模式。低能耗的電壓轉換器是以開關式方式工作，依據反饋電路控制開關周期，達到穩(wěn)定輸出電壓。但為了維持發(fā)光二極管恒定電流工作狀態(tài)，反饋電路是以輸出電流來控制轉換器開關周期。

　　目前國內市場上的LED照明產品中，電源輸入系統(tǒng)為兩類：一類前端為AC電源輸入系統(tǒng)加上后端的定電流控制模塊，此類產品包括冷凍柜燈條、室內燈具、路燈、臺燈、MR16、AR111等。另一類為交流電源直接輸入系統(tǒng)整合AC/DC轉換器和恒定電流線路，此類產品包括E27和GU10等燈泡型LED燈、PAR燈、T5和T8LED燈管等。

　　第一類電源設計除了應選擇前端效率較佳的恒定電壓電源供應器外，后端恒定電源控制的電源模塊則依其產品特性采用效率較佳的電源設計。其優(yōu)點在于前端AC/DC的電源供應器，如開關電源、DC適配器等恒定電壓電源，可選擇性高且大多具有符合標準的方案，從而能夠降低設計的門檻。

　　第二類電源設計由于整合了AC/DC的電路和恒定電流電路，故可符合較小空間的結構設計，但從功率因子、電源效率和標準化的角度來說，設計也存在一些難度。因此，當前市場此類產品很少能達到高發(fā)光效率、高功率因子(>0.9)的標準。

　　四、結語

　　目前LED照明產品要達到高發(fā)光效率，進而成為下一代主要光源，首要考慮的是電源模塊的設計，針對不同的燈具產品選擇正確的設計架構。此外，電源控制IC也必須提高電源效率、功率因子、可靠性，以開發(fā)適合LED照明需求的產品。