固態(tài)照明 是節(jié)能環(huán)保大勢所趨

　　LED固態(tài)照明的特色包括：1、使用壽命：LED的使用壽命超過其它所有光源，以正常的家居環(huán)境為例，LED可使用長達(dá)20年；2、能源成本：LED耗能極低，LED組件如歐司朗光電半導(dǎo)體GoldenDRAGONPlus發(fā)光效率已達(dá) 110lm/W。LED燈只需約6W便可產(chǎn)生等同25W白熾燈的光量；3、調(diào)暗功能：LED可以調(diào)暗，進(jìn)一步降低能耗；4、不含水銀：LED不含水銀或鉛，降低棄置成本；5、效率：今日LED的效率已比白熾燈高出約5倍，隨著科技不斷進(jìn)步，未來效率將會高出10倍。理論上，LED科技可以節(jié)省人工照明所消耗的電力達(dá)一半以上。

　　從宏觀的角度來看，推動固態(tài)照明成長的力量∕變革有三個。*個力量來自政府，氣候與環(huán)境保護(hù)，對政府來說不再是奢談，而是必要的事，節(jié)約能源也不再只是口號，而是可實(shí)現(xiàn)的政策。相較于白熾燈等傳統(tǒng)燈具，LED是低能源消耗的。舉例來說，韓國政府的“LED閃亮1530”規(guī)劃于2015年將LED燈的巿占率提高到30%，以節(jié)省更多能源。日本京都議定書則規(guī)劃在2012年以 LED取代8.8%的日光燈及13.7%的白熾燈，如此將能降低340萬噸的二氧化碳排放。愛爾蘭和澳大利亞分別宣布自2009及2010年開始，禁止銷售白熾燈泡；美國能源部則于2008年9月起推行LED的“能源之星”標(biāo)章計(jì)劃，奧巴馬政府為各項(xiàng)環(huán)保計(jì)劃編列了8百億美元預(yù)算。zui后但也同樣重要的是中國政府自2000年開始，巳經(jīng)為固態(tài)照明計(jì)劃挹注了超過1千7百萬美元。

　　固態(tài)照明相比傳統(tǒng)照明 有更彈性的應(yīng)用模式

　　第二個推動的力量來自于不同的應(yīng)用。目前LED主要應(yīng)用于建筑、戶外廣告以及便攜式電子產(chǎn)品，其中建筑照明就占整體LED巿場的50%，例如建筑物外觀照明、投射光墻、泛光燈、天花板間接照明及景觀照明。然而，其它應(yīng)用也是LED的潛在巿場，例如零售展示（包括柜窗照明、零售百貨及冷藏柜照明），居家照明（包括裝飾性照明、櫥柜燈、吊燈及閱讀燈）和戶外照明（包括停車場、人行區(qū)域、街道照明及公共照明）。由于LED體積小巧，令設(shè)計(jì)師有更大的空間去構(gòu)思新的照明產(chǎn)品，而LED的應(yīng)用自然也會更廣泛。而第三個推動的力量則來自科技本身。LED巳經(jīng)證實(shí)是巿面上zui省電的光源，比白熾燈省電5倍，每瓦流明也會逐漸大幅提升。

　　專家認(rèn)為，根據(jù)應(yīng)用的領(lǐng)域，LED主要有兩種發(fā)展趨勢：1、LED的尺寸越來越?。?、大型大功率LED的應(yīng)用范圍越來越廣。而不少企業(yè)的產(chǎn)品發(fā)展也隨這兩趨勢；比如歐司朗光電半導(dǎo)體超白OSLONSSLLED，封裝尺寸僅3x3mm，發(fā)光效率業(yè)界，效率值一般可達(dá)100lm/W 。此外，它在高電流下也能產(chǎn)生高功效，加上簡化的散熱管理、高可靠性和80度的光束角，因此能適合各種率應(yīng)用，包括聚光燈、臺燈和天花板泛光燈等。此外，也專為路燈而研發(fā)了GoldenDRAGONOvalPlusLED，這LED不需要光學(xué)器件輔助，因備有整合鏡片，以橢圓形輻射模式發(fā)出定向的光線，故路燈照明使用。同時，這款LED能產(chǎn)生特別的橢圓形光束（垂直80°、水平120°，并且整合耐用的硅膠透鏡，能滿足節(jié)能型路燈在照明和zui少光害方面的特殊需求，讓燈光準(zhǔn)確投射在需要照明的區(qū)域，沒有向上的雜散光。
供電結(jié)構(gòu)將是隨固態(tài)照明 而來的另一波革命

　　現(xiàn)在常用的熒光燈的架構(gòu)，需功過繼電器提供瞬間高壓藉此點(diǎn)亮燈管，以安全性而言有觸電的危險(xiǎn)，然而LED不須瞬間高電流即可啟動，然目前固態(tài)照明市場趨勢仍是以取代照明為主，除了ACtoDC的挑戰(zhàn)外，為了兼用現(xiàn)有熒光燈架構(gòu)，反而需在電路上過濾繼電器的瞬間高壓，也表示替代市場只是一個先期的過度市場，非長遠(yuǎn)趨勢；另外，從ACtoDC的效率仍小于DC降幅，表示未來還需自照明系統(tǒng)進(jìn)行改革，才能符合固態(tài)照明原本的架構(gòu)。而另一方面，固態(tài)照明另一個市場則是在嵌燈，包括車輛等運(yùn)輸工具等內(nèi)部照明，由于內(nèi)部發(fā)電直接為DC，如香港電車即是采用固態(tài)照明系統(tǒng)，可使系統(tǒng)電力負(fù)擔(dān)大幅降低，并且需要的電流穩(wěn)定，更能以低壓驅(qū)動，相較過去采用熒光燈有更佳的壽命。

　　但專家指出，目前固態(tài)照明設(shè)備的廠商還未以數(shù)字的概念生產(chǎn)產(chǎn)品，如供電模塊等，仍采傳統(tǒng)的ACtoDC電源轉(zhuǎn)換模塊，雖然具有恒流率的優(yōu)勢，但結(jié)構(gòu)將各LED采用單路串聯(lián)，只要其中一路故障，整個模塊會隨之滅燈，另一個缺點(diǎn)就是體積難以縮小；電供的數(shù)字化與智慧化將是固態(tài)照明中另一項(xiàng)門坎，尤其以公眾照明系統(tǒng)，相對于現(xiàn)行的照明設(shè)備，多數(shù)需要透過人工回報(bào)才能掌握，然數(shù)字化的電源供應(yīng)器，可結(jié)合除錯系統(tǒng)進(jìn)行錯誤回報(bào)，實(shí)時通知遠(yuǎn)程街燈包括熄滅或是過熱等異常；如國外的LED號志燈即強(qiáng)制要求需裝設(shè)除錯，即是便于維護(hù)，尤其在公共設(shè)施，除錯的功能將會成為各政府重視的設(shè)計(jì)。

　　光學(xué)設(shè)計(jì)也是影響發(fā)光效率的重點(diǎn)

　　現(xiàn)今LED照明模塊設(shè)計(jì)的多著重在：電路、散熱、光學(xué)。LED相比傳統(tǒng)光源還是不夠亮，所以會設(shè)計(jì)多個 LED來符合規(guī)范，電路設(shè)計(jì)就必須要考慮到；LED的芯片發(fā)光會產(chǎn)生熱，大面積的LED若沒有適時的把熱散開會縮短壽命，所以散射設(shè)計(jì)也需要考慮。由于 LED與一般燈泡zui大的“光學(xué)”差異在于LED的光具有指向性，所以選擇適當(dāng)發(fā)光角度的LED可以大大幫助設(shè)計(jì)；其次LED屬于冷光，發(fā)熱問題對光學(xué)設(shè)計(jì)來說沒有傳統(tǒng)燈泡嚴(yán)重，所以光學(xué)部分的體積可以縮小，甚至可選用怕熱的塑料組件。這并不是說熱的問題解決了，而是“熱”的問題可以與“光”分開，這也是為什么整個照明模塊也需要重新設(shè)計(jì)的原因。傳統(tǒng)燈泡由于會產(chǎn)生紅外光譜，所以在產(chǎn)生光的同時也產(chǎn)生了熱，為了解決同時光熱問題，光學(xué)設(shè)計(jì)不是用金屬（可導(dǎo)熱）做成的反射片，就是用玻璃（不怕熱）來設(shè)計(jì)透鏡。LED的熱問題是從芯片產(chǎn)生的，所以散熱的機(jī)制是在LED上而不是在光學(xué)組件上，所以材料的選用也更有彈性。材料的彈性變大，加上開發(fā)時程的縮短與LED種類更多元后，光學(xué)設(shè)計(jì)就變成了傳統(tǒng)照明產(chǎn)業(yè)的困擾了。

　　不同于背光模塊，背光模塊的光學(xué)設(shè)計(jì)考慮主要是使用導(dǎo)光板將點(diǎn)光源借助破壞全反射來達(dá)成高均勻度的面光源；照明的運(yùn)用，可以利用光線的會聚、發(fā)散、反射以及全反射等方式，將點(diǎn)光源擴(kuò)展成線光源及各種不同的配光曲線應(yīng)用。

　　固態(tài)照明安全性與產(chǎn)品壽命備受考驗(yàn)

　　一些認(rèn)證方面的業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，對于LED照明設(shè)備，相比傳統(tǒng)燈具，其兩者安全上的差異主要可從兩個方面來看，一是溫度、一是電壓。溫度：傳統(tǒng)燈具和LED燈具因發(fā)熱點(diǎn)不同，其所衍生的安全考慮也不相同。以從zui早被普遍使用的白熾燈與鹵素?zé)魹槔齺碚f，其大部分的電能是均以熱的形式散發(fā)出去，故在使用時會產(chǎn)生高熱，因而對人體使用上有燙傷的顧慮，而對周遭的可燃物則有引起火災(zāi)的危險(xiǎn)，因此，此類傳統(tǒng)燈具在安規(guī)審核上會特別著重在量測燈具使用期間所產(chǎn)生的表面溫度。舉例來說，UL針對其高熱的特性，除衡量正常使用的溫度外，也會仿真進(jìn)行燈具在異常使用的情形，例如燈具貼近桌面或一片模擬的木質(zhì)墻面，觀察7小時看看是否會因燈具過熱而造成周遭可燃物起火燃燒的危險(xiǎn)。
相比傳統(tǒng)燈具，LED燈具因?yàn)椴牧细Y(jié)構(gòu)的關(guān)系，不像白熾燈與鹵素?zé)魰诎l(fā)光處產(chǎn)生高熱，所以上述用在白熾燈與鹵素?zé)羯系漠惓y試就不適用于LED燈具，但LED燈具仍需要注意燈具其產(chǎn)生的表面溫度，只不過LED燈具所產(chǎn)生出來的熱會聚積在背面，為了要達(dá)到良好的散熱性，除了使用散熱片、散熱膏或?qū)峁苤?，開散熱孔也是常見的做法之一。針對此，就UL會透過溫升測試去審核所有燈具產(chǎn)品的安全性。電壓：有別于一般的白熾燈與鹵素?zé)舻母邏狠斎?，較易產(chǎn)生觸電的危險(xiǎn)，而多數(shù)LED燈具是以低壓直流驅(qū)動，若在使用上需搭配安全低電壓的電源供應(yīng)器來供電，如美規(guī)安全電路（Class2Circuit），則可降低使用者觸電的傷害。

　　完整的測試方式 將帶來更完善的產(chǎn)品

　　目前市面上LED燈具與燈泡產(chǎn)品的安全驗(yàn)證，UL除了考慮一般燈具與燈泡類產(chǎn)品的測試評估，如機(jī)械性測試，電氣性測試，溫升測試之外，另外針對 LED光源部分會額外再去考慮相匹配的電源供應(yīng)器及LED模塊的異常使用測試，相關(guān)測試項(xiàng)目及其安全考慮概簡略說明如下：

　　一、機(jī)械性測試 （MechanicalTests）：一般主要是為了考慮產(chǎn)品在使用時，結(jié)構(gòu)受到外在一定程度的破壞時，對人身安全的影響有哪些，是否會傷害到人體．主要的測試項(xiàng)目包含以下幾項(xiàng)：1、針對塑料外殼的烤箱測試（MoldStress-ReliefDistortionTest）：評估塑料在高溫時，是否會產(chǎn)生變形。2、摔落測試（DropImpactTest） or 或撞擊測試 （BallImpactTest）：評估塑料在一定的外力碰撞下是否會被破壞，進(jìn)而造成帶電體外露的危險(xiǎn)。3、電線的拉力測試 （StrainReliefTest）：模擬燈具外部的電源線，確保在受到外力的狀態(tài)下，該拉力不會傳導(dǎo)且影響到燈具，造成內(nèi)用線或接點(diǎn)松脫。

　　二、電氣性測試 （ElectricalTests）：考慮產(chǎn)品在使用時，會不會因負(fù)載過大的高電壓或是高電流造成漏電而傷害到人體，一般的測試項(xiàng)目包含以下幾項(xiàng)：1、耐壓測試 （DielectricVoltage-WithstandTest）：評估負(fù)載過大時，燈具的絕緣強(qiáng)度是否足夠;另外在燈泡方面需進(jìn)行空電路板耐壓測試 （BarePWBDielectricVoltage- WithstandTest）：評估PWB的走線，若因間距太小而無法符合標(biāo)準(zhǔn)要求時，采用此測試來判定該不足的間距是否會產(chǎn)生危險(xiǎn)。2、泄漏電流測試（Leakage-CurrentTest）：評估燈泡是否會有漏電危險(xiǎn)，造成使用者不經(jīng)意觸碰下而產(chǎn)生電擊。3、組件破壞測試 （UnreliableComponentAbnormalTest）：仿真單一電子組件被破壞時，觀察是否因電子組件的破壞而引發(fā)爆炸或起火的危險(xiǎn)。

　　三、燈具與燈泡的溫升測試 （NormalTemperatureTest）：則是考慮在正常操作狀況時，會不會有過熱的現(xiàn)象，而造成人體被燙傷或使建筑物發(fā)生起火的危險(xiǎn)，其中燈泡的溫升測試，則是將燈泡安裝于崁箱中模擬zui嚴(yán)酷的使用情況。因LED有別于一般傳統(tǒng)光源的特性，LED燈具所使用的電源供應(yīng)器及 LED模塊的評估就需要慎重考慮；驗(yàn)證過的電源供應(yīng)器及LED的模塊應(yīng)用到燈具中，會先確認(rèn)是否為美規(guī)安全電路（Class2Circuit）．除了考慮上列燈具的測試以外，針對LED光源的燈具，還必須額外評估以下測試：50W輸出功率量測測試 （50WPowerMeasurementTest）：電源供應(yīng)器實(shí)際輸出到LED模塊的部分是否為低于50W的輸出功率。組件破壞測試（UnreliableComponent AbnormalTest）：仿真單一電子組件被破壞時，觀察是否因電子組件的破壞而引發(fā)爆炸或起火的危險(xiǎn)。．由于各式LED產(chǎn)品的用途及所使用的環(huán)境不同，實(shí)際的評估標(biāo)準(zhǔn)與測試項(xiàng)目，仍然需依產(chǎn)品實(shí)際用途及使用環(huán)境來決定。