超高亮度LED的应用

　　LED交通信号灯与白炽刘相比，上作寿命较长，一般叫达到10年，如果考虑到户外恶劣环境的影响，预计寿命也可达到5—6年。日前红、检、黄色超局亮度A10alnP LED已实现产业化，若用红色趋向亮度LED组成的模块取代传统的红色白炽交通信号灯，则可将因红色白炽灯突然失效而给安全造成的影响降到最低程度。一般LED交通信号模块由若干组串联的LED单灯组成，以30皿(12贝寸)的红色L四交通信号模块为例，有3—9组串联的LED单刘，每组串联的LED单为数为70一75个(L四单灯总个数为210一675)，当有一个LBD单刘失效时，只会影响一组信号，其余各组信号减小到原来的2/3(67%)或8/9(89%)，并不会像白炽灯那样使整个信号灯头失效。

　　LED交通信号模块的上要问题是造价仍然显得偏向，以30cm(12英寸)的TS—A1GaAs红色L佃交通信号模块为例，最早应用于1994年，其造价为350美元，而到1996年性能更好的30cM(12英寸)的A1Gatd LED交通信号模块的造价则为200美元。预计今后不会很久，InGaN蓝绿色LED交通信号模块的价格将可与A1GaInP LED相近。白炽交通信号灯头的造价虽低，但耗电量人， 个直径为30皿(12典、j—)的白炽交通佰号们的耗电量为150W，横过马路人行道的交迥警示灯的耗电量人67w。循计算，每个f字路口的白炽信号灯每年的耗电星平均为I.8133kWh。然而，LED交通信号模块则非常省电，每个20—30。m(8—12英寸)的红色LED交通信号模块的耗IU量为15—“20w， f—字路口拐弯处的LED标志可用箭头外关显不，耗电量仅为9w。据计算，每个十字路口每年，1省电9916kW。按每个LED交通信号模块的平均造价为200美元计算，红色凡ED交通信号模块仅用其节省的电费，3年后即叫收回最初的成本造价，并开始不断得到经济问报。因此，日前使用A1GalnP LED交通信号模块，尽管造价显得高，但因其使用费用低，其经济效益和社会效益是相当可观的。

　　基于LED的交通信号灯能耗成本低，寿命长，即使不考虑因每斋刘使用大量LED而使nJ靠性提问这一团索，I‘ED灯的更换成本大大低丁白炽灯。自从5年前推出LED交通信号灯以来，技术进步已经使每只LED的光输出增加了约20倍。兴要再将L四的光输出增人t/3，就可以在交通灯设计“4J只例U一只LED和一个漫散器的组合，使光线似乎不是从 个针尖大小的光源发山，而是从一个较大的光源发湖。

　　超高亮度LED的问世和产业化不仅拓展了LED原有的应用领域，而且将拥有一个潜力巨人的市场。今后几年tn6aN LED随着规模牛产技术的完善和产品成本的降低，价格将和A1G伽LED相近，超高亮度LED在我国将会有一个大发展。

　　高亮度L四的出现具商划时代意义，伞色超高亮度LED的实用化和商品化位照明技术面临一场新的革命。Ih多个超局亮度红、蓝、绿二色I‘ED制成的固体照明灯不仅可以发出波长连续可调的各种色光，而日还列以发出亮度可达几十到一百烛光的白光。最近，日本日亚公司利用InGaN蓝光LED和荧光技术，又推湖了白光固体发光器件产品，其色温为6500K，效率达7.51mW。对十相同发光亮废的白炽灯和LED固体照明灯来说，I‘四固体照明灯的功耗仪为白炽灯的30%一20%，白炽灯的寿命一般不超过2000h，而L四灯的寿命长达数万小时。这种体积小、重量轻、方向性好、节能、寿命长、耐各种恶劣条件的固体光源必将对传统的光源市场造成冲击。尽管这种新型固体照明光源的成本依然偏高，但从长远看，如果超高亮度LED的生产规模进一步扩人，成本进‘步降低，其在节能和长寿命方面的优势将足以弥补其价格偏高的劣势，趋高克度LED将有可能成为一种很有竞争力的新型电光源。

　　大多数白光LED是采用激发白磷光体来扩展宽输出光谱的蓝光L皿，其他发白光的LED是采用W(紫外光)发光器来激发光输出，或多或少都是白光的组合磷光体。这样发出的光都是一种“冷”光，大多数人感到不如白炽灯甚至新型荧光灯发出的光柔和、悦白。另外，与白炽幻相比，这种L皿灯的光谱会团所用技术不问而相差较大，而且也会随工作条件的变化而发生较大变化。对于这—问题的解决方法是将红、绿、蓝3只L四组合在一起替代一只蓝光或W发光器，并且用可变占空比的脉冲波形去激励这3只LED，从而得到可在整个可见光谱范围内调节其输出颜色的灯，这样的L四光源可能实现动态的视觉效果。

　　像荧光灯一样，L四灯具有很高的效率。与焚光幻相比，L皿灼的效率或许会稍高一些，或许稍低一些，主要视所发光的颜色而定。然而，随着LED灯光输出的增加(输入功率也随之上刀)，光源设计中的发热问题就口趋突出。因为白炽灼的灯丝为了完成它的发光功能，必须烧到白热状态，并承受极高温度;而LED则不同，它是半导体器件，因此，过高的温度会缩短甚至终止其使用寿命。由于强制空气冷却通常在光源中是不可取的，所以随着功率电平的提高，散热片和其他增强自然对流冷却的方法就在L皿灯和光源设计中发挥着日益重要的作用。