LED产业还没成熟就被寄予厚望
5、效率
本文引用地址:https://www.eepw.com.cn/article/110822.htm也许有人会很奇怪,LED是节能产品,为什么要考虑效率的问题?我在这里提到两点,一个是PF值,一个是系统效率。由于现有的LED设计多数都是低功率的,受成本的压力均采用被动PFC(填谷式),PF可能最高90,远远小于主动PFC动辄99的效率,对国家而言用LED取代发光效率非常接近的荧光灯是个压力。
由于LED的灯具现有的设计(除了路灯之外)多数都是小功率的,像是4.8W,7.2W等,器件的损耗占了很大的比例,隔离方式的必然很低,为了提高效率而采用非隔离方式不但要在安全上做很好的设计,而且效率也仅仅在80左右,很不理想。并且,现有的LED生产厂商到底LED的光照度做到了多少,都没有提供准确的数值,往往发光亮度远远小于标称值。
6、光感
光感,就是人眼对LED发光的视感--视觉感受。因为LED灯作为一个照明的产品,其视感是非常重要的。LED一个优势是光谱纯净,但是这在视觉上面却是一个非常严重的劣势。人的眼睛是不能长时间观测一个单色谱的光源,尤其是发育期的婴幼儿、儿童等,市场上推出的纯冷白光的儿童护眼灯是不合适的,即便是不闪的,在这方面暖色调的全光谱的白炽灯才是相对最合适的(以太阳光为参考,不可否认,太阳光才是生命最需要的)(如果大家有了解LED植物生长灯的,就应该考虑一下既然植物生长都需要调制的光源,人眼更需要)。当然,LED可以调制,但是比较麻烦,比较专业,需要理论和大量的调研数据支持,是很多均光材料厂商或者LED光源厂商抑或是方案供应商难以实现的。
LED是点光源,所以一般LED的灯具颗粒感都比较明显,并且其发光位置比较集中,目视灯具的时候会有刺痛感,这种感觉在其他光源中一般只有大功率的才会出现。所以LED需要在均光上面做更好的设计,以实现在保证亮度的情况下,将点光源尽量扩展成面光源,提高眼睛的舒适度。
再有就是很多产品都会做LED调光设计,以节约能源,且不说低功率的时候效率的问题,由于线圈中的电流的存在,会导致调光设计中灰阶变化不连续,也就是说按比例调节的过程中,LED的亮度会慢慢变亮再突然变亮,视感很不舒服,调光技术还是需要开发。
从这几方面说,LED灯具的设计还需要进一步的开发。
LED有什么优势?除了光效率高,节能,无污染之外还有一个非常特别而常常被忽略的优势--低电压驱动。之所以提到这一点,是LED可以作为低电压的安全照明来使用,将电源和灯芯,高压的部分就不会和用户直接接触,而避免一些安全问题的出现,例如现有的灯具在破损的时候更换而出现的安全问题。但是现有的很多LED设计采用非隔离模式以提高效率,使得灯头依旧是高压,十分的不安全。
相比较现有的LED家用照明电源和灯芯放在一起的设计,我更倾向于路灯上开关电源+恒流模块+灯芯的分离式设计。使用开关电源可以保证PF和效率,而且在防护方面可以轻易做得非常好。
若是所有的4.8W的光源全部采用一个开关电源供电,首先正常运作的时候PF、效率都可以保证的,即便是加上线上的损耗(使用23号线过1A电流,大约损耗0.7W/10m)这远远低于4.8W的现有设计的损耗(0.3A14V,效率约80,损耗近1.5W)。简单地说,将家里面能用到的所有LED小功率的灯具全部使用一个开关电源,用铜线将低压直流电送到灯芯上面,即便考虑走线的长度带来的损耗,也远比现有的方案经济。
散热上面如果可以采用CPU上面使用的主动散热设计,效果绝对是满足要求的,要知道CPU对温度比LED灯芯更敏感。单独为LED开发散热片模具的费用就是问题,还不保证公司是否具备散热设计的专业资格,而使用CPU的散热器则相对好得多,当然样式上不是那么的正式。在淘宝上面有一家DIY模式的店铺,50WLED的用了CPU的风扇。
这样来说,效率和散热的问题都可以得到很好的解决,不但解决了寿命的影响,更换起来也十分方便,LED灯芯亦是工作在安全电压之下,即便直接触摸也不会产生危险,也许是一个可行的选择?
LED是一个不闪的光源,为了节能非得要闪,虽然对眼睛好不好没有定论,但是毕竟是丢西瓜捡芝麻。我倒认为可以采用8421这样的比例直接用开关控制多少个灯亮,倒是个调光的好选择。
不过,现在的LED市场,单纯依靠替换、模仿是走不出去的。电源的设计可以学习,可以采用某某方案,但是替换式的灯具永远不可能占据主流市场(除非有一个非常的优势,无论是光效还是价格,这点LED都不具备)。LED在替换式的设计中已经走向了牛角尖,在还没有打开市场的情况下,厂商又把原因归结到价格因素,拼命地压缩成本,实际上是错误的,荧光灯一个20元(紧凑型,使用MOSFET驱动,T8灯管约4元),而相同亮度的白炽灯只要8角,这么大的价格差距荧光灯却依旧占据了主流市场,是因为荧光灯走出了与白炽灯不一样的,更方便的、独有的结构,如果当初荧光灯只想到完全替换白炽灯,没有U灯管,T8等灯管的样式,相信荧光灯依旧会是惨淡经营。所以LED并不依赖于成本而生存,而需要一个公司能够有新的LED凸显优势的产品,该公司必须懂得LED的特性和客户的需求,这样的公司很少。在现有的盲目竞争的状态下,众多企业蜂拥而上,全部都是相同的架构,相同的外观,LED灯具到底该如何设计,却少有人真正去考虑这一点。
所以,在这种市场状态下,开发出透光度更高,均光效果更好的材料也许是众多公司的一个不错的选择方向。
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