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【摘 要】随着社会的不断进步和技术的加速发展，人们越来越关注我们赖以生存的环境，世界上大多数国家也充分认识到环境对人们发展的的重要性，各国都在采取积极的措施改善环境，减少污染。其中，能源问题是最为紧迫的任务之一，要从根本解决能源问题，除了寻找新能源，节能也是目前最直接有效的重要措施。本文对LED节能灯应用与发展趋势进行了探讨。
【关键词】LED；节能灯；应用；发展趋势
引言
随着我国建筑业的快速发展，节能减排是中华民族实现绿色崛起和民族伟大复兴的关键所在。为了实现我国的节能减排目标必须采取一些积极的措施来降低能耗，其中推广节能灯尤其是LED节能灯是比较有效的措施之一。通过调查研究发现LED节能灯具有突出的节能优势，但其生产和推广应用还存在许多问题。要想使得LED节能灯真正得到推广，就需要加大宣传力度、制定节能灯标准、提高生产技术降低生产成本、规范市场秩序等等。
一、LED节能灯的概述
1、LED工作原理。LED即发光二极管，它是一种固态半导体器件，可以直接地把电转化为光。半导体晶片主要由两部分组成，一端是P型半导体，它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，当LED通电时，PN结的端电压构成势垒，加正向偏置电压时势垒下降，P区和N区的大部分载流子向对方扩散，电子迁移率比空穴迁移率要大得多，会出现大量电子向P区扩散，构成对P区少数载流子的注入，然后这些电子与价带上的空穴复合，复合时得到的能量将以光能的形式释放出去。这就是LED发光的原理。
2、LED特点。普通LED的功率一般是0.05W左右、工作电流为20mA，而大功率LED则可以达到1W、2W、甚至数十瓦以上，工作电流也可以从几十毫安到几百毫安不等，同时大功率LED具有“绿色照明光源”之称，它体积小、寿命长、安全低电压、电光转换效率高、响应速度快、具有环保、节能等优良特性。
3、LED灯分类。LED灯的分类是比较广泛的，目前常见的几种分类方式主要为以下几种：（1）LED灯按发光管颜色分：可分为白光（正白光/冷白光/暖白光/自然白光/蜡烛白光）、红光、深红光、橙光、黄光、黄绿光、绿光、蓝绿光、蓝光、紫光、紫外光以及红外线发射光等等。另外，有的发光二极管包含二种或三种颜色的芯片。根据LED出光处掺不掺散射剂、有色或是无色，上述各种颜色的发光二极管还可分为有色散射、无色散射、有色透明和无色透明四种类型。（2）LED灯按发光管出光面特征分：可分为方灯、圆灯、矩形、侧向管、面发光管、表面安装用微型管等。而圆形灯按直径分可分为φ2mm、φ3mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等等。国外通常把φ3mm的发光二极管标记为T-1；把φ5mm的标记为T-1（3/4）；把φ4.4mm的标记为T-1（1/4）。（3）LED灯按功率分：可以分为小功率（0.05W）、中功率（0.1W/0.2W/0.4W/0.5W）、大功率（1W/2W/3W/5W）、集成大功率（10W/50W/100W/500W）等。（4）LED灯按发光二极管的结构分：可分为金属底座环氧封装、全环氧包封、玻璃封装及陶瓷底座环氧封装等结构。（5）LED灯按照使用领域分：可以分为生活照明、交通灯、汽车照明、TV背光、3C家电和显示屏等。目前就成品来分主要有LED灯条、LED日光灯管、跑马灯LED护栏管、球泡灯、天花灯、壁灯、泛光灯、射灯、洗墙灯、工矿灯、隧道灯、水底灯、防爆灯等。（6）LED灯从专利上分：可分为美国欧洲专利系列、非洲专利系列和日本专利系列，国内市场几乎是无专利要求的。
二、LED节能灯的应用现状
1、LED照明应用现状。纵观我国当前规模庞大的照明市场，由于国民经济水平以及科技水平等因素，和一些欧美国家以及日本相比，虽然规模庞大，但从整体水平来看，主要以经营传统灯具如白炽灯以及荧光灯为主，且在技术上还需进行加强。结合2010年有关我国照明市场灯具的调查，比例最大的当属用来代替白炽灯和节能灯的球泡灯，其比重高达41%，紧邻其后的是射灯以及筒灯。LED主要涉及的照明灯具比如LED射灯、筒灯、球泡灯、直管灯、平面灯、路灯、隧道灯等都有应用。整体来看，2010年LED照明灯具的市场份额为0.4%；再结合整个照明市场的供求现状来分析，处于下游状态的主力市场进入大尺寸背光源拉动作用快速放缓，而且通用照明市场又尚未大规模启动，所以中间出现了一个空档期，基于这种情况，LED中上游环节产能快速开出，LED市场出现结构性的供大于求现状，平均价格大幅下滑，由此LED销售额的增长大幅回落。
2、LED节能照明在汽车照明中的应用。LED节能照明在汽车行车安全中发挥着无可取代的重要作用，因此在LED节能照明投入前照灯中的应用进程中也经历了较长的时间，最初，该系统仅应用于概念车中，随着汽车产业与LED照明技术的不断成熟化发展，其应用范畴日益拓宽，在前照灯中的应用包含近光灯与远光灯。远光灯应确保能够照亮汽车前方远一百米、高两米范围的物体，并且发光亮度应保持均匀，而近光灯则应保证照亮车前方四十米范围的障碍物，不能给对向行驶车辆造成眩晕效果，进而营造安全、可靠的安全驾驶光线。汽车传统前照灯光源系统虽能满足相关标准要求，然而在实际应用进程中其发出的光束却分布在一定的局限范围，对于一些复杂路况，例如转弯处则极易形成视觉盲区。同时传统前照明汽车光源系统不包含对光束分布的自动调整功能，必须依靠行车人的手动调节，因此容易造成车辆之间的炫目光源效果，显现了一定的弊湍眭。为避免这一不良问题，设计者采用AFS便可营造安全、高效的行车照明环境，即便是在地形复杂、行车速度较快、天气条件出现变化的环境下也可有效提升驾驶安全性。同时为满足汽车造型的需要，尽量令汽车前部形态保持美观的流线型，设计者将LED照明技术与AFS技术的完善融合，进而合理解决车前部预留照明空间较小、能耗较高、成本投入较大等问题。半导体照明应用技术的快速发展进一步提升了LED照明系统性价比及总体效率，因此其应用服务规模将持续扩大并占领较多汽车照明市场。目前全球范围内销售LED照明产品总额已上升至六亿欧元，并令该技术应用于开关、仪表盘、收音机等多项设备中，映射出了该技术较大的市场营销潜力。
三、LED产业的发展前景
我国现阶段的应用市场主要在建筑照明、室内外显示屏，因此，下一波的主力可能还是目前这些市场。但在手机、小尺寸液晶背光、汽车的渗透会加大，另外一些零散市场如特种照明的开拓也会更大（特种照明对成本的要求没有通用照明那么苛刻）。经过前几年的替换，LED交通指示灯已经非常普遍，由于LED的使用寿命较长，短期内很难在出现大规模的替换工作，这就使得交通指示灯对于LED的需求将出现一段低潮期；国内轿车市场庞大，但要求较高，认证周期长，只要有过硬的产品质量，国内车用背光及车灯的LED市场需求非常大，而且这一市场的需求增长比较稳定；而LED显示屏以其易拼装、低功耗、高亮度等优点已经广泛应用到银行、证券、广场、车站、体育场馆中，未来这一市场仍有很大增长潜力；在奥运会、世博会、一些城市夜景工程示范效应的带动以及国家半导体照明工程等众多有利因素的促进下，建筑照明市场依然前景广阔。
结束语
目前国内LED产品的国标相对滞后，而且具有国际安全认证及国家产品质量合格证的LED灯饰价格要比一般产品价格高，但是这些产品在安全设计上是相对可靠的，消费者要认真鉴别。从健康上来讲，采用无毒材料设计的LED产品，特别是室内LED灯饰，不仅高效节能，相对也更加安全，加上国家对照明节能产品的支持力度，今后，将会有越来越多的家庭和企业使用LED照明产品。
参考文献：
[1]牛金钟.Ⅱ-Ⅵ族半导体纳米晶的合成及性质研究[D].河南大学，2010（10）
[2]冯雨轩，李浩.我国LED节能灯产业发展现状研究[J].中国信息化，2013，（12）
[3]杨宝珠.新型汽车灯具防雾设计探讨[J].科技资讯，2013
【关键词】LED；节能灯；应用；发展趋势
引言
随着我国建筑业的快速发展，节能减排是中华民族实现绿色崛起和民族伟大复兴的关键所在。为了实现我国的节能减排目标必须采取一些积极的措施来降低能耗，其中推广节能灯尤其是LED节能灯是比较有效的措施之一。通过调查研究发现LED节能灯具有突出的节能优势，但其生产和推广应用还存在许多问题。要想使得LED节能灯真正得到推广，就需要加大宣传力度、制定节能灯标准、提高生产技术降低生产成本、规范市场秩序等等。
一、LED节能灯的概述
1、LED工作原理。LED即发光二极管，它是一种固态半导体器件，可以直接地把电转化为光。半导体晶片主要由两部分组成，一端是P型半导体，它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，当LED通电时，PN结的端电压构成势垒，加正向偏置电压时势垒下降，P区和N区的大部分载流子向对方扩散，电子迁移率比空穴迁移率要大得多，会出现大量电子向P区扩散，构成对P区少数载流子的注入，然后这些电子与价带上的空穴复合，复合时得到的能量将以光能的形式释放出去。这就是LED发光的原理。
2、LED特点。普通LED的功率一般是0.05W左右、工作电流为20mA，而大功率LED则可以达到1W、2W、甚至数十瓦以上，工作电流也可以从几十毫安到几百毫安不等，同时大功率LED具有“绿色照明光源”之称，它体积小、寿命长、安全低电压、电光转换效率高、响应速度快、具有环保、节能等优良特性。
3、LED灯分类。LED灯的分类是比较广泛的，目前常见的几种分类方式主要为以下几种：（1）LED灯按发光管颜色分：可分为白光（正白光/冷白光/暖白光/自然白光/蜡烛白光）、红光、深红光、橙光、黄光、黄绿光、绿光、蓝绿光、蓝光、紫光、紫外光以及红外线发射光等等。另外，有的发光二极管包含二种或三种颜色的芯片。根据LED出光处掺不掺散射剂、有色或是无色，上述各种颜色的发光二极管还可分为有色散射、无色散射、有色透明和无色透明四种类型。（2）LED灯按发光管出光面特征分：可分为方灯、圆灯、矩形、侧向管、面发光管、表面安装用微型管等。而圆形灯按直径分可分为φ2mm、φ3mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等等。国外通常把φ3mm的发光二极管标记为T-1；把φ5mm的标记为T-1（3/4）；把φ4.4mm的标记为T-1（1/4）。（3）LED灯按功率分：可以分为小功率（0.05W）、中功率（0.1W/0.2W/0.4W/0.5W）、大功率（1W/2W/3W/5W）、集成大功率（10W/50W/100W/500W）等。（4）LED灯按发光二极管的结构分：可分为金属底座环氧封装、全环氧包封、玻璃封装及陶瓷底座环氧封装等结构。（5）LED灯按照使用领域分：可以分为生活照明、交通灯、汽车照明、TV背光、3C家电和显示屏等。目前就成品来分主要有LED灯条、LED日光灯管、跑马灯LED护栏管、球泡灯、天花灯、壁灯、泛光灯、射灯、洗墙灯、工矿灯、隧道灯、水底灯、防爆灯等。（6）LED灯从专利上分：可分为美国欧洲专利系列、非洲专利系列和日本专利系列，国内市场几乎是无专利要求的。
二、LED节能灯的应用现状
1、LED照明应用现状。纵观我国当前规模庞大的照明市场，由于国民经济水平以及科技水平等因素，和一些欧美国家以及日本相比，虽然规模庞大，但从整体水平来看，主要以经营传统灯具如白炽灯以及荧光灯为主，且在技术上还需进行加强。结合2010年有关我国照明市场灯具的调查，比例最大的当属用来代替白炽灯和节能灯的球泡灯，其比重高达41%，紧邻其后的是射灯以及筒灯。LED主要涉及的照明灯具比如LED射灯、筒灯、球泡灯、直管灯、平面灯、路灯、隧道灯等都有应用。整体来看，2010年LED照明灯具的市场份额为0.4%；再结合整个照明市场的供求现状来分析，处于下游状态的主力市场进入大尺寸背光源拉动作用快速放缓，而且通用照明市场又尚未大规模启动，所以中间出现了一个空档期，基于这种情况，LED中上游环节产能快速开出，LED市场出现结构性的供大于求现状，平均价格大幅下滑，由此LED销售额的增长大幅回落。
2、LED节能照明在汽车照明中的应用。LED节能照明在汽车行车安全中发挥着无可取代的重要作用，因此在LED节能照明投入前照灯中的应用进程中也经历了较长的时间，最初，该系统仅应用于概念车中，随着汽车产业与LED照明技术的不断成熟化发展，其应用范畴日益拓宽，在前照灯中的应用包含近光灯与远光灯。远光灯应确保能够照亮汽车前方远一百米、高两米范围的物体，并且发光亮度应保持均匀，而近光灯则应保证照亮车前方四十米范围的障碍物，不能给对向行驶车辆造成眩晕效果，进而营造安全、可靠的安全驾驶光线。汽车传统前照灯光源系统虽能满足相关标准要求，然而在实际应用进程中其发出的光束却分布在一定的局限范围，对于一些复杂路况，例如转弯处则极易形成视觉盲区。同时传统前照明汽车光源系统不包含对光束分布的自动调整功能，必须依靠行车人的手动调节，因此容易造成车辆之间的炫目光源效果，显现了一定的弊湍眭。为避免这一不良问题，设计者采用AFS便可营造安全、高效的行车照明环境，即便是在地形复杂、行车速度较快、天气条件出现变化的环境下也可有效提升驾驶安全性。同时为满足汽车造型的需要，尽量令汽车前部形态保持美观的流线型，设计者将LED照明技术与AFS技术的完善融合，进而合理解决车前部预留照明空间较小、能耗较高、成本投入较大等问题。半导体照明应用技术的快速发展进一步提升了LED照明系统性价比及总体效率，因此其应用服务规模将持续扩大并占领较多汽车照明市场。目前全球范围内销售LED照明产品总额已上升至六亿欧元，并令该技术应用于开关、仪表盘、收音机等多项设备中，映射出了该技术较大的市场营销潜力。
三、LED产业的发展前景
我国现阶段的应用市场主要在建筑照明、室内外显示屏，因此，下一波的主力可能还是目前这些市场。但在手机、小尺寸液晶背光、汽车的渗透会加大，另外一些零散市场如特种照明的开拓也会更大（特种照明对成本的要求没有通用照明那么苛刻）。经过前几年的替换，LED交通指示灯已经非常普遍，由于LED的使用寿命较长，短期内很难在出现大规模的替换工作，这就使得交通指示灯对于LED的需求将出现一段低潮期；国内轿车市场庞大，但要求较高，认证周期长，只要有过硬的产品质量，国内车用背光及车灯的LED市场需求非常大，而且这一市场的需求增长比较稳定；而LED显示屏以其易拼装、低功耗、高亮度等优点已经广泛应用到银行、证券、广场、车站、体育场馆中，未来这一市场仍有很大增长潜力；在奥运会、世博会、一些城市夜景工程示范效应的带动以及国家半导体照明工程等众多有利因素的促进下，建筑照明市场依然前景广阔。
结束语
目前国内LED产品的国标相对滞后，而且具有国际安全认证及国家产品质量合格证的LED灯饰价格要比一般产品价格高，但是这些产品在安全设计上是相对可靠的，消费者要认真鉴别。从健康上来讲，采用无毒材料设计的LED产品，特别是室内LED灯饰，不仅高效节能，相对也更加安全，加上国家对照明节能产品的支持力度，今后，将会有越来越多的家庭和企业使用LED照明产品。
参考文献：
[1]牛金钟.Ⅱ-Ⅵ族半导体纳米晶的合成及性质研究[D].河南大学，2010（10）
[2]冯雨轩，李浩.我国LED节能灯产业发展现状研究[J].中国信息化，2013，（12）
[3]杨宝珠.新型汽车灯具防雾设计探讨[J].科技资讯，2013