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上世纪90年代初蓝光LED芯片问世,继而用蓝光芯片激发黄色光荧光粉混合制成的白光LED光源诞生。白光LED灯用于普通照明领域,与传统白炽灯、荧光灯相比有光效高、寿命长、可调光等优点,是照明领域的大变革。在国家大力推广和扶植下,国内LED产业发展异常迅速,目前LED已广泛应用于室内外照明领域。国内LED照明的生产企业众多,技术水平参差不齐,产品质量悬殊大,应用中问题不少,尚不为人们充分接受。其中眩光和光色问题最为突出,国内已有一些讨论蓝光的文章。本文先简述LED特点,再讨论光色对人类视觉作用的影响,希望引起生产者和使用者的充分认识,让LED照明产业健康发展。

  一、LED照明光源

  白炽灯发明已有130多年,荧光灯也有70多年的历史,人们已习惯在这类光色环境中生活。因此要改善LED照明的光色特性,应尽量向前两类光源靠近,求得人们能完全接受的LED光色。荧光灯是利用汞原子在激发电离放电中产生254 nm紫外线照射到三基色荧光粉上,得到色温2700-6500K的光色,发光效率最高约110 lm/W,一般为60-80 lm/W。通常色温高的光源光效高;色温低的光源光效低。

  1.LED光源工作特点

  现在普及型LED光源中采用的是氮化镓(GaN)芯片,发射的蓝光波峰值约为450nm,蓝光与其激发的荧光粉辐射的黄色光可合成白光。这种LED的特点是色温高、光效高、显色性差,输出光中含有近50%的蓝光。为了得到中、低色温的LED光源,可将蓝色光束辐射到红、绿色的稀土荧光粉体上,调整各色荧光粉配比就能制得高显色(Ra≥80)的光源,其辐射光中蓝光会减少,但光效明显低于高色温光源。LED光源是色温高的光效高,色温低的光效低,与荧光灯的特性相反。

  LED光源的发光面积小,表面亮度高,光束呈小立体角的定向辐射,含有较多蓝光,直接用于照明会让人感到不舒适。蓝光会对人类产生许多作用,如光化学、生理物理、心理等效应,即所谓“蓝光效应”。

  2.LED照明光源应用

  LED光源目前最高发光效率已达200 lm/W以上,工作寿命约30000小时以上。LED灯泡若用来替代白炽灯泡,则节能效果巨大;若与节能荧光灯比,光效提高不是很大。直管型LED灯与荧光灯管相比,光效最多提高1倍。而LED灯能连续调光,利于节能,但是光照度分布不均匀。

  LED光源的工作特性是离散性较大,稳定性较差。当工作电流或环境温度变化时,其发光效率和色温随之变化。在寿命期内,光效会降低,色温也会漂移。其次,半导体PN结耐热性能差,一旦结温过高,工作稳定性变差,寿命缩短,甚至失效。LED光源不能在较高温度的环境中使用。

  市售的一些LED光源与节能荧光灯比,照明光色品质较差,常使人感到刺眼。尤其对室内照明,目前国内市场优质的LED照明产品不多,若让低价劣质产品充斥市场,必将危害人类的健康。

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