家庭照明模式的全解析

標簽：LED 照明 光源

一、 為什么要探討家庭照明模式?

家庭照明模式和人們的生活方式有關。不言而喻，現(xiàn)代最好的生活方式就是資源節(jié)約型，它符合可持續(xù)發(fā)展的人類社會進步朝流，是完成國家節(jié)能減排目標的重要組成部分。倡導資源節(jié)約的生活方式，不是要人們去過那種清教徒苦行僧一樣的生活，而是采用技術手段，在國家低碳發(fā)展的政策指導下，以人們已經(jīng)形成的審美觀念、舒適要求、生活習慣為基礎，推行健康綠色的家庭照明模式。

二、 什么是家庭照明三五模式?

直白的說：家庭照明三五模式就是家庭及家庭附屬的庭院、過道等處的所有照明均采用35V直流低電壓供電。筆者在2004年就在網(wǎng)上四處呼吁采用這種科學照明模式，時至今日更加深感推行這種照明模式的必要性、迫切性。我們2004年在成都市區(qū)試安裝了兩棟樓的樓道燈直流低電壓照明系統(tǒng)，結果非常成功。我們希望推廣這種新型的照明模式，讓它不僅局限于樓道燈，而是應用在整個家庭的照明上。這種照明模式不但造福現(xiàn)代的人們，還庇蔭后代，功德無量。

三、 三五照明模式有什么益處?

家庭內的所有照明線路的供電電壓為直流35V，照明燈全部選用LED燈。LED燈使用35V直流電壓直接點亮，中間不需要任何電源變換器，這樣的好處是：

1、安全性最高。國家規(guī)定36V屬于安全電壓，在人們日常生活中接觸最多的就是照明燈具，現(xiàn)在燈具里面根本就沒有可能危害人們生命安全的高電壓存在了。

2、在這樣的供電電壓下，LED光珠不易被損壞。在生產和使用過程中再做好LED光珠的靜電防護工作，LED照明燈使用壽命就能夠達到或是非常接近它的理論壽命，這也是一種資源節(jié)約。

3、因為LED照明燈中不需要任何電源變換器，燈成本可以最低，耗費的材料資源最少，不存在技術問題，生產成本很低，每一個家庭都可以非常便宜的購買到任何式樣的LED照明燈。

4、全球有多個國家已經(jīng)直接淘汰了白熾燈，為什么?同樣亮度下它的耗電是LED燈的十倍。但是在我國這種燈還在被很多人到處使用，一些廠家也在大量生產，究其原因很復雜。日光燈、節(jié)能燈的缺陷是：它的耗電至少是LED燈的一倍，帶來的環(huán)境汞、磷污染以及每天人們都近距離接觸到的紫外線及高頻電磁波輻射更是后患無窮。一旦照明用35V供電了，這些高耗能高污染燈沒有人再使用它自然就被迅速的淘汰掉。

5、人們?yōu)榱俗屝『⒔】党砷L，要求家庭照明的燈光無閃爍稱之為護眼燈;要求生活環(huán)境中盡量減小高頻電磁波的輻射，利于小孩成長老人安度晚年。這些要求都是合理的，是對的。而三五模式是直流供電，不可能有燈光閃爍，照明過程中更不會有各種電磁波、輻射線的產生，真正是健康綠色的照明系統(tǒng)。

四、 怎么來做家庭三五照明模式?

1、家庭內的照明線路一定要單獨鋪設，配套用專用插座?，F(xiàn)在一般家庭都有獨立的配電盒，照明線路、插座供電線路、空調供電線路等都是分開的，互不干擾，各司其職。

2、給照明線路送入35V的直流電源，由指定廠家專做的開關電源來完成，其各項技術指標都非常優(yōu)秀易于監(jiān)控。最大功率300W足夠一個普通家庭照明使用了。根據(jù)我們試驗的檢測結果看，使用LED燈的普通家庭照明耗電很難超過150W。

3、LED光珠生產企業(yè)，應該對LED的技術參數(shù)進行改進，第一：盡量提高光珠的發(fā)光效率，探討光珠更加先進科學的白光發(fā)光方式，目前LED的發(fā)光潛力挖掘還大有可為。第二：在盡量減少光珠功耗的前提下，提高光珠的工作電壓，從目前的3.2V提高到6.4V甚至更高，讓光珠的工作電流大幅下降。第三：在光珠內部并聯(lián)瞬態(tài)電壓抑制二極管(簡稱TVS)，讓它成為發(fā)光二極管的標準配置。根據(jù)多年使用LED的經(jīng)驗和我們反復的對比測試，造成LED早期失效的多數(shù)禍首都是靜電擊穿。靜電很容易產生，而對靜電防護的有效措施就是給LED并聯(lián)瞬態(tài)電壓抑制二極管，生產廠家輕而易舉的事何必留給用戶來為難呢?

4、在35V電壓下的LED照明燈，僅需用電阻進行均流即可，燈內所需元器件最少。LED照明燈不怕快速的開或是關，可以方便的進行調光、遠距離控制等等。照明燈生產企業(yè)專注于燈具外觀品質，除利用已有燈具的外形，要再開發(fā)出新品種，滿足不同層次、不同人群的需求。LED照明燈少了電源變換部分，在價格上就能和節(jié)能燈進行對博，可以用優(yōu)良的性價比徹底淘汰掉節(jié)能燈。

5、離不開國家相關政策的扶持，應該在稅收、執(zhí)行標準、補貼等方面向LED燈行業(yè)傾斜。如果多方論證再也找不出比這種照明模式更好的了，就應該大張旗鼓的公開宣傳推廣這種先進健康綠色的照明模式，以立法的形式，讓它更快更早的付諸實施。討論QQ：893454012

五、 三五照明模式會給家庭和社會帶來哪些效益?

1、對家庭來說能帶來最直接的經(jīng)濟效益是：購買LED燈的初期費用可望大幅下降，用不著經(jīng)常維修燈給家庭節(jié)省不少開支，每個月大幅下降的電費支出更是不可小覷。其次是它能夠消除家庭最大的安全擔憂，這種照明燈里面沒有了會對人們生命造成危險的高電壓，沒有紫外線和高頻電磁波輻射，沒有所謂的眩光及光線閃爍，可望獲得符合人眼特性的高質量照明，小孩作業(yè)玩耍時再不用提心吊膽了;家庭中所有能夠接觸到的開關都是低電壓的，用他們再去控制高電壓電器。

2、這一步實現(xiàn)后，我們就可以把家庭里面的諸如電視機、電腦、音響、DVD等電器全部低電壓化，取消這些用電器內部的電源變換器，直接使用35V電壓。能源的浪費可大大減小，各種有色金屬資源也得以節(jié)約，用電器的成本可降20~30%，這些絕對不是夢想。

3、所帶來的社會效益是：國家可持續(xù)發(fā)展進一步有了具體的操作對象，對節(jié)能減排任務的完成有了明確的目標?？晒?jié)約大量的金屬材料及進口功率器件等物資資源及大量的人力資源。

4、現(xiàn)在家庭或是辦公室里使用日光燈、節(jié)能燈的人越來越多，節(jié)能燈比起白熾燈確實要節(jié)電很多，但其帶來的負面效應也不可忽視，其中較為嚴重的是它對電網(wǎng)的污染及電磁輻射。國家有非常嚴格的技術標準，對電子鎮(zhèn)流器的EMI指標規(guī)定了明確的檢測數(shù)值。但實際在市場上熱銷的幾乎全部是那些根本無任何EMI防護的產品，為什么?便宜啊。俗話說：放鬼容易捉鬼難!筆者是搞產品開發(fā)研制工作的，現(xiàn)在開發(fā)電子產品，要多出不止一倍的成本才能滿足國家標準中的EMI指標，測試電網(wǎng)和家庭內的空間電磁波輻射真的要嚇死人。家庭照明用日光燈、節(jié)能燈都是利用熒光發(fā)光原理，先要有汞，然后激發(fā)汞分子階躍出254nm的紫外光線，紫外光線再被管壁上的熒光粉吸收后發(fā)射出可見光。中間存在三個污染源：汞—水銀、紫外光線、熒光粉。這個燈如果管壁上沒有涂抹熒光粉就是醫(yī)院用的消毒殺菌燈，可見這個紫外光線是對人體是有害的。平時節(jié)能燈、日光燈在使用過程中不可避免的存在紫外光線的泄漏，燈使用完畢后因為沒有回收價值都是被丟棄，會造成環(huán)境很難消除的汞污染和磷污染。

5、市面上會少好多劣質的LED燈。筆者在燈具市場上發(fā)現(xiàn)，絕大部分的LED燈采用的是電容降壓方式，如果這些燈真的被大批量接入市電電網(wǎng)，其危害性是很大的?？赡芤痣娋W(wǎng)的自激振蕩造成電網(wǎng)的最終崩潰，其損害相當大，這方面的案例筆者是看到不少，確有人就是要大范圍的使用這種燈，真的就造成了供電系統(tǒng)的癱瘓。不是他們的膽子太大，而是他們根本不懂就沒有預料到會有這樣的結果。如果實行三五照明模式過后，這些低劣的電容降壓燈自然就被淘汰了。

6、三五照明模式能夠給家庭帶來非常明顯的經(jīng)濟效益，根據(jù)我們測算，只需要一年至一年半的時間，一般家庭就能夠通過電費的節(jié)省收回初期的各種安裝及采購成本的投入。同時，帶給家庭成員身心歡愉和建康的高質量生活是無法用金錢來比照的。最為關鍵的是，可以為社會節(jié)約大量的實物資源，為我們的子孫后代留下一些賴以生存所必須要有的物質基礎。

六、推行三五家庭照明模式的困難和展望

現(xiàn)有的困難：

1、白光LED燈現(xiàn)在還有很多技術問題沒有解決好，較為緊迫的是：1、光衰嚴重;2、光效還比較低。如果這些問題不能盡快在技術上被突破，白光LED燈的前景不太樂觀。 筆者接觸白光LED 的時間比較早，是國內第一個把它應用到樓道照明并在多個地方推廣應用的人。筆者在長期應用LED的案例中深感LED的損壞機理非常復雜，其形成原因也是多方面的，筆者做過很多探討，發(fā)表過的研究論文可在網(wǎng)上查閱到。

1)、LED是電壓敏感型器件，稍許電壓的變動都會造成LED電流的極大變化，電流的升高將使LED芯片溫度升高。芯片如果長時間處于高溫狀態(tài)就會引起它產生光衰。所以LED燈適宜恒流源供電。麻煩的是恒流源成本要比恒壓源成本高很多，使用范圍窄。在工程現(xiàn)場，一般都還是用的是恒壓源作為LED的供電電源。

2)、LED又是溫度敏感型器件，隨著溫度的升高，LED的工作電流會快速增加，這些增加的電流又會提高器件芯片的溫度，造成LED電流的進一步增加，這是一個惡性循環(huán)的過程。如果沒有保護性的干預動作，LED在這個惡性循環(huán)的過程中很快的就被燒毀。

3)、LED容易被靜電傷害，這種傷害往往是隱形的，很難發(fā)現(xiàn)，也無法檢測。靜電很容易產生，其電壓值都比較高。所以要求LED在生產過程中工人必須穿戴防靜電服裝和手套，必須使用防靜電工具在防靜電環(huán)境中操作。不準用裸露的手指去接觸LED光珠或是LED印版成品，原因除了汗跡會造成器件引腳銹蝕外，關鍵是避免人體靜電對LED的傷害。但是根據(jù)我們考察，大多生產制造LED光源的廠家沒有意識到靜電的危害性，沒有在LED的生產檢測過程中采取必要的防護措施。

①、價格還比較高，它距離實際市場的預期相差較大。

②、目前耗電還有點高，發(fā)熱就厲害，主要是它芯片內部熱量很難及時的傳導出來被散去。

③、它的體積很小稱為點光源。恰好就成了一個問題：作為一個發(fā)光體，人們都很自然的要用眼睛去看它一下，這時它可能就要傷害到你的眼睛。很多廠家解決的辦法是加裝一套光學系統(tǒng)，這不是好的解決方法，它使體積和成本增加，而且在很多燈具中是無法安裝光學系統(tǒng)的。

④ 、它的驅動電流大但工作電壓很低，對驅動電源的要求非?？量?，成本帶來壓力。

⑤ 、它的色溫太高，光線顯得陰冷使人不舒服。雖然有暖白色的品種但其光效又下降太多。

所以大功率LED現(xiàn)要在家用照明方面挑起重擔還有困難。受推薦的是使用φ5小功率LED光珠。這種光珠產生的熱量能夠通過引腳被全部傳導出來，期待它的光效能夠得以大幅提高。

2、建筑標準是一個困難。目前國家建筑標準里的照明電壓是220V，如果安裝的是其他電壓線路整個建筑可能被拒絕驗收。所以強烈呼吁住建部進行專家論證，采用試點的方式逐步推廣三五低電壓照明模式，再在國家標準內納入低壓照明模式，使之能在全國推廣，盡快讓它為社會造福。

3、插座等配件是一個困難。低壓的插座插頭必須和使用220V電壓的插座插頭要有明顯的差別并且不能相互插接互換。這還是需要國家相應標準的支持。

4、人類具有的惰性是一個困難。很多人不習慣不愿意嘗試新的節(jié)能生活方式，總是認為新方式會帶來不方便，其實是誤解?？梢酝ㄟ^試點試用的方式逐步消除人們的疑慮。

未來的展望:

美國飛利浦電子設備公司新近推出了一款被稱為“超級燈泡”的新概念LED燈，耗電9.7瓦，使用壽命25萬小時(沒有錯，25萬)，其亮度和60瓦白熾燈一樣，該燈獲得了美國著名的2011年“照亮明天”競賽的1000萬美元大獎。這種“超級燈泡”的工作原理是：燈泡內部安裝有可以發(fā)射273.5nm紫外光的LED光珠，這個紫外光直接激勵燈泡外壁上噴涂的三基色熒光粉就發(fā)出可見光。它中間不需要汞來做為中介，不但效率高，也沒有污染。這種燈需要的是低電壓驅動，天生就是筆者竭力鼓吹的下一代家庭照明模式的配套光源。這種燈筆者前年就曾試制過，但是具有發(fā)射

273.5nm紫外光的LED光珠在我國實在是太昂貴了。現(xiàn)在美國飛利浦電子設備公司的這款產品讓筆者相信，可能LED燈的未來是在這里!因為要大批量廉價的制造出發(fā)射273.5nm紫外光的LED光珠是完全可能的。有需求就一定有人會去不斷嘗試，隨著技術的突破和制造工藝的進步，這種“超級燈泡”很快就會在我國流行。