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來(lái)源：富昌電子 作者：François Mirand，EMEA技術(shù)總監 在過(guò)去 20 年中，由于技術(shù)發(fā)展迅速，LED 照明行業(yè)一直是一個(gè)令人興奮的領(lǐng)域。這不僅為改進(jìn)現有類(lèi)型的燈具設計提供了機會(huì )，而且還為照明創(chuàng )造了全新的應用。在 20 年前，誰(shuí)能想到像汽車(chē)指示燈一樣簡(jiǎn)單的形狀和照明模式可能成為奧迪等高端品牌的品牌標志的重要組成部分？又有誰(shuí)能想到，LED 路燈能讓世界各地城市的街道在夜晚流光溢彩？ 創(chuàng )新時(shí)刻都在發(fā)生。那么，隨著(zhù)我們進(jìn)入 21 世紀 20 年代中期，哪些 LED 技術(shù)有望實(shí)現快速增長(cháng)？ 對衛生和消毒的新認識 Covid-19 疫情不應該被忘記。當然，對消毒和去污的日益重視有助于遏制冠狀病毒的傳播，同時(shí)也有助于降低流感、普通感冒和其他疾病的感染率�，F在，定期消毒將有助于阻止不時(shí)出現的新型 Covid 病毒的傳播已經(jīng)獲得公眾的共識。 新的光電產(chǎn)品在對抗感染傳播方面發(fā)揮著(zhù)重要作用：人們對紫外線(xiàn) (UV) 殺菌特性的興趣正在迅速增長(cháng)。因此，LED 制造商正在開(kāi)發(fā)能夠在光譜的 UVC 部分（100 nm 至 280 nm 波長(cháng)范圍）提供高效且強大的光輸出的產(chǎn)品。 Nichia 和 Seoul Viosys 等老牌供應商正在與 Luminus Devices 等新來(lái)者競爭，致力于提高效率、降低每光子成本并擴大生產(chǎn)能力。至關(guān)重要的是，制造商現在正在生產(chǎn)輸出功率超過(guò) 100 mW 的 UVC LED 產(chǎn)品。例如，Luminus 發(fā)布了一款四芯片封裝器件 XFM-5050，可提供 480 mW 的最大光輸出。 同時(shí)，UVC LED 燈的成本已降至每毫瓦 20 美分以下，并且正在接近每毫瓦 10 美分，這被許多制造商視為臨界點(diǎn)。批量生產(chǎn)元器件的效率已從 1.5% 左右躍升至 3% 以上。專(zhuān)家預計效率將迅速提高到10％。 而且，LED光學(xué)器件制造商擁有認證的新材料，并發(fā)布了既高效又能抵抗 UVC 光降解的專(zhuān)用產(chǎn)品。UVC LED 光源的功率和效率的提高促使產(chǎn)品制造商探索空氣和水凈化的應用，因為迄今為止，UVC LED 主要用于表面消毒。UVC LED特別適合置于天花板高處對室內空氣進(jìn)行消毒（稱(chēng)為室內上層空氣消毒）：UVC LED 的超小發(fā)光表面可實(shí)現嚴格的光束控制。例如，例如，Seoul Viosys 的線(xiàn)形UVC照明模塊可以與LEDiL VIOLET RS光學(xué)器件搭配使用，以構成理想的現成照明引擎，如圖 1a 所示。 
圖 1a：LEDiL VIOLET-12X1-RS與線(xiàn)形UVC LED模塊（如Seoul Viosys XMD-FBC-LLCA）結合使用，可用于室內上層空氣消毒應用（圖片來(lái)源：LEDiL）
圖 1b：用于UVC LED 線(xiàn)形模塊的 LEDiL VIOLET-RS 光學(xué)器件（圖片來(lái)源：LEDiL） 按照 IES 的 12 mW/m3 的指導規范，這樣的 UVC 光引擎將覆蓋大約 10m3 空間，或在天花板高 2.5m 的房間內覆蓋 4m2 空間，消耗大約 10W 的電能。LED 單元本身比水銀管小得多。而且，水銀管需要一個(gè)大型反射器才能將其 360°照射聚集成窄光束。 UVC LED 裝置小巧輕便，可以添加到現有照明設備中，或集成到未來(lái)的設計中，為標準可見(jiàn)光照明功能增加室內空氣消毒的價(jià)值，或以獨立的空氣消毒模式運行。 2020 年首次在市政污水處理廠(chǎng)安裝 UVC LED 后，該應用也將加速發(fā)展。使用 UVC 輻照消除供水中的微生物污染已廣為人知。利用 LED 技術(shù)，制造商可以實(shí)現更緊湊的新型反應堆設計，使其適合現有工廠(chǎng)有限的可用空間，從而大大降低或消除了為消毒設備騰出空間的建筑工程成本。此外，如圖 2 所示，與傳統的 UVC 發(fā)射器相比，LED 技術(shù)的使用降低了維護成本和工作量。
圖2：在英國卡萊爾附近安裝的首批基于 UV LED 的水處理裝置（圖片來(lái)源：Typhon Treatment） LED路燈樣式的創(chuàng )新 盡管 UVC LED 領(lǐng)域的發(fā)展集中在發(fā)射體的基本性能上，但在路燈中使用的 LED 方面，制造商正在封裝、生產(chǎn)和可靠性方面實(shí)現創(chuàng )新。 直到最近，路燈設計還是基于單芯片大功率 LED 的使用。但是現在，路燈制造商正在克服對使用新 LED 平臺的反對聲音，例如：使用多芯片大功率 LED（如流行的 5050 封裝）和中等功率 LED（通常采用標準 3030 封裝）的平臺。 這樣的發(fā)展之所以成為可能，是因為 LED 制造商已經(jīng)提高了這些新產(chǎn)品的可靠性。尤其是抗硫性也得到了改善，L90 壽命的預測值現在可以超過(guò) 100,000 小時(shí)。Lumileds 是取得進(jìn)展的一個(gè)很好的例子：其 LUXEON 5050 方形 LED 是路燈的流行選擇。如圖 3 所示，其 XR-5050 SQR 模塊符合 Zhaga Book 15 的尺寸要求，并滿(mǎn)足最嚴格的招標要求。
圖3：Lumileds 的 XR-5050 SQR 模塊（圖片來(lái)源：Lumileds） 使用這些新型 LED 的優(yōu)勢包括： · 卓越的光效，尤其是在為限制光污染而規定的較低 CCT 值下 · 更大的設計靈活性 · 更低的系統成本 創(chuàng )新也正在重塑市場(chǎng)上路燈陣列的控制和聯(lián)網(wǎng)方法。歐洲一直處于這一發(fā)展的最前沿，引領(lǐng)著(zhù)路燈控制接口的標準化。Zhaga 和 DiiA 與 IES 聯(lián)手支持 D4i 標準；ANSI C136.41 插座混合結構將被添加至 Zhaga 的 Book 18 Ed. 3.0 認證。 這使路燈制造商能夠在 Zhaga-D4i 標準保護傘下開(kāi)發(fā)面向未來(lái)的設計，隨時(shí)支持本地和遠程控制以及未來(lái)的 5G 部署。D4i 的推出也獲得了驅動(dòng)器制造商的支持：例如，Inventronics 的 EUM 系列是首款符合 D4i 標準的 IP67 級驅動(dòng)器。 豐富多樣的“自然”照明 在室內，流明每瓦的競爭吸引的注意力越來(lái)越少，LED 制造商現在致力于改善光線(xiàn)質(zhì)量的創(chuàng )新的競爭。顯色指數是質(zhì)量的重要參數：當今的主流 LED 通常提供 80 CRI 和 90 CRI 的選擇。在高端 LED 市場(chǎng)中，95 CRI 變得越來(lái)越普遍，現在有幾家 LED 制造商還指定了 R9 值：Nichia 已發(fā)布了提供最低 Ra 95 和 R9 80 值的 COB LED。 對于尋求滿(mǎn)足照明設計人員對光線(xiàn)質(zhì)量最嚴格要求的制造商而言，均勻性是另一個(gè)挑戰。Lumileds 的 LUXEON 深度調光產(chǎn)品和 Nichi a的 757-MT 正在為實(shí)現深度直流調光或可調白光的燈具提供新的解決方案。 同時(shí)，制造商仍未找到最佳方法來(lái)激發(fā)公眾對“自然”或“人因”照明（HCL）概念的欣賞。同樣地，關(guān)于光譜對人類(lèi)健康的影響的科學(xué)共識也很難達到。然而，用于 HCL 的 LED 光源的選擇越來(lái)越多。包括全光譜 LED 光源，例如首爾半導體的 SunLike 系列，Nichia 的 Optisolis™ LED 或 Bridgelux 的 Thrive™ 系列；以及色彩增強的產(chǎn)品，例如Nichia 的 Vitasolis™ 或 Luminus 的 Salud 系列。 實(shí)際中 HCL 的部署仍然很少，但由于弗勞恩霍夫建筑物理研究所于 2020 年開(kāi)展的一項關(guān)于全光譜 LED 感知的研究為 HCL 相對于傳統 LED 照明的優(yōu)勢提供了支持，預計可能在該領(lǐng)域引發(fā)新的興趣。 HCL 的一種表現方式是晝夜節律照明，其在白天調節色溫以匹配日光下的自然光譜變化，并在夜間模仿自然火光的光譜特征。Bridgelux 的 Vesta® Flex 驅動(dòng)器和 Vesta Thrive LED 模塊提供了一種可簡(jiǎn)化晝夜照明所需的可調白光系統的實(shí)現的方法。該交鑰匙解決方案包括全光譜可調白光 LED 光源、雙通道驅動(dòng)器和控制接口，這些接口支持標準 0-10V、DALI 和認證的藍牙®網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )系統，以及專(zhuān)有的控制協(xié)議。 認證的藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )（也稱(chēng)為 SIG 網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )）已成為室內照明的無(wú)線(xiàn)控制協(xié)議的首選，并已被業(yè)界的重要制造商所采用。該標準具有互操作性：可以使用 Silvair 平臺之類(lèi)的工具調試來(lái)自不同制造商的兼容器件，以形成功能完善的照明控制網(wǎng)絡(luò )。 2020 年 9 月發(fā)布的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )設備屬性 v2 規范開(kāi)啟了除簡(jiǎn)單照明控制之外的更多物聯(lián)網(wǎng)功能，從而可以實(shí)現詳細的診斷和維護事件報告。Silvair 等公司已經(jīng)將這些新功能集成到其固件和調試應用中。Silvair 實(shí)施不需要網(wǎng)關(guān)的獨立調度是一項重要進(jìn)展，將使設計和部署晝夜照明系統變得更加容易。 未來(lái)的技術(shù)趨勢 富昌電子 LED 照明事業(yè)部見(jiàn)證了對上述技術(shù)發(fā)展需求不斷增長(cháng)的趨勢。但是，展望未來(lái)，已經(jīng)在醞釀中的創(chuàng )新將激發(fā)更多的興趣。 在路燈照明方面，5G 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )的部署將產(chǎn)生深遠的影響。5G 中的大規模機器類(lèi)型通信（mMTC）功能將實(shí)現包括市政照明在內的新的中央監控功能。路燈有望成為智慧城市的物聯(lián)網(wǎng)中樞。路燈燈桿是 5G 微基站的理想載體，可在城市地區提供密集的網(wǎng)絡(luò )覆蓋。 隨著(zhù) Zhaga Book 2 0的發(fā)布，藍牙特別興趣小組與 DiiA 之間的合作無(wú)疑將推動(dòng) D4i 和藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )在室內照明中的應用。 因此，隨著(zhù)世界從 Covid 引發(fā)的低迷中恢復，LED 技術(shù)的創(chuàng )新速度使人們感到樂(lè )觀(guān)，而UV LED、路燈和 HCL 的發(fā)展前景將尤其強勁。 |
