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LED照明光色對(duì)健康的影響LED照明光色對(duì)健康的影響

時(shí)間:2020-12-02 預(yù)覽:193

上世紀(jì)90年代初藍(lán)光LED芯片問(wèn)世,繼而用藍(lán)光芯片激發(fā)黃色光熒光粉混合制成的白光LED光源誕生。白光LED燈用于普通照明領(lǐng)域,與傳統(tǒng)白熾燈、熒光燈相比有光效高、壽命長(zhǎng)、可調(diào)光等優(yōu)點(diǎn),是照明領(lǐng)域的大變革。在國(guó)家大力推廣和扶植下,國(guó)內(nèi)LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展異常迅速,目前LED已廣泛應(yīng)用于室內(nèi)外照明領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)LED照明的生產(chǎn)企業(yè)眾多,技術(shù)水平參差不齊,產(chǎn)品質(zhì)量懸殊大,應(yīng)用中問(wèn)題不少,尚不為人們充分接受。其中眩光和光色問(wèn)題最為突出,國(guó)內(nèi)已有一些討論藍(lán)光的文章。本文先簡(jiǎn)述LED特點(diǎn),再討論光色對(duì)人類(lèi)視覺(jué)作用的影響,希望引起生產(chǎn)者和使用者的充分認(rèn)識(shí),讓LED照明產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。

  一、LED照明光源

  白熾燈發(fā)明已有130多年,熒光燈也有70多年的歷史,人們已習(xí)慣在這類(lèi)光色環(huán)境中生活。因此要改善LED照明的光色特性,應(yīng)盡量向前兩類(lèi)光源靠近,求得人們能完全接受的LED光色。熒光燈是利用汞原子在激發(fā)電離放電中產(chǎn)生254 nm紫外線(xiàn)照射到三基色熒光粉上,得到色溫2700-6500K的光色,發(fā)光效率最高約110 lm/W,一般為60-80 lm/W。通常色溫高的光源光效高;色溫低的光源光效低。

  1.LED光源工作特點(diǎn)

  現(xiàn)在普及型LED光源中采用的是氮化鎵(GaN)芯片,發(fā)射的藍(lán)光波峰值約為450nm,藍(lán)光與其激發(fā)的熒光粉輻射的黃色光可合成白光。這種LED的特點(diǎn)是色溫高、光效高、顯色性差,輸出光中含有近50%的藍(lán)光。為了得到中、低色溫的LED光源,可將藍(lán)色光束輻射到紅、綠色的稀土熒光粉體上,調(diào)整各色熒光粉配比就能制得高顯色(Ra≥80)的光源,其輻射光中藍(lán)光會(huì)減少,但光效明顯低于高色溫光源。LED光源是色溫高的光效高,色溫低的光效低,與熒光燈的特性相反。

  LED光源的發(fā)光面積小,表面亮度高,光束呈小立體角的定向輻射,含有較多藍(lán)光,直接用于照明會(huì)讓人感到不舒適。藍(lán)光會(huì)對(duì)人類(lèi)產(chǎn)生許多作用,如光化學(xué)、生理物理、心理等效應(yīng),即所謂“藍(lán)光效應(yīng)”。

  2.LED照明光源應(yīng)用

  LED光源目前最高發(fā)光效率已達(dá)200 lm/W以上,工作壽命約30000小時(shí)以上。LED燈泡若用來(lái)替代白熾燈泡,則節(jié)能效果巨大;若與節(jié)能熒光燈比,光效提高不是很大。直管型LED燈與熒光燈管相比,光效最多提高1倍。而LED燈能連續(xù)調(diào)光,利于節(jié)能,但是光照度分布不均勻。

  LED光源的工作特性是離散性較大,穩(wěn)定性較差。當(dāng)工作電流或環(huán)境溫度變化時(shí),其發(fā)光效率和色溫隨之變化。在壽命期內(nèi),光效會(huì)降低,色溫也會(huì)漂移。其次,半導(dǎo)體PN結(jié)耐熱性能差,一旦結(jié)溫過(guò)高,工作穩(wěn)定性變差,壽命縮短,甚至失效。LED光源不能在較高溫度的環(huán)境中使用。

  市售的一些LED光源與節(jié)能熒光燈比,照明光色品質(zhì)較差,常使人感到刺眼。尤其對(duì)室內(nèi)照明,目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)優(yōu)質(zhì)的LED照明產(chǎn)品不多,若讓低價(jià)劣質(zhì)產(chǎn)品充斥市場(chǎng),必將危害人類(lèi)的健康。


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