浅谈LED灯与传统高压钠灯综合性能优劣

浅谈LED灯与传统高压钠灯综合性能优劣

沈志伟

沈志伟ShenZhiwei（广州市市政工程设计研究院，广州510060）

（GuangzhouMunicipalEngineeringDesignInstitute，Guangzhou510060，China）

摘要：近年来，伴随城市的大力发展，灯具制造业也得到迅猛发展，LED灯相继被各灯具制造厂家们推出，并迅速受到了人们的广泛青睐。LED灯虽具有节能和环保的优势，但同时也还存在着一些不足和缺陷，本文就LED灯与传统高压纳灯的综合性能优劣进行简单的对比探讨。

Abstract:Inrecentyears,withthevigorousdevelopmentofthecity,lightmanufacturingalsohasrapiddevelopment,andLEDlightsintroducedbymanylightingmanufacturersquicklyreceivedwidespreadfavor.AlthoughLEDlightshastheenergysavingandenvironmentalprotectionadvantages,therearestillsomeshortcomingsanddeficiencies.ThispapercomparesthecomprehensiveperformanceofLEDlightsandtraditionalhighpressuresodiumlamps.

关键词：高压钠灯；LED灯；灯具

Keywords:highpressuresodiumlamp；LEDlights；lamps

中图分类号：TM923文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）10-0021-01

0引言

灯是城市照明的重要组成部分，传统的路灯常采用高压钠灯，而高压钠灯整体光效低的缺点造成了能源的巨大浪费。因此，开发新型高效、节能、寿命长、显色指数高、环保的路灯对城市照明节能具有十分重要的意义。LED作为路灯的光源，它和传统路灯光源比较有许多优点。

1关于LED和高压钠灯

１.１LED灯的发光原理LED（LightEmittingDiode），发光二极管，是由Ⅲ—Ⅳ族化合物制成，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片，半导体晶片由三部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子和空穴就会被推向量子阱，在量子阱内电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。而光的波长也就是光的颜色，是由形成P-N结的材料决定的。

１．２高压钠灯的发光原理高压钠灯是利用通电后，电弧管两端电极之间产生电弧，由于电弧的高温作用使管内的钠汞齐受热蒸发成为汞蒸气和钠蒸气，阴极发射的电子在向阳极运动过程中，撞击放电物质的原子，使其获得能量产生电离或激发，然后由激发态回复到基态；或由电离态变为激发态，再回到基态无限循环，此时，多余的能量以光辐射的形式释放，便产生了光。

2LED灯与高压钠灯对比

LED白光灯相较传统高压钠灯的优势是：

2．1使用寿命上比较LED灯是一种半导体二极管，它的光源理论寿命都非常长（前提是满足在规定节温范围内，L70光衰标准下），但一个灯具的整体寿命不简单是光源寿命，灯具还包括透镜部分的影响。所以最终灯具的寿命应以所有灯具部件中寿命部件最短为限。当光通量衰减到80%时，其寿命达到了25000小时。而金属卤化物灯的寿命在6000-12000小时，高压钠灯的寿命是12000小时。

2．2光的照明效果上比较

2．2.1显色指数LED白光：①LED色温在3000～10000K；②显色指数在60～95。传统高压钠灯：①高压钠灯色温在2000～3000K；②显色指数在20～25。通过以上对比结果可看出高压钠灯显色指数低，显色性差，对物体本身色彩的还原性差，不利于对周边环境深度进行判断；LED光源显色指数高，显色性好，能很好的还原物体的实际色彩，但白光偏冷。看高压钠灯，比较接近自然光。现阶段的LED灯的灯具光效要略优于钠灯，随着LED技术的发展和成熟，灯具光效会再大大的提高。

2．2．2调光功能LED灯具有较完美的调光功能。LED灯具光输出和工作电流成正比，因此可以通过减小电流的方法来调光。另外，由于LED灯进行频繁开关对其没有太大的损伤，LED灯还可以采用脉冲宽度调节的方法来调光，通过调节电压的占空比和工作频率，能够有效调节LED灯的发光强度。

2．2．3光线利用率、发光率LED灯光源的光通量损失最小，与传统光源不同，LED灯是半空间发光的光源。高压钠灯是全空间发光的光源，需要将一个半空间的出射光线改变方向投向另一半空间内反射器反射同时，不可避免的对光线的吸收和对光源自身的挡光。而使用LED灯作为光源，不会存在这方面的损失，光线的利用率比也比高压纳灯高。目前LED灯在65－100流明/瓦，而高压钠灯可以达到140流明/瓦。高压钠灯的光谱比较集中于黄色，色温2000－2500K穿雾性强。钠灯灯具有一个非常大的问题就是钠灯的照明持续性非常不好。钠灯在工作状态下，灯具腔体内的温度要超过150度，在非工作状态下因为负压回吸进去非常多的灰尘和昆虫，大大影响钠灯的出光效果与寿命。而LED比较稳定。

2．3节能与环保上的比较LED灯高效节能，超低功耗。白光LED的能耗仅为白炽灯的1/10，节能灯的1/4。并且LED灯的光源不含有害金属汞。高压钠灯光源中含金属汞、金属钠（通电后变成汞蒸气和钠蒸气），寿命短（相对于LED来讲），后续废品处理对环境污染大。LED灯抗震性好，运输便捷。固态封装，属于冷光源类型。所以它很方便运输和安装。

2．4构造和造价上比较LED的灯具一般颗粒感都比较明显，且其发光位置比较集中。所以LED需要在均光上面做更好的设计，将点光源尽量扩展成面光源，提高眼睛的舒适度。再有就是很多产品都会做LED调光设计，以节约能源。目前，大部分厂商设计生产的LED路灯灯具，其自重极重，往往都超过10公斤。这样大的自重往往会使灯杆不胜负荷，降低了其抗风能力。大多数LED灯具的厂家，均将LED灯具设计成可替换方式，即直接替换现有的灯具。并将LED的电流做大以在维持亮度不变的情况下减少灯芯数量以节约成本，或者压缩PCB面积，抑或是减少安规器件。

3结论

由以上比较得出，LED灯在各方面较传统的高压钠灯还是比较突出的。LED技术正日新月异地在发展，它的发光效率正在取得惊人的突破，并且LED灯在节能，环保，照明效果，稳定性方面均是不错的，且是低压供电，安全可靠。只是在价格方面还需要进一步优化。只要LED灯的成本随LED技术的不断提高而降低。传统高压钠灯必然会被LED灯所取代。另外，国家对照明节能及环保问题越来越重视，LED作为第四代绿色光源已被国家支持发展，在不久的将来势必代替现今市场上的传统灯具。

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