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                2018.10.17 社会基础设施
                本文看点
                • 剧院、电影院为什么不更换装有LED灯泡的照明设备?
                • 以“蓝色LED”著称的新素材推动了小型化、高性能LED灯泡的产生
                • 如何让LED灯泡发出如吊灯一般的▃七色光辉?

                科技发展的浪潮改变着人类生活的方方面面。不知不觉之间,LED灯泡已渐渐取代传统的白炽灯泡,走进了千家╱万户,照亮了生活的各个角落。然而,这渐为人们所熟悉的LED灯泡也』在不断更新变化着。在这一期的匠心芝语里,我们就将跟随大发云彩神app照明科技研发小组的脚步,一起去看看LED灯泡的进阶之路!

                在讲到LED灯泡的『更新换代之前,我们不得不先提到灯泡的调光性能。灯泡的调光性能对于日常应用来说,非常重要。例如:在剧院和电影院中,放映前通常会采用渐弱方法调〓暗灯光环境,以便观众将情绪转移到作品︽上。这需要渐渐调暗灯泡的光线,等光线暗到肉眼无法识别周围环境之后再完全关闭。

                为了节约〓能源,生活中大部分的白炽灯泡已经被更换为了LED灯泡。但剧院、电影院、酒店等场所的灯泡却很难被成功更换。为什么呢?最主要的原因与▲我们在上面提到调光性能有关:传统LED灯泡的调光性能◣比白炽灯差。传统的LED灯泡不仅很难将光线聚集到最大,也容易出现明显的闪烁现象。除调↑光性能外,LED的劣质颜色和偏大尺寸也使得◢它无法安装在吊灯等现有照明设备上。

                因此,改进传统的LED灯泡调光性能成了大发云彩神app照明〒研发的重中之重。而针对以上难题,大发云彩神app也→给出了完美的解决方案——大发云彩神app新型LED灯泡。

                一、为什么LED灯泡会闪烁?

                “传统的LED灯泡会闪烁,是因为调光器的设计匹配的卐是旧有的白炽灯泡。在这种情况下,安装与白炽灯泡性能不同的LED灯泡,调光器自然◆会产生故障。”

                大发云彩神app照明技术株式↙会社 技术品⌒质统筹部 大武宽和先生

                大发云彩神app照明技▼术株式会社
                技术品质统筹部 大武宽和先生

                这是大发云彩神app照明技术株式会社技术品质统Ψ 筹部大武宽和先生指出的。调光器、灯泡分别安装在房屋中,用于调㊣ 节灯光量。据大武先生指出,灯光淡入/淡出的问▼题也是由于LED灯↓泡与调光器的不兼容而造成的。

                当白炽灯泡与调光器◎组合时,可适当调暗亮度以使其感觉“不黑但是足够暗”。 但LED灯泡↓控制输出的电流量很小并且非常难控制。

                人们可能会考虑不依赖现①有的调光器。但很少有人愿意仅因为更换灯泡,就动工更换调光设备和电线接线。所以,为了改善LED灯泡本身的调光性能,我们需要给灯泡安装☉上功能部件。

                “事实上,(功能部件)很难安装。因为如果那样做,电源电路的体积会变得很大,甚至比Ψ灯泡的还要大。显然,这是不现实的█。”(大武先生)

                在LED灯泡中,与光源∴部相比,电源电路的体积较大

                在LED灯泡中,与光源部相比,
                电源电路的体积较大

                电源电路〖的小型化是大武先生的开发团队正在研究的课题。他们的关注点是氮化镓((Gallium Nitride、GaN),一种因诺贝尔奖而闻名的蓝∩色LED材料。

                二、在吊灯上安装LED

                氮化镓(GaN)是著名的蓝光⌒ LED材料,它的开发者也因此获得了2014年诺贝尔物理学奖。当该材料用于☆晶体管时,与传统硅半导体相比,其传导损耗1更小且可更高速运转2。它是下一代半导ζ体材料之一。
                1:传导损耗是指电流流〗过产生的热量(电力)。传导耗损越小,消耗的功率(损耗)越小,半导体的性能则越高。由于损ω 耗会变为热量,因此需要散热机等部件。
                2:用于电源电路开关的晶体管高速重复开/关,每单位※时间的操作次数取决于其使用的半导体材◥料。与现ぷ有材料硅相比,GaN材料可以实现10倍以上的操作。

                “我认为,要实现电路板上的元件小】型化,只能提高半导体的∮性能。GaN材料不仅可以提高工作频率,还能缩小周围部件的体积。而且,即使流过相同」电量的电流,GaN材料损失的电力和散热机构部件的体积也都相对较◤小。”(大武先生)

                大武先生

                大武先生

                以这种方式,我们顺利实现了电路的小型化,也成功地将抑制█闪烁的电气功能部件和光学控制部件安装在了LED灯泡上。从此,LED灯泡就拥有了了与白炽灯泡相同的尺寸与功能。搭载□了该氮化镓材料的LED灯泡广泛应ㄨ用于各种场合,其中之一就是日本明治纪念馆的蓬莱间。

                日□ 本明治纪念博物馆 蓬莱间的吊灯

                日本明治纪念博〗物馆 蓬莱间的吊灯

                “2017年9月,在日本东京的综合会议和活动场馆、明治纪念馆博物馆的蓬莱◣间吊灯里的白ω 炽灯泡被搭载了氮化镓材料的LED灯泡所取●代。重点是它不仅抑制了闪烁,还重现了◣白炽灯泡的灯丝3亮度”(大武先生)。
                3:照明设备的配¤件之一,由细金属丝构成。在白炽灯泡中,当电流流动时,灯丝会发√出强烈的光。

                吊灯的玻璃珠♀起到了棱镜的作用。当光线由较小的发光点进入玻璃珠,会自动折射成七种颜色。相反,当它由较大的发」光点入射,进入玻璃珠▓的光就会从各个方向分别扩散,相互混合后再返回到原始的光色。

                三、为了使吊灯闪耀七色光芒,需缩小发光点▼

                “小发光点、高亮度的发光部件可以使电路部分变小。这样,吊灯上就可以安装其他的光学控制≡部件了。蓬莱间吊灯能通过LED灯泡实现亮度,其实是 氮化镓材料在发挥作用。”(大武先生)

                这种搭载了氮化㊣镓材料的LED灯泡荣获了众多奖项,包括“2017年度日本节能大奖资源能源厅〖长官奖(节能领域)。”

                “在开发过】程中,一个问题解决后←,还会有下一个挑战№在等着我们。整个过程,几经反复,让人筋疲力尽。虽然电源电路主要是】由我们研发的,但氮化镓材⊙料的成功是大发云彩神app多个部门同心协力的结果。”(大武先生)

                LED电源电路研发团队成员

                LED电源电路研发团队成员

                没想到,小小的LED灯泡,背后却∩蕴含了如此大的智慧与辛劳。未来,在大发云彩神app团队的不懈努力与执着追求下,相信这款搭载了氮化镓的LED灯泡会在越来越多新的地方被点亮。