代表家居照明技术顶峰的LED灯泡或在2012年底出炉

代表家居照明技术顶峰的LED灯泡或在2012年底出炉

led照明技术的完善，正使其逐步深入家居照明市场。自白炽灯之后，人们在家中将再次拥有一个完美的光源，并且更加节能和环保，当然性价比也会越来越高。
 
与那些动辄一年甚至半年就更新一代的消费电子产品相比，灯泡实在太寂寞了。距离爱迪生发明第一只钨丝电灯泡已经过去了整整132年，但照明技术的革命性变化却屈指可数，更别提颠覆性的突破了。
 
现在，曙光初现。
 
在2012年底以前，如果一切顺利，你可能会在市场上看到一款造型奇特的灯泡：总共有4个发光的腔体，腔体与腔体之间还有四个裂缝用于散热，中部是散热器，尾部则安装着复杂的电子控制系统，用以调节光线的强弱。这款名为L Prize的灯泡来自飞利浦公司，它极有可能代表着新一代照明技术的未来。
 
L Prize使用的技术是LED(发光二极管)，但这绝不是它成为新一代照明代言人的原因。以“半导体晶片+荧光粉”为核心的led照明最早出现于1962年的GE公司，它最早应用于收音机、小型计算机和电子手表上，被搬到照明领域只是最近几年的事。
 
L Prize之所以被特别提及，是因为它达到了LED家居照明技术的顶峰：它既能达到白炽灯的照明效果，又能大幅提高能源使用效率。它的能效(电力转化的效率)是白炽灯的10倍、是荧光灯的1.6倍，同时还有着白炽灯一样的完美色温。如果把这些拗口的术语拼凑成一张图片，那么应该是这样一个场景：你站在一种令人感到舒适愉悦的暖白色灯光下，而此时为你拍的每一张照片上的每一种颜色都可以准确还原。
 
做到这一切并不是一件轻易的事。在接受采访时，曾参与研发的飞利浦照明LED照明全球事业部项目管理部总监刘烨说，最初他们认为那些技术标准简直就是“变态”。
 
飞利浦最早于2008年6月起，开始召集美国的led晶片和电子控制专家、欧洲的荧光粉专家、上海的生产专家等100多人的全球团队，分前期概念、产品设计和商业计划三个阶段，投入到L Prize的研发之中。这一动作是对美国国家能源部一项法案的响应。后者在这一年做出决定，给率先研发出能替代60瓦白炽灯灯泡的led灯泡公司以1000万美元的奖励，并将其写入了美国《2007能源独立和安全法案》，其前提是产品满足前面提到的那些严苛指标。
 
相对于LED照明需要的研发投入，1000万美元简直就是杯水车薪。不过飞利浦公司也意识到，如果产品能够研发成功，那么将带来可观的政府采购合同和市场主导能力。
 
这并不是人类第一次试图为白炽灯寻找替代品。尽管白炽灯的光源很完美，但它的能源转化率过于低下，只有10lm/W，白炽灯把90%的能源都浪费在了发热上。
在LED之前，荧光灯(即节能灯)曾经被寄予厚望，它的能源转换效率平均能达到50-60lm/W。但荧光灯的一大特点是光色越冷能源转化效率越高，并且直管状是最理想的产品外观。这些特征在很多欧美家庭看来都是不可接受的，没有多少人愿意在自己家的天花板上装上一根直直的、发着冷白色光芒的灯管;在中国，情况也大体相当，很多家庭为了避免光色过冷，会将荧光灯管装在白炽灯的灯带里。
 
色温是L Prize研发过程中需要解决的一大问题。此前的LED照明技术存在一个与荧光灯同样的问题，那就是灯光越暖，LED灯使用的红色荧光粉就越多，效率也会大打折扣。此外，美国能源部的标准中规定的灯泡使用寿命必须大于2.5万小时，几乎是现有LED灯泡平均寿命的25倍。
 
为了解决色温问题，L Prize研发团队在通常的蓝光LED晶片旁加入红色LED晶片，比利用红色荧光粉达到暖色效率要高得多。另外，传统的荧光粉由于直接贴在晶片上，久而久之容易发热，对光线的损耗也非常大。为了达到大于90lm/W的严苛标准，飞利浦开发出了一种名为“Remote Phosphor”的荧光粉混腔，荧光粉不再直接贴着晶片表面，而是留有一定距离，让各种光可以在腔体内部充分混合，大大提高了效率。
 
让刘烨他们觉得最棘手的是，美国能源部的标准规定LED灯必须像钨丝灯一样，灯光能向四周散射，达到全方位分布(light all around)。“这是钨丝灯与生俱来的优势，它天生如此。但LED不行。”他说。
 
钨丝灯的灯泡构造极其简单，内部除了发光的钨丝之外，四周几乎都是透明的玻璃，只有底部的接口会挡住光线的散射。而传统的LED灯多半设计成半球体，底部放置着LED晶片和散热器，光线只能180度散射。
 
散热器也是另一个问题，研发团队想过用液体甚至风扇，最终还是决定用最传统的机械器件，因为那样最节约成本。在不断尝试下，L Prize的最终形态才得以出现。