LED發(fā)光效能持續提升，為了達到高亮度的要求，也讓單一組件的功率增加不少，尤其是隨之而來(lái)的運行高熱狀況，很可能就因為高熱問(wèn)題，使組件的光衰或壽命相對減低，而在組件方面若能在前段制程就考慮散熱需求，要比從外在條件進(jìn)行散熱設計要來(lái)得更有效率，也能可持續發(fā)展更高功率、高亮度的LED組件因應日常照明應用。

這幾年下來(lái)，環(huán)保議題持續升溫，讓各種用電的現況出現極大的改變，終端電器就有多項極大的變革，像是CRT電視被LCDTV取代，甚至是大量耗能的白熾燈，也成為各國相繼禁用的光源。

因為觀(guān)察全球19％電能耗用都是用于照明應用中，若可在日常照明導入節能燈具，對于全球的能源消耗可能產(chǎn)生顯著(zhù)的節約成效，因此，各國政府為了打造更環(huán)保的國家形象，也積極透過(guò)政策、法規與產(chǎn)業(yè)輔導朝照明節能化應用方向發(fā)展，而利用原有的LED或是CCFL新式光源設計來(lái)取代傳統光源，進(jìn)行日常照明應用，也成為照明產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展趨勢。

傳統光源應用現況

多數實(shí)際應用場(chǎng)合中，仍須大量的高效能、高亮度光源，例如，路燈、賣(mài)場(chǎng)照明、商店照明等，需高效能、高亮度的燈具設施，大多采高強度的氣體放電式燈具(High-intensitydischarge；HID)或鹵素燈，以達到高亮度、高照度的應用需求；而在賣(mài)場(chǎng)、店家的長(cháng)時(shí)間需求，多半選用熒光燈管(CompactFluorescentLamp；CFL)；住宅多仍大量使用白熾燈、熒光燈(CFL)，或以省電訴求的新式省電燈泡。在眾多實(shí)際應用場(chǎng)合中，耗能最高、效率最差的光源應以白熾燈為主，因為應用時(shí)會(huì )讓大量電能轉換成無(wú)用的熱，也會(huì )讓燈具壽命因此降低。

以具體光源應用觀(guān)察，日常照明市場(chǎng)所涵蓋應用領(lǐng)域相當廣，包含建筑物照明、標志、景觀(guān)照明、零售、信號燈、街道照明和住宅照明等。若要討論節能的效益，就必需針對現有的燈具提出科學(xué)化的×估的方法，例如以輸入功率比與實(shí)際輸出流明進(jìn)行效能衡量，目前也多實(shí)行每瓦流明數進(jìn)行×估基準(或能源效率efficacy)×估。

不同照明方案能源效率差距大

以現有照明應用觀(guān)察，白熾燈照明方案能源效率最差，用60W白熾燈進(jìn)行照名實(shí)，能源效率約為10lm/W，相較CFL熒光燈具的能源效率就可達50lm/W。一支100WHID可具有80lm/W，相當于產(chǎn)生8,000流明亮度。

LED光源效能與實(shí)用性大幅提升

LED的特質(zhì)在于本身就是1個(gè)電子零組件，與氣體放電式的HID燈具、CFL熒光燈具這類(lèi)光源，必需以玻璃容器內置高壓氣體的體積相對更小，不需內填有毒元素，組件本身就設有金屬接點(diǎn)，并可焊接安裝在任意表面上，便利性相當高。

LED具備未來(lái)光源多項優(yōu)勢，其中節能效益是最受業(yè)者關(guān)注的重點(diǎn)。

以往LED因當時(shí)技術(shù)受限，在亮度無(wú)法有效提升，多用于指示性用途的輔助光源，但現在以白光LED為例子，制作方式早已大幅改善，例如，透過(guò)高效能藍光LED鍍磷產(chǎn)生近似白光的發(fā)光效果，同時(shí)大幅提升單一組件的亮度輸出，目前白光LED在能源效率已有大幅進(jìn)展，色溫表現4,500～6,000k下，在實(shí)驗室的測試數據已可達到超越200lm/W的高效能表現。

LED屬于固態(tài)光源組件，在組件的硬度、強度較高，不會(huì )如同傳統光源因為主要由玻璃制成，會(huì )出現怕摔、不耐撞擊問(wèn)題，也可搭配不同熒光粉設計或搭配構型設計，產(chǎn)制各種不同特性的光源效果，整體組件亦不含汞，同時(shí)具備超過(guò)50,000小時(shí)壽命周期，LED壽命較僅能運作1,000小時(shí)的白熾燈要高更多。

導入生活應用仍有關(guān)鍵問(wèn)題待克服

由于LED在原器件的物理特性差異，制作光源系統的觀(guān)念則與傳統設計大不相同，需要有更多方面的技術(shù)與專(zhuān)業(yè)輔助。LED燈泡型設計在空間相對緊湊，如何做到相關(guān)電路整合，必需靠整合芯片達成設計目標。

1、光學(xué)設計

LED光源屬于高效率的點(diǎn)光源，這種過(guò)于集中的光源，在傳統應用會(huì )有相當多的問(wèn)題，例如，若當臺燈用會(huì )造成近距離的光型不夠勻稱(chēng)，即便LED具備寬廣的色彩調控彈性，能源效率表現也相當不錯，但在生活用照明應用時(shí)就會(huì )影響使用觀(guān)感，點(diǎn)光源必須透過(guò)光學(xué)透鏡或機構設計(透鏡、導光素材)來(lái)產(chǎn)生近似傳統燈具的光型表現，會(huì )增加燈具成本，在緊湊的構型設計中較難突破光學(xué)的物理特性。

2、散熱設計

同樣的，延續LED組件本身是點(diǎn)光源的限制，組件在發(fā)光時(shí)產(chǎn)生的溫度會(huì )過(guò)度集中在單點(diǎn)之上，若沒(méi)有效處理散熱，會(huì )致使組件出現燒融，甚至縮短使用壽命!除了組件本身需針對散熱強化設計，例如，透過(guò)芯片打金線(xiàn)或是載板的設計技術(shù)進(jìn)行改善，達到自體散熱設計，即便如此，熱源仍會(huì )出現有過(guò)度集中在燈具點(diǎn)狀位置的狀況，如何透過(guò)外部組件的主動(dòng)散熱與被動(dòng)散熱設計，去改善結點(diǎn)溫度控制的處理能力，這就成為相關(guān)燈具設計的技術(shù)差距。

3、驅動(dòng)與控制電路設計

實(shí)際應用時(shí)，LED驅動(dòng)發(fā)光仍需要大量電子電路進(jìn)行輔助，才能達到高效率的目的，但對于一般白熾燈的調光設計，如果也想在新式LED光源上實(shí)現，這就必須透過(guò)DC直流供電控制進(jìn)行供電調整，這時(shí)若同時(shí)考慮能耗與用電效率，會(huì )讓驅動(dòng)的電子電路復雜度大幅提升，就的設計很采取大量獨立組件造成系統的離散設計問(wèn)題，讓整體省下來(lái)的電能反倒在相關(guān)電路被消耗掉了。

目前已有組件廠(chǎng)商采取單芯片的可調光控制IC設計，讓燈具業(yè)者不用重新開(kāi)發(fā)不同燈具的配合電路，運用現成的解決方案就能達到兼具對比舊式光源的操作體驗，也可達到更高效能的節能效益。

E27型式的LED節能燈泡，功耗僅6瓦。

4、電源轉換電路設計

LED一般都使采取DC直流驅動(dòng)，但ACLED在實(shí)際應用場(chǎng)合，有更多的應用彈性與優(yōu)勢，因此也是發(fā)展LED光源相當重要的一大趨勢!尤其是一般生活電力來(lái)源均為AC電力，若要快速讓LED光源普及于生活應用，發(fā)展AC設計的LED產(chǎn)品，是相關(guān)應用快速成長(cháng)的應用關(guān)鍵。