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深照奖 | 第十六届“深照奖”创新奖之旭宇光电
 

企业介绍

第十六届“深照奖”创新奖一等奖获奖项目为旭宇光电(深圳)股份有限公司“基于全光谱3030 LED健康照明”。
旭宇光电(深圳)股份有限公司成立于2011年,专业从事半导体发光二极管光源研发、制造、销售和服务,公司以节能环保为己任,专注于半导体发光二极管封装领域,长期致力于LED产品的应用和普及,坚持为客户提供优质的产品,与客户共同分享成果,与客户共同持续成长,为社会节能环保做出更多贡献而努力。


基于全光谱3030LED健康照明

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项目简介

 

为了体现LED照明健康与绿色的核心技术,旭宇光电与深圳清华大学研究院联合组建了企业博士后创新基地,重点针对全光谱实现的核心材料荧光粉及其配方进行重点研究,并取得技术上的突破,针对教室照明等特定场景的需要,基于光谱的完整性会影响视觉的辨色能力,尤其是儿童发育阶段的重要性。本技术方案低色温采用蓝光芯片结合荧光粉方案生产全光谱产品时,单蓝光芯片激发蓝绿、绿光、黄光和红光荧光粉能够得到光谱连续性好、显色性高的全光谱照明光源方案,其稳定性好、蓝光占比小和批量良率高等方面具有优势,适合应用于室内中小功率和大功率全光谱LED照明产品。高色温的全光谱LED产品采用蓝光芯片+青粉+绿粉+红粉的技术方案,典型方案的光谱图如下图。

 

 
 

 针对主流产品3030全光谱LED系列产品,根据应用需求采用不同方案来实现,本方案采用385-390nm短波段的紫光芯片结合混合荧光粉来实现全光谱,方案采用发射峰值为445-450nm的蓝色荧光粉,发射峰值为495-500nm的蓝绿色荧光粉,发射峰值为540-545nm的黄绿色荧光粉,发射峰值为600-605nm的橙色荧光粉,以及发射峰值为640-645nm的深红色荧光粉。开发适合于紫光激发荧光粉实现高光效和高稳定性的荧光粉至关重要。全光谱是模拟(相同色温的)自然光光谱,并去除了自然光中有害的蓝光和紫外线。光谱的完整性会影响视觉的辨色能力,尤其是儿童发育阶段。与自然光相比,本方案生产的全光谱完整性应接近于自然光光谱,在可见光的波段内对人眼的敏感度极高及相似度应接近,从人眼明视觉与暗视觉函数V (l)和V´(l)可以看出,主要色区波段470-650nm和次要色区波段400-470nm、650-700nm,在450-650nm波段范围里我们要求相似度达到0.95以上,在次要波段400-450nm和650-700nm范围内,相似度达到0.90以上,从技术上突破瓶颈实现真正意义上的全光谱,与自然光相比,本方案的光谱完整性接近于自然光光谱,在教室照明实际应用中明显优于普通LED照明的质量及效果,本方案采用的3030全光谱LED产品的光谱的光功率特性及与太阳光的相似度和显色性更好地得到体现,具体参数见附件测试报告。基于教室照明对光质量要求高的特点,同时对核心器件全光谱LED的可靠性也有更高的要求,本方案的3030LED也委托了第三方权威检测机构按照LM-80标准进行了可靠性测试,具体见附件测试报告。

项目产品全光谱3030LED在蓝光危害限制方面,本方案针对教室照明主要使用青少年、儿童群体,严格按照国际电工委员会发布了国际标准IEC/TR 62778-2014《评估光源和灯具蓝光危害时IEC 62471标准的应用》,将产品的光生物危害等级限定在RG0,确保使用者的安全。

为了满足照明应用的需求,本照明方案将交流驱动电路集成化应用,基于人们对照明质量的要求不断提高,与太阳光谱类似的LED全光谱技术进行典型应用。通过对教室外自然光的诱导利用及结合全光谱LED灯的补充照明,在教室应照明采用智能调光系统实现任意预设场景模式,通过主控智能切换不同的场景模式,对照明LED灯光的色温、亮度进行相应调节,让学生处于最佳照明状态进行学习,具体参见项目案例。
 


普通LED照明效果 
 

全光谱LED照明效果

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应用领域

 
  • 应用领域:中小学及幼儿园内教室、实验室、美术教室、计算机教室等室内采用LED照明的场所。

  • 技术原理:按国内LED照明性能、安全、电磁兼容等相关标准及技术规范设计。

  • 采用蓝光芯片结合荧光粉方案生产全光谱,产品打破传统电源与光源独立器件的方式,采用交流驱动电路集成化,系统打造健康舒适的光色质量。

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项目应用效果

 

LED属于国家大力支持的节能环保产业,具有良好的节能减排效果,通过全光谱和集成化技术的项目典型应用,旭宇光电的产能由96331.68万W增加到124800万W,增加了28468.32万W,产能增加了29.55%;单位产品耗电量由0.003419kw.h/W降为0.002438kw.h/W,单位产品能耗量减少0.000981kw.h/W,单品能耗降低28.68%;按目前124800万W的产值,实现了122.38万kw.h的节能效果,折算为标准煤可达150.40吨标准煤。通过节省标煤,可间接减少二氧化碳、二氧化硫以及氮氧化物的排放,二氧化碳减排量374.96吨(依据:节约1千克标煤=减排2.493千克二氧化碳),二氧化硫减排量11.28吨(节约1千克标煤=减排0.075千克二氧化硫),氮氧化物减排量5.64吨(节约1千克标煤=减排0.0375千克氮氧化物)。该技术产品的节能减排应用效果良好。

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项目应用案列

 
  • 教室照明改造


 改造前后效果对比

通过本次照明改造提高了原有教室内的照度,并解决了原照明眩光突出等问题,为学生提供明亮的学习环境,体现了LED无有害物质的环保性,并有效限制了LED的蓝光危害,营造了光线柔的健康学习环境。

 

  • 办公照明改造

  改造前照明效果

 改造后照明效果
 

本办公场所照明最终采用科磊得全光谱LED系列灯具进行改造,其光源均采用旭宇光电生产的3030全光谱LED系列光源。通过本次照明改造提高了办公场所的照明质量,体现了LED无有害物质的环保性,并有效限制了LED的蓝光危害及照明眩光,营造了优质的工作环境。
 

 

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