LED原理(3)-LED的缺点

尽管超高亮LED有许多优点，但目前仍存在以下缺点：
 
 *散热问题，如果散热不佳会大幅缩短寿命。
 
 *除非购买高级产品、否则省电性还是低于萤光灯（冷阴极管，CCFL），有些LED的省电性也低于省电灯泡。
 
 *初期成本较高。
 
 *因光源属于方向性，灯具设计需考量光学特性。
 
 *即使是同一批次的单颗LED与LED之间也存在着光通量，颜色和前向电压的差别，一致性差。

我们下面来详细说明一下LED的缺点：
 
 1.LED色彩还原能力差
 
        过去的LED平均显色指数（CRI）较低，因此在LED照射下显示的顏色没有白炽灯真实，容易造成视觉的误差和判断失误，这要从光谱分佈上来分析，属于技术问题。但进来萤光粉、LED使用材料技术提昇，CRI已经有厂商逐渐拉高到90的水准。
 
 2.单个LED功率低，大功率LED价格较高
 
        由于单个LED功率低，LED光源亮度值不是很高，为了提高亮度就需要多个LED并联使用，例如汽车尾灯。虽然单个LED并不是很贵，但是数量多了成本就会很高。目前单个高亮度大功率LED价格很昂贵并且一隻高亮度LED也就5000左右的烛光亮度。功率低市面上的单体LED功率一般在5W以下，还没有出现更大功率的LED，这是目前LED难以成为照明首选的最大瓶颈；目前，1瓦的大功率白光LED的市场价格约是传统光源价格的十几倍到几十倍。
 
 3.光照距离短，大功率LED应用光效低
 
         虽然多LED的方法能提高光源亮度，但是并不能增加光照距离。因为LED发出的光线发散，即使聚光调节良好，其照明距离在过去的技术水准下也仅仅能只有几十米，LED光源适合用于近距离的照明，并不适合远距离的探照性活动。不过，随着技术力的提昇，LED的光照距离也能够拉长，短期内来看，LED较大的问题还是产品平均单价要降低。
 
        形成商品化的3瓦以上大功率发光二极体发光效率低，低于光效每瓦100流明以上的高强度气体放电灯，也低于每瓦60流明以上的稀土三基色萤光灯。说半导体照明省电、节能，实际上只是在微小功率范围内成立，以目前的技术用半导体光源做大功率照明灯具时和现有高效光源相比并不会节省多少电能，反而初次投入成本很高。
 
        光效低的另一个问题是输入的电能大量的转变成了热能，说发光管是冷光源仅仅是指发光体本身不是灼热体，但是大电流在半导体材料上产生的电阻热还是会使发光管产生较高的温度，而由半导体材料制作的发光二极体不耐高温，过热会使其使用寿命大幅度降低，用散热器散热增加了灯具的体积，使半导体光源体积小、重量轻的优势消失。
 
 4.LED易出现"黄圈"问题
 
        由于白光LED本身制造工艺上缺陷加上与反射杯或透镜的配合误差，容易造成"黄圈"问题。主要表现在光斑周围出现"黄圈，不易消除。白光LED颜色偏差还有色斑、颜色偏蓝或偏红等现象。近来，业界使用混合萤光粉，能获得理想的白光LED，并高显色指数。
 
       比如说采用蓝色LED激发YAG萤光粉与绿色（或红色）萤光粉的混合物得到白光。如果蓝色LED+YAG萤光粉获得的白光LED偏红或有黄圈，可以加入波长为500nm～530nm以稀土元素作成的绿色萤光粉，便可补偿多餘的黄光，使LED顏色向绿光区域靠近，从而达到消除黄圈的目的。假设，蓝色LED+YAG萤光粉产生的LED顏色偏蓝，便加入不含硫化物的红色萤光粉调整。这些方法可以调整LED的色座标和色温，并不会影响到LED的寿命。
 
 5.散热问题，LED需要严格控制温度
 
        LED照明产品另一项问题就是散热，如果不能够有效散热，产品的使用寿命就会缩短。业界正努力开发更多有效的高散热係数材质来应用在LED领域。LED是一种半导体材料，与普通二极管一样具有PN结，由于高亮二极管的功率相对比较大，所以与功率半导体器件相同，需要考虑散热问题，结温过高会直接影响LED的寿命，并且会增大LED的光衰，情况严重的会将LED烧坏；
 
 6.LED价格贵
 
        价格高除了功率低，价格是LED灯难以成为照明的主要因素，虽然LED目前已被大多数人认识，也被多数人看好，但其高昂的价格难以被消费者接受，目前单体黄色LED大约0.6元／个，绿色与蓝色单体LED在1.8元／个左右，白色LED的价格达到了2.2～5.5元／个左右；如果将几十个单体LED组合，其成本将大大增加,如把一个LED灯安装在草坪灯里，其单价就相当于一般草坪灯的几倍，LED要成为未来照明的主流光源，就一定要朝着大流明方向发展，成本才有可能降低，市场才有可能突破。
 
        我们细数了LED光源的优缺点，但是瑕不掩瑜，就发光效率和价格水准而论，半导体光源在短期之内真正进入一般照明领域替代传统光源是很不容易的，解决这些问题需要发光管发光效率大幅度的提高和生产成本大幅度的降低。LED作为新兴的下一代光源，以其节电、寿命长等优点深得各国政府的支持，相信在全球LED产业新技术的突飞猛进下，LED的弱点会被逐步克服，使LED照明的时代能够提早到来。