[发明专利]热发光二极管(LED)照明系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及照明系统和方法，并且尤其涉及使用发光二极管(LED)的照明系统和方法。

背景技术

LED越来越多地被用于照明/照亮应用，诸如交通信号、彩色洗墙照明、背光、显示器和通用照亮，其一个终极目标是取代无处不在的白炽灯灯泡。为了从相对窄的光谱光源(诸如LED)提供宽谱光源(诸如白色光源)，LED的相对窄的光谱可在波长上偏移和/或扩展。

例如，白色LED可以通过用在其中包括波长转换材料(诸如YAG:Ce荧光体)的封装剂材料(诸如树脂或硅)涂覆发蓝光的LED来形成，YAG:Ce荧光体响应于用蓝光的刺激而发出黄光。LED发出的一部分——并非全部——蓝光被荧光体吸收，从而使荧光体发出黄光。由LED发出的没有被荧光体吸收的蓝光与荧光体发出的黄光组合，生成被观察者感测为白色的光。也可以使用其他组合。例如，可以将发红光的荧光体与黄色荧光体混合来产生具有更好的色温和/或更好的彩色重现属性的光。替代地，一个或多个红色LED可用于补充由黄色荧光体涂覆的蓝色LED发出的光。在其他替代方式中，可使用分离的红色、绿色和蓝色LED。而且，可使用红外线(IR)或紫外线(UV)LED。最终，可使用这些组合中的任一种或全部来产生白光以外的颜色。

相对于传统白炽灯泡和荧光灯管，LED照明系统可提供长的工作寿命。LED照明系统寿命通常用“L70寿命”来衡量，即，其中LED照明系统的光输出降级不超过30％的工作小时数。通常，至少25,000小时的L70寿命是所期望的，并且已成为标准设计目标。此处使用的L70寿命是由名称为“IES Approved Method for Measuring Lumen Maintenance of LED Light Sources(经IES批准的用于测量LED光源的流明维持的方法)”(2008年9月22日，ISBN No.978-0-87995-227-3)的照明工程协会标准LM-80-08(也被称为“LM-80”)限定的，通过援引将该其公开内容整体结合于本文中，就像将其完全阐述于本文中一样。

LED还可以是节能的，以满足ENERGY STAR(能量之星)的项目要求。LED的能量之星项目要求被定义在“ENERGY STARProgram Requirements for Solid State Lighting Luminaires，Eligibility Criteria-Version 1.1(固态照明发光体的能量之星项目要求，资格标准-第1.1版)”，Final：12/19/08中，通过援引将其公开内容整体结合于本文中，就像将其完全阐述于本文中一样。

热是获得期望的工作寿命的主要关注点。众所周知，LED在产生光的期间也产生相当大的热。热通常由“结温”衡量，即，LED的半导体结点的温度。为了提供可接受的寿命，例如，至少25,000小时的L70，期望确保结温应当不在85℃之上。为了确保结温不在85℃之上，已经开发出各种散热方案来消散LED生成的热量中的至少一部分。例如，参见2008年9月在cree.com/xlamp发布的标题为“CreeXLampXR Family & 4550 LED Reliability(CreeXLampXR族和4550LED可靠性)”的Application Note(应用备注)：CLD-APO6.006。

为了鼓励高效节能固态照明(SSL)产品的开发和部署来代替当前美国使用的若干最常见的照明产品，包括60瓦A19白炽灯和PAR38卤素白炽灯，Bright Tomorrow Lighting Competition(光明未来照明竞赛)(L Prize^TM)已在2007的Energy Independence and Security Act(2007能源自主和安全法案)(EISA)中被授权。L奖被描述在2008年5月28日的文档号为08NT006643的“Bright Tomorrow Lighting Competition(光明未来照明竞赛)L Prize^TM  ”中，通过援引将其公开内容整体结合于本文中，就像将其全部阐述于本文中一样。L奖获得者必须遵守许多产品要求，包括光输出、瓦特数、彩色重现指数、相关色温、预期寿命、尺寸和基底类型。

发明内容