技术装备名称

一种特高效N-LED技术

技术原理

①该技术结合N-LED技术在电路基板上设置150颗以串联方式连接 LED 灯珠,解决单颗LED灯珠之间Vf差异引起的电流一致性问题。

②采用增压技术将驱动电源改为Boost拓扑结构,实现高电压低电流输出,驱动输出电压>400VDC。

③利用驱动模块以增压电路方式保证每颗灯珠激发后色温寿命一致、发光效率最高。

④结合角度可调的棱镜聚光技术、物理组网编码技术,内置的工作场景智能切换功能,实现LED照明灯光效超过228lm/W、寿命增至100000H、灯组智能联动,有效减少纹波、减少频闪、提高光效、降低照明能耗。实现了关键技术首创,达到国际先进水平。

关键技术

1、全球首创N-LED技术及高效率LED灯珠排布方式,使LED灯珠之间工作电流一致、误差接近于零。

2、采用增压驱动拓扑,提高输入输出转换效率,使驱动输出电压达到>400VDC,效率提高至95%。

3、角度可调节的棱镜聚光技术,集中了光照度的光学效果,解决传统灯罩的光利用率低的问题,提高LED灯珠的光利用率达到99%。

4、物理组网编码技术实现灵活适应不同场景对照明区域、功率、亮度、时间的不同要求,照明灯能够智能地根据场景不同切换工作模式。

主要技术参数

1、光效≥228lm/W

2、驱动电源效率95%

3、整灯寿命最高100000H

4、LED灯珠出光效率240lm/W

5、灯罩透过率97%

技术产品特点

1、全球首创N-LED技术及高效率LED灯珠排布方式,保证了光源本身的高品质和长寿命。

2、采用增压驱动拓扑,保证了电能到光能转换的高效率。

3、角度可调节的棱镜聚光技术保证了光能从光源到被照物的高利用率。

4、物理组网编码技术保证了整个照明系统能够智能、灵活地服务于最终应用。

应用现状

该技术转化形成的产品在国内市场中主要面向国内重点工业企业及商业照明场所推广,如厦门烟草、金龙客车、美的集团、TOTO(东陶)、可口可乐等,目前已在全国重点工业城市设立四十多个办事处,每个重点城市完成0.2%的覆盖率,目前实现比例1.8%左右。

应用领域及适用范围

该技术属于LED照明领域,广泛应用于工业、商业、体育、道路等照明领域,适用在纺织、鞋服、制药、汽车、电子、机械、半导体、冶金、食品等工业企业,以及学校、超市等对照明要求较高场所使用的LED照明产品节能技术改造上。

节能减排效果(测算方法及依据)

截至2025年8月,应用该技术的产品累计销售约1亿只LED灯,市场上应用该技术形成的节能量为:与同等亮度的市场主流LED灯对比,每只灯每年节省电量为:(18-9.5)W*8760H/年=74 kWh,所有产品累计综合节电量74.46亿kWh,折合节约标准煤159.64万吨,减排CO2  424.65万吨。预计到2025年行业普及率可达到20%。可实现节约标准煤30万吨/年,减排CO2 83万吨/年。

节能量/年(吨标准煤/年)：30万吨/年

碳减排量/年(吨二氧化碳/年)：减排CO2 83万吨/年

技术推广障碍及建议

目前市场主要以低光效,低价LED灯为主,高效、高节能的普为高效N-LED灯消费者很难认识到,建议通过组织节能产品目录和开展相应对接会,通过市场的力量让消费者能够使用这种高效照明产品。

已实施的典型案例情况

案例名称

湖北周黑鸭食品工业园有限公司 —— 车间照明节能改造一期

案例地点

湖北武汉

应用单位

湖北周黑鸭食品工业园有限公司   

设计单位

厦门普为光电科技有限公司

主要设备

普为超高效HIE T8灯管

技术原理

该技术路线如下:

从最基础的材料研究及预先设定部分使用场景,使方案能够达到更高的能效。

①改善LED电光转换效率

研究数据表明单颗LED灯珠在不同电流能力下,输出的光通及光效不同并且单颗LED灯珠光效随着输入LED灯珠的电流变大而减小,如下数据1表所示,

数据1表明要得到更高的光效即需要尽可能让单颗灯珠的工作电流尽可能小,当然也不是越小越好。因此控制单颗LED电流的大小是提升光效的一个突破方向。

控制合理足够小的LED灯珠电流可以实现更高光效。LED灯珠固有的VF差异,会导致在不同VF下影响IF电流并且该变化是非线性,如下数据2所示,

数据2可以看出不同VF下灯珠的输入电流是会有相当大的偏差,VF每上升10%,IF电流上升500%,同时光效也随电流变大而减小。传统的LED灯在灯内部LED灯珠会先串联再并联,或是先并联再串联,在并联模式下VF电压差异将会导致IF电流差异,最终影响到LED灯珠的光输出效率,使整体灯珠效率下降。因此要提升LED灯珠整体电流的一致性,最简单准确的办法是将LED灯内的所有LED灯珠进行串联,使每个LED灯珠的VF电压互不影响,最终实现IF电流一致提高光效。

②提高电源的输入输出转换效率

通过研究驱动电源在不同负载电压时的输出效率,可以发现随着输出电压的上升,电源的输入输出转换效率是呈上升趋势,如下输出电压与效率关系图所示,

输出电压与效率关系图

由以上曲线图可以说明降低电源输出电流、提高输出电压,也能在驱动器上提高整灯效率,使驱动电源效率达到95%。

③提高LED灯珠出光利用率及灯罩透光率

传统的大角度管型灯具无法针对调节角度对重点区域进行高照度照明,而增加光罩透明度又会造成光斑明显,故只能加大功率增加光强,浪费了电能源。如下图灯罩1所示,

灯罩1

这种光学设的位置。但通过棱镜格栅集中光照度的光学解决方案可以解决该问题。如图灯罩2所示,

灯罩2

LED灯珠所发出的光会被棱镜格栅集中反射至特定区域,使光利用率更高,LED灯珠光利用率达99%。同时研究不同材料在相同雾度时灯罩透过率的影响,如下表所示:

通过上表对比,使用雾度值相似但是透光率更高的B类PC材料可以提高整灯出光效率。

④场景转换

通过研究,不同的场景照明需求是不同的,例如在地下车库使用时,照明灯点亮时间比较短,只在有人移动或车移动时点亮,平均每次点亮时间不会超过2分钟。如果产品能够根据需求实智能时监测外部环境变化来判断是否点亮,并可以设定点灯亮度,那么就可以做到精确节能省电,参考下表数据可以看出,具有场景转换的灯节能效果显著,耗电量更低。

主要节能技术参数

该技术的主要性能指标如下:

案例特点

1、光效高、能耗低,使用后节能效果非常好,同时照度得到明显提升;

2、灯具寿命长,品质安全可靠,大幅度减少后续人工维护成本;

3、每年节电约155125度,五年质保期内,车间照明可节电约775625度。

4、多场景使用、安装操作简便、安全可靠。

应用效果(年节能减排效果及经济效益)

项目一期改造投资22.5万元,每年节电约155125度,节省电费约116344元;一期项目投资回收期预计1.93年。

产品每年减少约19.1吨标煤、121.7吨CO₂排放。并在五年质保期内,车间照明可节电约775625度,节能用电减少约95.5吨标煤、608.5吨CO₂排放。

适用范围/应用对象

广泛应用于工业、商业、体育、道路等照明领域,适用在纺织、鞋服、制药、汽车、电子、机械、半导体、冶金、食品等工业企业,以及学校、超市等对照明要求较高场所使用的LED照明产品节能技术改造上。

目前已实施案例数量

585个

其他案例

国内案例：浙江绍兴苏泊尔生活电器有限公司 —— 车间节能改造

项目地点：浙江绍兴

省内案例：西安隆基电子科技有限公司 —— 节能改造项目

项目地点：陕西西安