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港大許樹源教授領導研究團隊研發可持續發展照明技術
新產品和理論的突破

2017年12月07日

 

研資局主題研究計劃（第二輪）研究結果發佈

發光二極管技術（light-emitting diode (LED)）近年突飛猛進，發光二極管已被廣泛用作各種照明用途，逐步取代高損耗的鎢絲燈和含有水銀的螢光燈。香港大學電機電子工程系講座教授許樹源教授領導的團隊，從事可持續發展照明技術研究，發展新一代高效能、高光效、長壽命和可循環再用的發光二極管照明系統，在理論和實際應用上均取得重要突破。

團隊最新的發明，是一個可準確調節LED照明光暗度和色溫的智能系統，能準確調教黃白光的轉換和光暗度，是一項重要的理論和技術的突破。團隊多年來的研發成果，部份技術已申請專利，以及被香港的科技公司採用，產品已在中國和香港安裝了三年多。研究項目訓練了十多名博士和博士後研究員，為照明業提供專業人才。數間著名的國際照明公司在香港設有研究中心，南中國也有超過一千間LED產品生產商，所以這項主題研究將為香港和鄰近地區帶來重大利益。除了有利工業界外，研究亦培養了新一代的研究生及科技人材。

可持續發展照明技術「從模塊到系統」研究内容和成果
研究成功達致理論和實際應用雙突破，發展出發光二極管系統的「光熱電統一理論」，將光學中的光、熱、電和顏色四個原素的互動關係結合，變成一種創新的分析理論，是全球首次提出的發光二極管系統理論，於2017年9月由劍橋出版社出版（Photo-dectro-thermal Theory for LED System: Theory and Applications. Cambridge University Press, Sept 2017）。分析理論給照明工業作為LED系統的設計和優化工具。團隊有系統地發展出具有長壽命的特性的LED推動器的分類，改進散熱的LED模塊結構，和高效率的平面顯示屏及平衡電流技術，讓工業界能夠實現「可持續」照明技術的概念，從而取代「能源標籤」，並達致大量減少電子廢料的目的。

研究包括一項適合不同類型發光二極管模塊的LED系統理論，這套「從模塊到系統」的LED系統理論，可用來發展高效能、高光效、長壽命和可循環再用的發光二極管照明系統。

• 成功發展發光二極管系統之「光熱電統一理論」
• 驅動器之分類
• 發展沒有「電解電容」的可持續LED系統
• 高效率LED顯示技術和電流平衡技術
• 成功將數項專利技術產品化

照明系統消耗全球百份之二十的電力，其電力控制電路已被確認為電子廢料的主要來源之一。自從近年發光二極管技術的突飛猛進，高光效和長壽命的發光二極管已經商品化。發光二極管有能力取代高損耗的鎢絲燈和含有水銀的螢光燈。發光二極管技術包括(一) 發光二極管模塊、(二) 推動器、(三) 電力控制和 (四) 燈具的散熱設計。

研究包括一項適合不同類型發光二極管模塊的LED系統理論，這套「從模塊到系統」的LED系統理論，可用來發展高效能、高光效、長壽命和可循環再用的發光二極管照明系統。團隊採用一種「結合式」的研究方法，結合(i) 白光LED模塊的結構和生產技術、(ii) 被動及主動式的LED推動器技術、(iii) 電流平衡技術，和(iv) 模塊的排列和散熱，目的是讓新一代的LED系統能符合「可持續發展」的三項要求。

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