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LED 是英文 light emitting diode 的缩写它的基本结构是一块电致发光的芯片用或白胶固化到支架上然后用银线或金线连接芯片和电路板然后四周用密封起到保护内部芯线的作用最后安装外壳所以 LED 灯的抗震性能好外文名Light Emitting Diode发明时间上个世纪60年代
LEDLight Emitting Diode是一种能够将转化为的固态的器件它可以直接把电转化为光LED的心脏是一个半导体的晶片晶片的一端附在一个支架上一端是负极另一端连接电源的正极使整个晶片被环氧树脂封装起来半导体晶片由两部分组成一部分是在它里面空穴占主导地位另一端是在这边主要是电子但这两种半导体连接起来的时候它们之间就形成一个P-N结当电流通过导线作用于这个晶片的时候电子就会被推向P区在P区里电子跟空穴复合然后就会以光子的形式发出能量这就是LED灯发光的原理而光的波长也就是光的颜色是由形成P-N结的材料决定的
最初LED用作仪器仪表的指示光源后来各种的LED在和大面积显示屏中得到了广泛应用产生了很好的经济效益和社会效益以12英寸的红色交通信号灯为例在美国本来是采用长寿命低光视效能的140瓦白炽灯作为光源它产生2000流明的白光经红色滤光片后光损失90%只剩下200流明的红光而在新设计的灯中Lumileds公司采用了18个红色LED光源包括电路损失在内共耗电14瓦即可产生同样的光效汽车也是LED光源应用的重要领域
对于一般照明而言人们更需要白色的光源1998年发白光的LED开发成功这种LED是将GaN芯片和钇铝石榴石YAG封装在一起做成GaN芯片发蓝光λp=465nmWd=30nm高温烧结制成的含Ce3+的YAG荧光粉受此蓝光激发后发出黄色光射峰值550nLED灯m蓝光LED基片安装在碗形反射腔中覆盖以混有YAG的树脂薄层约200-500nm LED基片发出的蓝光部分被吸收另一部分蓝光与荧光粉发出的黄光混合可以得到得白光对于InGaN/YAG白色LED通过改变荧光粉的化学组成和调节荧光粉层的厚度可以获得色温K的各色白光这种通过蓝光LED得到白光的方法构造简单成本低廉技术成熟度高因此运用最多
上个世纪60年代科技工作者利用半导体PN结发光的原理研制成了LED发光二极管当时研制的LED所用的材料是GaASP其发光颜色为红色经过近30年的发展大家十分熟悉的LED已能发出红橙黄绿蓝等多种色光然而照明需用的白色光LED仅在2000年以后才发展起来这里向读者介绍有关照明用白光LED
最早应用半导体P-N结发光原理制成的LED光源问世于20世纪60年代初当时所用的材料是GaAsP发红光λp=650nm在驱动电流为20毫安时光通量只有千分之几个流明相应的光视效能约0.1流明/瓦
70年代中期引入元素In和N使LED产生绿光λp=555nm黄光λp=590nm和橙光λp=610nm光视效能也提高到1流明/瓦
到了80年代初出现了GaAlAs的LED光源使得红色LED的光视效能达到10/瓦
90年代初发红光黄光的GaAlInP和发绿蓝光的GaInN两种新材料的开发成功使LED的光视效能得到大幅度的提高在2000年前者做成的LED在红橙区λp=615nm的光效达到100流明/瓦而后者制成的LED在绿色区域λp=530nm的光视效能可以达到50流明/瓦1节能. 白光LED的能耗仅为白炽灯的1/10节能灯的1/4.
2长寿. 寿命可达10万小时以上,对普通家庭照明可谓&一劳永逸&.
3可以工作在高速状态.节能灯如果频繁的启动或关断灯丝就会发黑很快的坏掉.
4固态封装属于类型所以它很方便运输和安装可以被装置在任何微型和封闭的设备中不怕振动基本上用不着考虑散热
5led技术正日新月异的在进步它的发光效率正在取得惊人的突破价格也在不断的降低一个白光LED进入家庭的时代正在迅速到来
6环保没有汞的有害物质LED灯泡的组装部件可以非常容易的拆装不用厂家回收都可以通过其它人回收
7配光技术使LED点光源扩展为增大发光面消除眩光视觉效果消除
8透镜与灯罩一体化设计透镜同时具备聚光与防护作用避免了光的重复浪费让产品更加简洁美观
9大功率led平面集群封装及散热器与灯座一体化设计充分保障了led散热要求及使用寿命从根本上满足了LED灯具结构及造型的任意设计极具LED灯具的鲜明特色
10节能显著采用超高亮大功率led光源配合高效率电源比传统白炽灯节电80%以上相同功率下亮度是白炽灯的10倍
11超长寿命50,000小时以上是传统的50倍以上LED采用高可靠的先进封装工艺共晶焊充分保障LED的超长寿命
12无频闪纯直流工作消除了传统光源频闪引起的视觉疲劳
13绿色环保不含铅汞等污染元素对环境没有任何污染
14耐冲击抗雷力强无紫外线UV和红外线IR辐射无灯丝及玻璃外壳没有传统灯管碎裂问题对人体无伤害无辐射
15低热电压下工作安全可靠表面温度≤60℃环境温度Ta=25℃时
16宽电压范围全球通用LED灯85V~ 264VAC全电压范围恒流保证寿命及亮度不受电压波动影响
17采用PWM恒流技术效率高热量低恒流精度高
18降低线路损耗对电网无污染功率因数≥0.9谐波失真≤20%EMI符合全球指标降低了供电线路的电能损耗和避免了对电网的高频干扰污染
19通用标准灯头可直接替换现有卤素灯白炽灯荧光灯
20发光视效能率可高达801m/w多种LED灯色温可选显色指数高显色性好
很明显只要LED灯的成本随led技术的不断提高而降低节能灯及白炽灯必然会被LED灯具所取代
国家越来越重视照明节能及环保问题已经在大力推行使用LED灯具了
优缺点[1]* 散热问题如果散热不佳会大幅缩短寿命
* 低端LED灯的省电性还是低于节能灯冷阴极管CCFL
* 初期购买成本较高
* 因LED光源方向性很强灯具设计需要考虑LED特殊光学特性
以下针对与LED灯相关比较加入最新的LED技术进去比较不是之前大家在网络中见到的那份资料
1. LED光源有100000小时寿命吗?
按光衰7%实际只有约50000小时按光衰3%实际运用可以达到80000小时
2. LED不会发热吗?
3. LED可取代白炽灯吗?
光通量光效和显色性可以但太贵且近几年不会有所下降但可以通过提高产品的光通量从而降低替换白炽灯的成本
4. LED可作普通光源简单地使用吗?
不行要驱动电源光学LED灯和热传导配合
5. 二种光源性能和优点比较
霓虹灯的优势已被LED覆盖但LED灯价太高
6. 二种光源的电源比较
LED低压好但载电流过大大颗粒1瓦的LED单灯输入电流在350mA
7. 二种光源的控制技术比较
LED易实现但成熟
8. 二种光源的稳定性比较
LED不一致性大霓虹灯相当稳定少数产家可以做到相对稳定比如用CREE 跟AOD芯片相结合取各自芯片的优点
9. 二种光源的价格比较
LED较贵但黄色和红色已相当主要贵的是LED白光
10. 二种光源户外使用比较
LED灯已经能做到完全防水防尘
11. 二种光源市场的比较
全球照明产品年产值420亿美元(150亿)LED光源现比例小于1%①新型绿色环保光源LED运用冷光源眩光小无辐射使用中不产生有害物质LED的工作电压低采用直流驱动方式超低功耗单管0.03~0.06W电光功率转换接近100%在相同照明效果下比传统光源节能80%以上LED的环保效益更佳光谱中没有紫外线和红外线而且废弃物可回收没有污染不含汞元素可以安全触摸属于典型的绿色照明光源
②寿命长LED为固体冷光源环氧树脂封装抗震动灯体内也没有松动的部分不存在灯丝发光易烧热沉积光衰等缺点使用寿命可达6万~10万小时是传统光源使用寿命的10倍以上LED性能稳定可在-30~+50oC环境下正常工作
③多变换LED光源可利用红绿蓝三基色原理在计算机技术控制下使三种颜色具有256级灰度并任意混合即可产生256X256X256即种颜色形成不同光色的组合LED组合的光色变化多端可实现丰富多彩的动态变化效果及各种图像
④高新技术与传统光源的发光效果相比LED光源是低压微电子产品成功地融合了计算机技术网络通信技术图像处理技术和嵌入式控制技术等传统LED灯中使用的芯片尺寸为0.25mmX0.25nm而照明用LED的尺寸一般都要在1.0mmX1.0mm以上LED裸片成型的工作台式结构倒金字塔结构和倒装芯片设计能够改善其发光效率从而发出更多的光LED封装设计方面的革新包括高传导率金属块基底倒装芯片设计和裸盘浇铸式引线框等采用这些方法都能设计出高功率低热阻的器件而且这些器件的照度比传统LED产品的照度更大
一个典型的高光通量LED器件能够产生几流明到数十流明的光通量更新的设计可以在一个器件中集成更多的LED或者在单个组装件中安装多个器件从而使输出的流明数相当于小型白炽灯例如一个高功率的12芯片单色LED器件能够输出200lm的光能量所消耗的功率在10~15W之间
LED光源的应用非常灵活可以做成点线面各种形式的轻薄短小产品LED的控制极为方便只要调整电流就可以随意调光不同光色的组合变化多端利用时序控制电路更能达到丰富多彩的动态变化效果LED已经被广泛应用于各种照明设备中如电池供电的闪光灯微型声控灯安全照明灯室外道路和室内楼梯照明灯以及建筑物与标记连续照明灯
白光LED的出现是LED从标识功能向照明功能跨出的实质性一步白光LED最接近日光更能较好地反映照射物体的真实颜色所以从技术角度看白光LED无疑是LED最尖端的技术白光LED已开始进入一些应用领域应急灯手电筒闪光灯等产品相继问世但是由于价格十分昂贵故而难以普及白光LED普及的前提是价格下降而价格下降必须在白色LED形成一定市场规模后才有可能两者的融合最终有赖于技术进步最早应用半导体 P-N 结发光原理制成的 LED 光源问世于 20 世纪 60 年代末当时所用的材料是 GaAsP 发红光 λ p =650nm 在驱动电流为 20 毫安时光通量只有千分之几个相应的发光效率约 0.1 流明 / 瓦70 年代中期引入元素 In 和 N 使 LED 产生绿光 λ p =555nm 黄光 λ p =590nm 和橙光 λ p =610nm 光效也提高到 1 流明 / 瓦到了 80 年代初出现了 GaAlAs 的 LED 光源使得红色 LED 的光效达到 10 流明 / 瓦90 年代初发红光黄光的 GaAlInP 和发绿蓝光的 GaInN 两种新材料的开发成功使 LED 的光效得到大幅度的提高在 2000 年前者做成的 LED 在红橙区 λ p =615nm 的光效达到 100 流明 / 瓦而后者制成的 LED 在绿色区域 λ p =530nm 的光效可以达到 50 流明 / 瓦关系
众所周之可见光的波长范围为380nm～760nm是人眼可感受到的七色光红橙黄绿青蓝紫但这七种颜色的光都各自是一种单色光例如LED发的红光的峰值波长为565nm在可见光的光谱中是没有白色光的因为白光不是单色光而是由多种单色光合成的复合光正如太阳光是由七种单色光合成的白色光而彩色电视机中的白色光也是由红绿蓝合成由此可见要使LED发出白光它的光谱特性应包括整个可见的光谱范围但要制造这种性能的LED在工艺条件下是不可能的根据人们对可见光的研究人眼睛所能见的白光至少需两种光的混合即二波长发光蓝色光+黄色光或三波长发光蓝色光+绿色光+红色光的模式上述两种模式的白光都需要蓝色光所以摄取蓝色光已成为制造白光的关键技术即当前各大LED制造公司追逐的蓝光技术国际上掌握蓝光技术的厂商仅有少数几家所以白光LED的推广应用尤其是高亮度白光LED在我国的推广还有一个过程
对于一般照明在工艺结构上白光LED通常采用两种方法形成第一种是利用蓝光技术与荧光粉配合形成白光第二种是多种单色光混合方法这两种方法都已能成功产生白光器件第一种方法产生白光的系统如图1所示图中LED GaM芯片发蓝光λp=465nm它和YAG钇铝石榴石荧光粉封装在一起当荧光粉受蓝光激发后发出黄色光结果蓝光和黄光混合形成白光构成LED的结构如图2所示第二种方法采用不同色光的芯片封装在一起通过各色光混合而产生白光为了说明白光LED的特点先看看所用的照明灯光源的状况白炽灯和卤钨灯其光视效能为12～24流明/瓦荧光灯和HID灯的光效为50～120流明/瓦对白光LED在1998年白光LED的光效只有5流明/瓦到了1999年已达到15流明/瓦这一指标与一般家用白炽灯相近而在2000年时白光LED的光效已达25流明/瓦这一指标与卤钨灯相近有公司预测到2005年LED的光效可达50流明/瓦到2015年时LED的光效可望达到150～200流明/瓦那时的白光LED的工作电流便可达安培级由此可见开发白光LED作家用照明光源将成可能的现实
普通照明用的白炽灯和卤钨灯虽价格便宜但光效低灯的热效应白白耗电寿命短维护工作量大但若用白光LED作照明不仅光效高而且寿命长连续工作时间10000小时以上几乎无需维护
LED光源具有使用低压电源耗能少适用性强稳定性高响应时间短对环境无污染多色发光等的优点虽然价格较现有照明器材昂贵仍被认为是它将不可避免地替代现有照明器件优点
LED的内在特征决定了它是最理想的光源去代替传统的光源它有着广泛的用途
LED基本上是一块很小的晶片被封装在环氧树脂里面所以它非常的小非常的轻
LED耗电非常低一般来说LED的工作电压是2-3.6V工作电流是0.02-0.03A这就是说它消耗的电不超过0.1W
使用寿命长
在恰当的和下LED的使用可达10万小时
高亮度低热量
是由无毒的材料作成不像含水银会造成污染同时LED也可以回收再利用
LED是被完全的封装在里面它比灯泡和荧光灯管都坚固灯体内也没有松动的部分这些特点使得LED可以说是不易损坏的LED灯最大的优点就是环保光的达到100流明/以上普通的只能达到40流明/瓦也就在70流明/瓦左右徘徊所以同样的瓦数LED灯效果会比白炽灯和节能灯亮很多1瓦LED灯亮度相当于2瓦左右的节能灯 5瓦LED灯1000小时耗电5度LED灯寿命可以达到5万小时LED灯无光源的色温
人们用与光源的色温相等或相近的完全辐射体的绝对温度来描述光源的色表人眼直接观察光源时所看到的颜色又称光源的色温色温是以绝对温度K来表示不同的色温会引起人们在情绪上不同的反应我们一般把光源的色温分成三类
暖色光的色温在3300K以下.暖色光与白炽灯光色相近红光成分较多给人以温暖健康舒适的感觉适用于家庭住宅宿舍医院宾馆等场所或温度比较低的地方
又叫中间色它的色温在3300K－5300K之间.暖白光光线柔和使人有愉快舒适安详的感觉适用于商店医院办公室饭店餐厅候车室等场所
又叫日光色它的色温在5300K以上光源接近自然光有明亮的感觉使人精力集中适用于办公室会议室教室绘图室设计室图书馆的阅览室展览橱窗等场所
光源对物体颜色呈现的程度称为演色性也就是颜色的逼真的程度演色性高的光源对颜色的表现较好我们所看到的颜色 也就较接近自然颜色演色性低的光源对颜色的表现较差我们所看到的颜色偏差也较大
为何会有演色性高低之分呢?其关键在于该光线之分光特性可见光之波长在380nm至780nm之范围内也就是我们在光谱中见到的红橙黄绿青蓝的范围如果光源所放射的光之中所含的各色光的比例与自然光相近则我们眼睛所看到的颜色也就较为逼真
我们一般以显色指数为表征显色性标准颜色在标准光源的辐射下显色指数定为100当色标被试验光源照射时颜色在视觉上的失真程度就是这种光源的显色指数显色指数越大则失真越少反之失真越大显色指数就越小 不同的场所对光源的显色指数要求是不一样的在国际照明协会中一般把显色指数分成五类
类别 Ra 适用范围
1A &90 美术馆博物馆及印刷等行业及场所
2B 8090 家庭饭馆高级纺织工艺及相近行业
2 6080 办公室学校室外街道照明
3 4060 重工业工厂室外街道照明
4 2040 室外及一些要求不高的地方普通日光灯
日光灯两端各有一灯丝灯管内充有微量的和稀薄的汞蒸气灯管内壁上涂有萤光粉两个灯丝之间的气体导电时发出紫外线使萤光粉发出柔和的可见光
日光灯工作特点灯管开始点燃时需要一个高正常发光时只允许通过不大的电流这时灯管两端的电压低于电源电压
led日光灯以质优耐用节能为主要特点投射角度调节范围大15W的亮度相当于普通40W日光灯抗高温防潮防水防漏电 使用电压有:110V220V可选外罩可选玻璃或PC材质灯头与普通日光灯一样
LED日光灯采用最新的LED光源技术数位化外观设计节电高达70%以上12W的LED日光灯光强相当于40W的日光灯管用于镇流器和启辉器 36W的日光灯真正的耗电量为42W至44WLED日光灯寿命为普通灯管的10倍以上几乎免维护无须经常更换灯管绿色环保的半导体电光源光线柔和光谱纯有利于使用者的视力保护及身体健康6000K的冷光源给人视觉上清凉的感受人性化的照度差异设计更有助于集中精神提高效率
LED日光灯和普通日光灯对比来说优点如下
1节能2寿命LED灯长3适用性好因单颗LED的体积小可以做成任何形状4回应时间短是ns纳秒级别的回应时间而普通灯具是ms毫秒级别的回应时间5环保无有害金属废弃物容易回收6色彩绚丽发光色彩纯正光谱范围窄并能通过红绿蓝混色成七彩或者白光
缺点1价格贵2能普遍做到的光效率和理论光效率还有很大差距3能做到的寿命和理论寿命10w小时还有很大差距4还是有一定的发热量5光衰还可以大幅度缩小
不过这些缺点都可以通过工艺的改进克服所以即使LED光源还不能完全取代现有传统光源但随着技术的发展日后一定是LED的天下对于一般照明而言人们更需要白色的光源 1998 年发白光的 LED 开发成功这种 LED 是将 GaN 芯片和钇铝石榴石 YAG 封装在一起做成 GaN 芯片发蓝光 λ p =465nm
Wd=30nm 高温烧结制成的含 Ce3+ 的 YAG 荧光粉受此蓝光激发后发出黄色光发射峰值 550nm 蓝光 LED 基片安装在碗形反射腔中覆盖以混有 YAG 的树脂薄层约 200-500nm
LED 基片发出的蓝光部分被荧光粉吸收另一部分蓝光与荧光粉发出的黄光混合可以得到得白光对于 InGaN/YAG 白色 LED 通过改变 YAG 荧光粉的化学组成和调节荧光粉层的厚度可以获得色温 K 的各色白光
蓝光LED技术简单来说就是一种更为节能高效的灯光产生方式同时也能应用到相机手机等科技产品中用蓝光LED技术制造的照明设备能效更高大大降低地球能源使用量根据已有的数据显示全世界的25%电力都被用于照明作用而使用LED灯具之后用于照明的电力降低到4%而这无疑改变了整个世界
从1907年LED效应发现到1993中村修二正式发明LED再到1999年1W的LED灯正式商业化使用LED经历了将近一百年时间的发展在此之前人们一直使用的是上个世纪爱迪生发明的白炽灯泡而白炽灯泡浪费了绝大部分能量在发热上大概有九成的电力都被浪费
LED灯具的出现极大地降低照明所需要的电力同样瓦数的LED灯所需电力只有白炽灯泡的1/10同时LED具有寿命长环保免维护等优点迅速取代白炽灯的位置2012年中国政府宣布全面禁止销售和进口100瓦以上的普通照明用白炽灯陪伴老一辈中国人几十年的白炽灯即将走到历史的尽头
正如在诺贝尔物理学奖颁奖词中写到的那样白炽灯照亮20世纪而LED灯将照亮21世纪[2]1高效节能
一千小时仅耗几度电普通60W白炽灯十七小时耗1度电普通10W节能灯一百小时耗1度电
半导体芯片发光无灯丝无玻璃泡不怕震动不易破碎使用寿命可达五万小时普通白炽灯使用寿命仅有一千小时普通节能灯使用寿命也只有八千小时
光线健康光线中不含紫外线和红外线不产生辐射普通灯光线中含有紫外线和红外线
不含汞和氙等有害元素利于回收和而且不会产生电磁干扰普通灯管中含有汞和铅等元素节能灯中的电子镇流器会产生电磁干扰
直流驱动无频闪普通灯都是交流驱动就必然产生频闪
发热小10%的电能转化为可见光普通白炽灯95%的电能转化为热能仅有5%电能转化为光能
7安全系数高
所需电压电流较小发热较小不产生安全隐患于矿场等危险场所
8市场潜力大
低压直流供电电池太阳能供电于边远山区及野外照明等缺电少电场所1LED灯在交流电驱动下和普通白炽灯一样会有频闪现象而普通节能灯没有频闪现象频闪会使眼睛容易疲劳
2每个LED灯泡的光线过亮会强烈刺激眼睛不可直视哪怕短时间而普通节能灯相对要柔和些
3照射角度有限制一般只能照射120°而普通节能灯几乎可照射360°
4照射房间的亮度并不比节能灯出色因为led只在直视的狭小角度内有高亮度而偏离该角度后光线迅速减弱
因此LED节能灯作为室内照明灯具的优势未必比普通节能灯明显但作为电筒台灯射灯等只需照射狭小角度的灯具使用时还是非常优秀的1LED亮度MCD不同价格不同用于led灯具的LED应符合雷射等级Ⅰ类标准
2抗静电能力抗静电能力强的LED寿命长因而价格高通常抗静电大于700V的LED才能用于LED灯饰
3波长一致的LED颜色一致如要求颜色一致则价格高没有LED分光分色仪的生产商很难生产色彩纯正的产品
4漏电电流LED是单向导电的发光体如果有反向电流则称为漏电漏电电流大的LED寿命短价格低
5发光角度用途不同的LED其发光角度不一样特殊的发光角度价格较高如全漫射角价格较高
6寿命不同品质的关键是寿命寿命由光衰决定光衰小寿命长寿命长价格高
7晶片LED的发光体为晶片不同的晶片价格差异很大日本美国的晶片较贵一般台湾及国产的晶片价格低于日美CREE
8晶片大小晶片的大小以边长表示大晶片LED的品质比小晶片的要好价格同晶片大小成正比
9胶体普通的LED的胶体一般为环氧树脂加有抗紫外线及防火剂的LED价格较贵高品质的户外LED灯饰应抗紫外线及防火每一种产品都会有不同的设计不同的设计适用于不同的用途LED灯饰的可靠性设计方面包含电气安全防火安全适用环境安全机械安全健康安全安全使用时间等因素从电气安全角度看应符合相关的国际国家标准1.LED光源发光效率高
发光效率比较白炽灯光效在10-15lm卤钨灯光效为12-24流明/瓦荧光灯50-90流明/瓦钠灯90-140流明/瓦大部分的耗电变成热量损耗
LED光效可发到50-200流明/瓦而且发光的单色性好光谱窄无需过滤可直接发出有色可见光
2.LED光源耗电量少
LED单管功率0.03-0.06瓦采用直流驱动单管驱动电压1.5-3.5伏电流15-18毫安反映速度快可在高频操作用在同样照明效果的情况下耗电量是白炽灯的万分之一荧光管的二分之一估计如采用光效比荧光灯还要高2倍的LED替代日本一半的白炽灯和荧光灯每年可节约相当于60亿升原油同样效果的一支日光灯40多瓦而采用LED每支的功率只有18瓦
3.LED光源使用寿命长
白炽灯荧光灯卤钨灯是采用电子光场辐射发光灯丝发光易烧热沉积光衰减等特点而采用LED灯体积小重量轻环氧树脂封装可承受高强机械冲击和震动不易破碎平均寿命达3-5万小时LED灯具使用寿命可达3-5年可以大大降低灯具的维护费用避免经常换灯之苦
4.安全可靠性强
发热量低无热辐射性冷光源可以安全抵摸能精确控制光型及发光角度光色和无眩光不含汞钠元素等可能危害健康的物质
5.LED光源有利环保
LED为全固体发光体耐冲击不易破碎废弃物可回收没有污染减少大量二氧化硫及氮化物等有害气体以及二氧化碳等温室气体的产生改善人们生活居住环境可称绿色照明光源
生产白光LED技术目前有三种一种利用三基色原理和已能生产的红绿蓝三种超高亮度LED按光强3:1:6比例混合而成白色二种利用超高度InGan蓝色LED其管总上加少许的钇钻石榴为主体的荧光粉它能在蓝光激发下产生黄绿光而此黄绿光又可与透出的蓝光合成白光三种是不可制紫外光LED采用紫外光激三基色荧光粉或其他荧光粉产生多色混合而成的白光
6.LED光源更节能
当然节能是我们考虑使用LED的最主要原因也许LED要比传统光源昂贵但是用一年时间的节能收回光源的投资从而获得4-9年中每年几倍的节能净收盖期恒流源驱动是最佳的方式采用恒流源驱动不用在输出电路串联限流电阻LED上流过的电流也不受外界电源电压变化环境温度变化以及LED参数离散性的影响从而能坚持电流恒定充沛发挥LED的各种优秀特性
采用来给LED灯具供电由于在电源工作期间都会自动检测和控制流过LED的电流因而不用担忧在通电的霎时有过高的电流流过LED也不用担忧负载短路烧坏电源LED灯有高效环保寿命长的特点但是常用LED灯的人会发现LED由于光亮度特别大很容易使得光能变成热能使得LED灯很热这时如果LED等不能尽快散热它的寿命就会大大的减少
很多LED厂家采用铝制外壳给LED灯具铝外壳容易散热外观精美重量轻巧很多高端电子产品都用铝制外壳比如说公司的苹果笔记本电脑Mac Pro高端电脑系列产品采用全铝制外壳易于笔记本电脑散热这样电脑甚至连风扇都不用装
LED采用铝外壳可以增加灯芯的寿命使LED灯看起来美观但是铝制灯杯造价比较贵制作成本很高灯杯需要用车床来进行加工所以一些高质量中质量的LED灯会采用铝灯壳
另外一种常见的LED灯具外壳是塑料外壳由于塑料壳的造价很低一些低端的LED灯具会采用塑料外壳但是塑料壳不容易散热塑料遇热时也容易融化升华产生有害气体所以欧洲北美日本都不采用塑料外壳由于国内部分地区大批量需求廉价LED灯塑料外壳在国内销售量很大很多LED灯均可取代螺旋式热炽灯或省电灯泡由5-40瓦特低功率的热炽灯至60瓦特只需约需7瓦特电力截至2010年有些灯甚至能取代更高功率的灯泡例如一颗13瓦特的灯泡就与100瓦特热炽灯的光度相约一般的热炽灯光视效能标准约为14至17流明/瓦特视乎其大小和电压而定根据欧盟标准一颗与60瓦特热炽灯等效的节能灯泡最少要能输出806流明
多数的LED灯泡都是设计成不可调暗的但亦有些能配合调光器操作而且光照角度较窄由2010年起这些灯泡开始由30至50美元的价钱下跌LED灯泡比省电灯泡更省电若散热合宜寿命长达30000小时热炽灯一般都只有1000小时寿命省电灯泡亦只有大约8000小时故LED灯泡能使用大约25至30年而且光度的随年月衰减很少标准订明灯泡使用6000小时后光度衰减应在10%之内最差不可超过15%不像萤光灯LED灯泡都是无汞的LED灯泡亦有不同颜色选择售价虽然较高但电力和维护费用较低可亘相抵消白光LED灯泡具高效能在低功耗的市场如手电筒太阳能花园灯和行人路灯自行车灯等有领导地位单色LED灯常用来造交通灯和节日灯饰
2010年LED灯成为了园艺界和农业的热门话题率先在太空使用LED灯栽种其后家用和商业的室内园艺也跟随这些栽种专用灯经特别设计其光波刚好是吸收的波长促进生长之余亦减少植物不吸收的光波造成浪费在可见光谱中光合作用只需红蓝两色所以这些灯的设计都有这两种颜色比起同类产品这些LED灯能提供同样光度不需镇流器而且发热比少得多 用于室内栽种十分适合发热少能减少从而减少灌概次数亦因如此使用这些栽种灯时植物亦不宜过份灌概1选购有&三包&承诺的LED灯选购有CCC认证标志的灯具
2要看LED灯产品标识是否齐全正规产品应标识
3看LED灯电源线是否有CCC安全认证标志
4看灯具带电体是否外露光源装入灯座后手指应不能触及带电的金属灯头
5看LED芯片是否方位准确透镜或屏幕是否有磨损1.电流的电压不稳定供电电压升高特别容易造成LED灯的毁坏电压突然升高的原因很多电源的质量问题,或者用户的不当使用等等原因都可能让供电的电源电压突然升高
2.灯管的供电通路局部短路造成这种情况的通常是线路中某个部件或者其它导线的短路使这个地方的电压增高
3.也可能是LED因为自身的质量原因损坏因而形成短路,它原有的电压降就转嫁到其它LED上
4.灯具的散热效果不好我们都知道灯管发光就是一个散热的过程如果灯具内的温度过高就容易使LED的特性变坏这样也容易对LED灯造成损坏
5.还有可能是灯具里面进水了因为水是导电的这样就会使灯具的线路短路
6.装配的时候没有做好防静电的工作,使LED的内部已经被静电所伤害尽管施加的是正常电压和电流值,也是极易造成LED的损坏
LED灯闪烁的常见原因与处理办法
通常人眼能够感知到频率达70 Hz的光闪烁高于这个频率则不会感知故在LED照明应用中如果脉冲信号出现频率低于70 Hz的低频分量人眼就会感受到闪烁当然在具体应用中有多种因素可能导致LED灯闪烁例如在离线式低功率LED照明应用中一种常见的电源拓扑结构是隔离型反激拓扑结构以符合能源之星固态照明标准的8W离线型LED驱动器GreenPoint&参考设计为例由于反激稳压器的正弦方波功率转换并未给初级偏置提供恒定能量动态自供电(DSS)电路可能会激活并引发光闪烁为了避免这个问题必须使初级偏置能够在每个半周期部分放电相应地需要恰当选择构成这偏置电路的电容和电阻的量值
另外即使是在使用提供极佳功率因素校正支持TRIAC调光的LED驱动应用中也要求电磁干扰(EMI)滤波器由TRIAC阶跃(step)引起的瞬态电流会激发EMI滤波器中电感和电容的自然谐振如果这谐振特性导致输入电流降至TRIAC维持电流之下TRIAC将会关闭短暂延时后TRIAC通常又会导通激发同样的谐振在输入电源波形的一个半周期内这系列事件可能会重复多次从而形成可见的LED闪烁为了应对这个问题TRIAC调光的一项关键要求就是EMI滤波器的输入电容极低且这电容要能够通过TRIAC及绕线阻抗解耦根据公式调光模块中电容减小的话就能够增大谐振电路的电阻原理上就抑制振荡恢复想要的电路工作1小心低价陷阱LED光源价格差别很大同颜色同亮度的LED价格上都能相差几倍这种差距主要体现在LED的可靠性和光衰外观工艺等性能上面价格低的LED其芯片尺寸较小电极比较粗糙所使用的材料荧光粉及胶水较差耐电流温湿度变化差光衰快寿命短所以一味追求低价可能得不偿失　　2认清相关标准从安全角度看产品应符合相关的国际国家标准由于LED是新产品中国国家标准滞后仅提供产品合格测试所以国际安全认证如GSCEUL等才是衡量LED灯品质的标准同时拥有国际安全认证和国家产品质量合格证的厂家并不多采购时需要仔细鉴别证书真伪有国际安全认证的产品价格一般较高　　3选用恒流电源的LED灯LED驱动电源的电阻电容IC等元器件价格差别很大整个电源所采用的方案和线路本身设计的合理性都会直接影响产品的质量有的驱动电源只是恒压并没有做到恒流而LED灯必须要恒流才能更好的确保品质和使用寿命所以采购时这一点需要额外注意特别是对大功率LED灯封装解释
简单来说led封装就是把led封装材料封装成led灯的过程
一般led封装必须经过扩晶-固晶-焊线-灌胶-烘干-切脚-分光分色等流程
led的主要封装材料有等
扩晶设备焊线机烘烤箱等一般分为全自动封装设备手工封装设备两种led灯的好坏指标发光角度亮度颜色波长一致性抗静电能力抗衰减能力防水能力显色指数等
led灯的封装材料led封装材料是led灯好坏的直接因素也是最基本的因素led灯是几种主要材料的组合一颗好的led灯必须是所有封装材料与生产技术的组合
led灯的封装技术一般全自动设备封装要比手工封装的要好封装的技术水平也是led灯封装的好坏的主要因素同样的材料不同的生产厂家生产出来的产品有很大的差别外观
制作户外led电子屏主要使用直插式led灯制作室内led电子屏主要使用表贴式led灯
亮度根据电压电流透镜LED灯工作环境等因素而不同
620nm-625nm
520nm-525nm
465nm-470nm
产品特性及优点
1采用全自动封装设备进口封装技术寿命可达50000小时10年以上
2采用最先进的二次配光技术最佳光学分配灯具输出光率可达90%以上
3稳压怀驱动器功率因数在0.95以上电源效率在92%以上
4灯具外壳采用高导热系数的铝合金材质结构设计合理可随意调整投射角度底座有安装定位孔安装极为方便
5LED光源可选颜色红黄蓝绿白单颗七色全彩可选发光角度在15°~120°
6功耗低寿命长安装方便造型别致优雅防尘防漏电防腐蚀
7外形美观大方绿色节能环保可在-40℃~50℃环境温度下正常使用
LED 灯具的安规要求
LED 具有节能环保的优势在灯具产业的发展已成为主要趋势由于 LED 所使用的技术及产品属性已与传统灯具大不相同因此现行的一般灯具安全标准规范显然已不适用为协助业者正视此项议题本期将以 LED 灯具所使用的技术可能应用的范畴及UL 所使用的安全评估来对此进行说明
LED 灯具技术及特性
所谓的 LED 灯具顾名思义是指灯具产品采用 LED (Light-emitting Diode发光二极管) 技术作为主
要的发光源LED 是一种固态的半导体组件其利用电流顺向流通到半导体 p-n 结耦合处再由半导体中分离的带负电的电子与带正电的电洞两种载子相互结合后而产生光子发射不同种类的 LED 能够发出从红外线到蓝光之间与紫光到紫外线之间等不同波长的光线近几年的新发展则是在 蓝光 LED 上涂上萤光粉将蓝光 LED 转化成白光 LED 产品此项操作一般需要搭配(LED Driver) 或电源供应器 (Power Supply)驱动电路或电源供应器的主要功能就是将交流电压转换为直流电源并同时完成与 LED 相符合的电压和电流以驱动相配合的组件
LED 灯具的灯泡体积小重量轻并以环氧树脂封装可承受高强度机械冲击和震动不易破碎且亮度衰减周期长所以其使用寿命可长达 50,000-100,000小时远超过传统钨丝灯泡的 1,000 小时及萤光灯管的10,000 小时由于 LED 灯具的使用年限可达 5 ~10 年所以不仅可大幅降低灯具替换的成本又因其具有极小电流即可驱动发光的特质在同样照明效果的情况下耗电量也只有萤光灯管的二分之一因此 LED 也同时拥有省电与节能的优点 不过因为 LED 的部份技术尚嫌不足所以起初使用在灯具上的缺点包括光品质 (演色性 一致性色温) 较差散热不易且价格偏高而其中不当的散热则会导致 LED 灯具的亮度及电路零组件使用寿命加速衰减制造技术突飞猛进上述缺点包括 LED 的热阻逐渐降低光品质也在提升中2008 年除了 LED 白冷光的发光效率已达到 100 Lm/W而 LED 暖白光的发光效率预计在 2010 年也可从的 70 Lm/W 提高至 100 Lm/W与其它通用光源相较钨丝灯泡约 15 Lm/W萤光约 45~60 Lm/WHID 灯约 120~150 Lm/WLED 的发光效率显然已渐具优势以下是针对 LED 及其它常见灯具的灯性比较
热源少操作环境广小型化耐震动光束集中
日光 萤光 灯
萤光灯省电但废弃物易碎有汞污染等问题
白炽钨丝灯泡
低效率高耗电寿命短易碎
1.建筑物外观照明
对建筑物某个区域进行投射无非是使用控制光束角的圆头和方头形状的投光灯具这与传统的投光灯具概念完全一致但是由于小而薄线性投射灯具的研发无疑成为LED投射灯具的一大亮点因为许多建筑物根本没有出挑的地方放置传统的投光灯它的安装便捷可以水准也可以垂直方向安装与建筑物表面更好地结合为照明设计师带来了新的照明语汇拓展了创作空间并将对建筑和建筑的照明手法产生了
由于LED不像传统灯具光源多是玻璃泡壳它可以与城市街道家具很好的有机结合可以在城市的休闲空间如路径楼梯甲板滨水地带园艺进行照明对于花卉或低矮的灌木可以使用LED作为光源进行照明LED隐藏式的投光灯具会特别受到青睐固定端可以设计为插拔式依据植物生长的高度方便进行调节
3.标识与指示性照明
需要进行空间限定和引导的场所如道路路面的分隔显示楼梯踏步的局部照明紧急出口的指示照明可以使用表面亮度适当的LED自发光埋地灯或嵌在垂直墙面的灯具如影剧院观众厅内的地面引导灯或座椅侧面的指示灯以及购物中心内楼层的引导灯等另外LED与霓虹灯相比由于是低压没有不会因为制作中弯曲而增加费用值得在标识设计中推广使用
4.室内空间展示照明就照明品质来说由于LED光源没有热量紫外与红外辐射对展品或商品不会产生损害与传统光源比较灯具不需要附加滤光装置简单费用低廉易于安装其精确的布光可作为博物馆光纤照明的替代品商业照明大都会使用彩色的LED室内装饰性的白光LED结合室内装修为室内提供辅助性照明暗藏光带可以使用LED对于低矮的空间特别有利
5.娱乐场所及舞台照明
由于LED的动态数字化控制色彩亮度和调光活泼的饱和色可以创造静态和动态的照明效果从白光到全光谱中的任意颜色LED的使用在这类空间的照明中开启了新的思路长寿命高流明的维持值10000小时后仍然维持90%的光通与PAR灯和金卤灯的 50～250 小时的寿命相比降低了维护费用和更换光源的频率另外LED克服了金卤灯使用一段时间后颜色偏移的现象与PAR灯相比没有热辐射可以使空间变得更加舒适LED彩色装饰墙面在餐饮建筑中的已蔚然成风
6.视频屏幕
LED显示屏是当今世界上最为引人注目的户外大型显示装置采用先进的数字化视频处理技术有无可比拟的超大面积与超高亮度另外屏幕上装有的led灯还可以根据不同的户内外环境采用各种规格的发光像素实现不同的亮度色彩分辨率以满足各种用途它可以动态显示图文动画信息利用多媒体技术可播放各类多媒体文件世界上最有的LED显示屏当属美国曼哈顿广场纽约证券交易所总计使用了18,677,760只LED面积为10,736平方英尺屏幕可以划分成多个画面而同时显示将华尔街股市的行情一目了然呈现在公众面前另外崛起在上海浦东陆家嘴中心的震旦国际总部整个朝向的建筑立面镶上了长100m的超大型LED屏总计面积达到3600平方米堪称世界第一
7.车辆指示灯照明
用于车辆道路交通信息显示在城市交通高速公路等领域LED作为可变指示灯以及照明作用等替代国外同类产品得到普遍采用其中电力调度车辆动态跟踪车辆调度管理等也在逐步采用高密度的LED显示屏起到指示灯照明作用50 年前人们已经了解半导体材料可产生光线的基本第一个商用产生于 1960 年 发光二极管的核心部分是由 p 型半导体和 n 型半导体组成的晶片在 p 型和 n 型之间有一个过渡层称为 p-n 结在某些材料的 PN 结中注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来从而把电能直接转换为光能 PN 结加反向电压少数载流子难以注入故不发光这种利用原理制作的叫发光二极管通称 LED 当它处于正向工作状态时即两端加上正向电压从 LED 阳极流向阴极时半导体晶体就发出从紫外到红外不同的光线光的强弱与电流有关高光效低光衰已广泛应用于等诸多照明领域深受业界一致好评
1. 采用固态半导体器件晶片自主封装发光效率高1W的亮度可达到普通日光灯3W的效果节约60%的电量具有良好的光衰表现耐高温pc塑料材料精制
2. 较低的vf值3.1v-3.5v可降低耗散功率减少发热量延长LED的工作时间
3. 采用独创的环氧树脂封装工艺以电子的形式发出能量,正白和暧白的流明值可做到差不多.产品无光斑色圈显色高一致性好
4.经过特殊方法处理保证不会掉落
,LED射光., led射灯 大功率60W 80W 120W 160W 180W LED装饰灯灯 LED路灯LED工矿灯LED照明最初用作仪器仪表的指示光源后来各种光色的 LED 在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用产生了很好的经济效益和社会效益以 12 英寸的红色交通信号灯为例在美国本来是采用长寿命低光效的 140 瓦白炽灯作为光源
它产生 2000的白光经红色滤光片后光损失 90% 只剩下 200 流明的红光而在新设计的灯中 Lumileds 公司采用了 18 个红色 LED 光源包括电路损失在内共耗电 14 瓦即可产生同样的光效
汽车信号灯也是 LED 光源应用的重要领域 1987 年我国开始在汽车上安装由于 LED 响应速度快纳秒级可以及早让尾随车辆的司机知道行驶状况减少汽车追尾事故的发生
另外 LED 灯在室外红绿蓝全彩显示屏匙扣式微型电筒等领域都得到了应用LED照明灯具可以分为室内照明和室外照明两个部分市面上常见的LED照明灯具类型主要有以下几种产品类型LED大功率模组模块路灯LED射灯LED灯杯LED灯座LED灯头LED灯带LED灯管LED灯具LED灯条LED软灯条LED灯串LED灯泡LED灯珠LED灯芯LED芯片LED筒灯LED蜡烛灯LED星星灯LED感应灯小功率LED灯大功率LED灯大功率LED节能灯LED流星雨灯LED空气维生素净化灯LED声控灯LED平板灯LED触摸灯LED半导体照明LED大功率天花灯LED防爆灯LED管屏LED防爆防腐防尘灯LED固态免维护防爆灯LED日光灯透镜LED防爆投光灯LED大功率灯LED日光灯LED电视LED背光LED车灯LED补光灯LED强光手电筒LED投光灯LED斗胆灯LED玉米灯LED埋地灯LED橱柜灯LED舞台灯LED商场灯LED车床专用灯LED牙灯LED矿用架线机车灯LED防爆平台灯LED隧道灯其他LED分类产品1散热需求高
在散热不良的情况下LED的寿命会大幅减少
2高起始成本
LED价格高虽然说长期成本可能较低但是较高的起始成本降低了LED的普及率
3演色性有待加强
萤光灯无法完全取代的重要原因就是因为萤光灯演色性不佳白炽灯是连续而且平滑的演色性接近100这样的光线也有较健康护眼的特色其他人工光源多属很难取代白炽灯及中低阶LED的演色性甚至还低于萤光灯
4效率仍待加强
LED在低光度下效率极佳但是当功率LED灯提高效率就没那么好尤其是中低阶的大功率LED照明效率还是比不上T5灯管
5生产误差大
同一批生产的LED每颗LED之间的特性亮度颜色偏压…等也有相当大的差异必须花费相当成本分出各种LED
6设计理念发展
LED灯具的设计理念有两种一种是2008年飞利浦提出的情景照明另一种是2009年凯西欧提出的情调照明1)LED的漏电流过大造成PN结失效使LED灯灯饰点不亮这种情况一般不会影响其它的LED灯的工作
2)LED灯的内部连接引线断开造成LED无电流通过而产生死灯这种情况会影响其它的LED灯的正常工作
人体静电对LED的损害也是很大的工作时应穿防静电服装配带静电环静电环应接地良好有一种不须要接地的静电环防静电的效果不好建议不使用配带该种产品如果工作人员违反操作规程则应接受相应的警示教育同时也起到告示他人的作用人体带静电的多少与人穿的不同面料衣服及各人的体质有关秋冬季黑夜我们脱衣服就很容易看见衣服之间的放电现象这种静电放电的电压就有三千伏
有些企业采用手工焊接使用40瓦普通烙铁焊接温度无法控制烙铁温度在300-400℃以上过高的焊接温度也会造成死灯LED引线在高温下膨胀系数比在150℃左右的膨胀系数高好几倍内部的金丝焊点会因为过大的热胀冷缩将焊接点拉开造成死灯现象
LED之所以有很长的寿命也只是相对于在比较适合的工作环境而造成LED灯饰损坏的主要有两种成因一是过电冲击就是LED上施加的电流超过该LED技术数据手册中的最大额定电流包括过压引起的过电冲击;另一种是过热损伤可是我们在现实中该怎么防止LED灯饰被损坏呢
首先防止电冲击防止发生瞬态过电流一般发生电冲击的都是由于极大的瞬态过电流引起其造成的直接后果就是导致靠近焊接线的其他部分损坏例如密封材料
其次做好散热系统如今国内对于LED散热系统的相关技术还不是很成熟而过大的热量会直接导致LED灯饰内部器件损坏从而导致LED灯饰失效随着社会经济的发展和人们生活水平的提高人们对商业空间的要求也越来越高照明是店铺空间的重要组成部分之一设计能够吸引和引导消费者的目光
通过空间光环境的塑造塑造出引人入胜的展示空间和展示形象采用多种照明手法展示店铺主题形象让人产生联想唤起消费者的共鸣建立与消费者互通的情感交流
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