LED環保燈

LED環保燈

LED環保燈是選用LED為光源的燈具產品,有使用低壓電源、耗能少、適用性強、穩定性高、回響時間短、對環境無污染、多色發光等的優點,雖然價格較現有照明器材昂貴,仍被認為是它將不可避免地替代現有照明器件。

發展史:

LED環保燈 LED環保燈

上個世紀60年代,科技工作者利用半導體PN結髮光的原理,研製成了LED發光二極體。當時研製的LED,所用的材料是GaASP,其發光顏色為紅色。經過近30年的發展,現在大家十分熟悉的LED,已能發出紅、橙、黃、綠、藍等多種色光。然而照明需用的白色光LED僅在近年才發展起來,這裡向讀者介紹有關照明用白光LED

聯繫:

1. 可見光的光譜和LED白光的關係。 眾所周之,可見光光譜的波長範圍為380nm~760nm,是人眼可感受到的七色光——紅、橙、黃、綠、青、藍、紫,但這七種顏色的光都各自是一種單色光。例如LED發的紅光的峰值波長為565nm。在可見光的光譜中是沒有白色光的,因為白光不是單色光,而是由多種單色光合成的複合光,正如太陽光是由七種單色光合成的白色光,而彩色電視機中的白色光也是由三基色紅、綠、藍合成。由此可見,要使LED發出白光,它的光譜特性應包括整個可見的光譜範圍。但要製造這種性能的LED,在目前的工藝條件下是不可能的。根據人們對可見光的研究,人眼睛所能見的白光,至少需兩種光的混合,即二波長發光(藍色光+黃色光)或三波長發光(藍色光+綠色光+紅色光)的模式。上述兩種模式的白光,都需要藍色光,所以攝取藍色光已成為製造白光的關鍵技術,即當前各大LED製造公司追逐的“藍光技術”。目前國際上掌握“藍光技術”的廠商僅有少數幾家,比如日本的日亞化學,日本的豐田合成,美國的CREE,德國的歐司朗等,所以白光LED的推廣套用,尤其是高亮度白光LED在我國的推廣還有一個過程。

2. 白光LED的工藝結構和白色光源。 對於一般照明,在工藝結構上,白光LED通常採用兩種方法形成,第一種是利用“藍光技術”與螢光粉配合形成白光;第二種是多種單色光混合方法。這兩種方法都已能成功產生白光器件。第一種方法產生白光的系統如圖1所示,圖中LED GaM晶片發藍光(λp=465nm),它和YAG(釔鋁石榴石)螢光粉封裝在一起,當螢光粉受藍光激發後發出黃色光,結果,藍光和黃光混合形成白光(構成LED的結構如圖2所示)。第二種方法採用不同色光的晶片封裝在一起,通過各色光混合而產生白光。

3.白光LED照明新光源的套用前景。 為了說明白光LED的特點,先看看目前所用的照明燈光源的狀況。白熾燈和鹵鎢燈,其光效為12~24流明/瓦;螢光燈和HID燈的光效為50~120流明/瓦。對白光LED:在1998年,白光LED的光效只有5流明/瓦,到了1999年已達到15流明/瓦,這一指標與一般家用白熾燈相近,而在2000年時,白光LED的光效已達25流明/瓦,這一指標與鹵鎢燈相近。有公司預測,到2005年,LED的光效可達50流明/瓦,到2015年時,LED的光效可望達到150~200流明/瓦。那時的白光LED的工作電流便可達安培級。由此可見開發白光LED作家用照明光源,將成可能的現實。

分析:

普通照明用的白熾燈和鹵鎢燈雖價格便宜,但光效低(燈的熱效應白白耗電),壽命短,維護工作量大,但若用白光LED作照明,不僅光效高,而且壽命長(連續工作時間10000小時以上),幾乎無需維護。目前,德國Hella公司利用白光LED開發了飛機閱讀燈;澳大利亞首都坎培拉的一條街道已用了白光LED作路燈照明;我國的城市交通管理燈也正用白光LED取代早期的交通秩序指示燈。可以預見不久的將來,白光LED定會進入家庭取代現有的照明燈。

特點和優點

LED的內在特徵決定了它是最理想的光源去代替傳統的光源,它有著廣泛的用途。

體積小

LED基本上是一塊很小的晶片被封裝在環氧樹脂裡面,所以它非常的小,非常的輕。

耗電量低

LED耗電非常低,一般來說LED的工作電壓是2-3.6V。工作電流是0.02-0.03A。這就是說:它消耗的電不超過0.1W。

使用壽命長

在恰當的電流和電壓下,LED的使用壽命可達10萬小時

高亮度、低熱量

環保

LED是由無毒的材料作成,不像螢光燈含水銀會造成污染,同時LED也可以回收再利用。

堅固耐用

LED是被完全的封裝在環氧樹脂裡面,它比燈泡和螢光燈管都堅固。燈體內也沒有鬆動的部分,這些特點使得LED可以說是不易損壞的。

分類:

1. 按發光管發光顏色分

按發光管發光顏色分,可分成紅色、橙色、綠色(又細分黃綠、標準綠和純綠)、藍光等。另外,有的發光二極體中包含二種或三種顏色的晶片。

根據發光二極體出光處摻或不摻散射劑、有色還是無色,上述各種顏色的發光二極體還可分成有色透明、無色透明、有色散射和無色散射四種類型。散射型發光二極體不適合做指示燈用。

2. 按發光管出光面特徵分

按發光管出光面特徵分圓燈、方燈、矩形、面發光管、側向管、表面安裝用微型管等。圓形燈按直徑分為φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等。國外通常把φ3mm的發光二極體記作T-1;把φ5mm的記作T-1(3/4);把φ4.4mm的記作T-1(1/4)。

由半值角大小可以估計圓形發光強度角分布情況。

從發光強度角分布圖來分有三類:

(1)高指向性。一般為尖頭環氧封裝,或是帶金屬反射腔封裝,且不加散射劑。半值角為5°~20°或更小,具有很高的指向性,可作局部照明光源用,或與光檢出器聯用以組成自動檢測系統。

(2)標準型。通常作指示燈用,其半值角為20°~45°。

(3)散射型。這是視角較大的指示燈,半值角為45°~90°或更大,散射劑的量較大。

3. 按發光二極體的結構分

按發光二極體的結構分有全環氧包封、金屬底座環氧封裝、陶瓷底座環氧封裝及玻璃封裝等結構。

4. 按發光強度和工作電流分

按發光強度和工作電流分有普通亮度的LED(發光強度100mcd);把發光強度在10~100mcd間的叫高亮度發光二極體。一般LED的工作電流在十幾mA至幾十mA,而低電流LED的工作電流在2mA以下(亮度與普通發光管相同)。

除上述分類方法外,還有按晶片材料分類及按功能分類的方法

中國LED產業的發展

LED環保燈 LED環保燈

中國LED產業起步於20世紀70年代。經過30多年的發展,中國LED產業已初步形成了包括LED外延片的生產、LED晶片的製備、LED晶片的封裝以及LED產品套用在內的較為完整的產業鏈。在“國家半導體照明工程”的推動下,形成了上海、大連、南昌、廈門、深圳、揚州和石家莊七個國家半導體照明工程產業化基地。長三角、珠三角、閩三角以及北方地區則成為中國LED產業發展的聚集地。

目前,中國半導體照明產業發展向好,外延晶片企業的發展尤其迅速、封裝企業規模繼續保持較快增長、照明套用取得較大進展。2007年中國LED套用產品產值已超過300億元,已成為LED全彩顯示屏、太陽能LED、景觀照明等套用產品世界最大的生產和出口國,新興的半導體照明產業正在形成。國內在照明領域已經形成一定特色,其中戶外照明發展最快,已有上百家LED路燈企業並建設了幾十條示範道路,但國內在大尺寸LCD背光和汽車前照燈方面仍顯落後。

2008年北京奧運會對LED照明的集中展示讓人們對LED有了全新的認識,有力推動了中國半導體照明產業的發展。當前中國半導體產業產業大而不強,核心競爭力仍有待於進一步提升。對國內企業而言,壯大規模、提高產品質量與技術水平是首要任務,提高未來取得大廠專利授權時的要價能力,或逐步通過研發突破核心專利。

LED電源的估算三大方法

1、靜態實像素(等間距與非等間距相同):16*8實像素單一模組最大功耗 16*8*3*0.02=7.68 16——16個像素點寬;8——8個像素點高;3——每個像素點由三路電流;0.02——估算每一路電流的大小。

註: 2R1G1B實像素兩個紅色LED串聯在一塊只算一路電流。

2、靜態虛擬像素(等間距)2R1G1B:單一模組最大功耗 16*8*4*0.02=10.24 16——16個像素點寬;8——8個像素點高;4——每個像素點由4路電流;0.02——估算每一路電流的大小。

註: 2R1G1B虛擬像素兩個紅色LED分開每一燈管算一路電流。

3、 掃描實像(1R1G1B)或(2R1G1B):以P10全彩四掃16*16模組為例 單一模組最大功 耗 (16*16*3*0.03)/4=10.24 16——16個像素點寬;8——8個像素點高;3——每個像素點由3路電流;0.02——估算每 一路電流的大小;4——為1/4掃描。

註: 1R1G1B實像素四個LED燈管並聯算一路電流;掃描板每一電源估算使用綠為80%。

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