LED光源全稱發(fā)光二極管。由含鎵(Ga)、砷(As)、磷(P)、氮(N)等的化合物制成。當(dāng)電子與空穴復(fù)合時能輻射出可見光,因而可以用來制成發(fā)光二極管。
LED用途很廣泛,在電路及儀器中作為指示燈,或者顯示為文字或數(shù)字。不同的二級管發(fā)光顏色不一樣.砷化鎵二極管發(fā)紅光,磷化鎵二極管發(fā)綠光,碳化硅二極管發(fā)黃光,氮化鎵二極管發(fā)藍(lán)光。因化學(xué)性質(zhì)又分有機(jī)發(fā)光二極管OLED和無機(jī)發(fā)光二極管LED。
20世紀(jì)90年代LED技術(shù)的長足進(jìn)步,不僅是發(fā)光效率超過了白熾燈,光強(qiáng)達(dá)到了燭光級,而且顏色也從紅色到藍(lán)色覆蓋了整個可見光譜范圍,這種從指示燈水平到超過通用光源水平的技術(shù)革命導(dǎo)致各種新的應(yīng)用,諸如汽車信號燈、交通信號燈、室外全色大型顯示屏以及特殊的照明光源.成為新一代的光源新秀.
LED光源特點(diǎn)
發(fā)光二極管與通俗二極管一樣是由一個PN結(jié)構(gòu)成,也具有單領(lǐng)導(dǎo)電性。當(dāng)給發(fā)光二極管加上正向電壓后,從P區(qū)注進(jìn)到N區(qū)的空穴和由N區(qū)注進(jìn)到P區(qū)的電子,在PN結(jié)四周數(shù)微米內(nèi)別離與N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴復(fù)合,產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。不同的半導(dǎo)體材估中電子和空穴所處的能量狀況不同。當(dāng)電子和空穴復(fù)合時開釋出的能量多少不同,開釋出的能量越多,則發(fā)出的光的波長越短。常用的是發(fā)紅光、綠光或黃光的二極管。
發(fā)光二極管的反向擊穿電壓約5伏。它的正向伏安特點(diǎn)曲線很陡,應(yīng)用時必須串聯(lián)限流電阻以控制經(jīng)過過程管子的電流。限流電阻R可用下式計算:
R=(E-UF)/IF
式中E為電源電壓,UF為LED的正向壓降,IF為LED的一般工作電流。
LED光源與小白熾燈泡和氖燈相比,LED光源的特點(diǎn)是:工作電壓很低(有的僅一點(diǎn)幾伏);工作電流很?。ㄓ械膬H零點(diǎn)幾毫安即可發(fā)光);抗沖擊和抗震性能好,可靠性高,壽命長;經(jīng)過過程調(diào)制經(jīng)過過程的電流強(qiáng)弱可以便利地調(diào)制發(fā)光的強(qiáng)弱。由于有這些特點(diǎn),LED光源在一些光電控制設(shè)備中用作光源,在很多電子設(shè)備中用作旌旗燈號顯示器。把它的管心做成條狀,用7條條狀的發(fā)光管構(gòu)成7段式半導(dǎo)體數(shù)碼管,每個數(shù)碼管可顯示0~9十個數(shù)量字。
LED光源參數(shù)
1、色溫
常規(guī)色溫:暖白光(WW)2700-3200k、自然光(NW)4000-4500K、正白光(PW)6000-6500K、 冷白光(CW)7000-7500k 【此處冷白光區(qū)別與珠寶燈的冷白光,珠寶燈的冷白光一般為15000-20000K】另外,紅色、綠色、藍(lán)色等單一彩色燈珠chang也可以做。
2、功率
LED球泡燈一般的功率都在12W以下。常見LED球泡燈功率分為:3w、4w、5w、6w、7w、8w、9w、10w。
3、電壓和電流
電壓和電流也是LED球泡燈很重要的基本參數(shù)。世界不同國家的電網(wǎng)電壓以及某些場合使用的電壓是不一樣的。常用的電壓為12v、110v、220v、85v-265v。電流分為輸入電流和燈珠電流。第一:輸入電流:可以用電源測試出來了,不同的功率不一樣,以儀器為準(zhǔn)。第二:燈珠電流:一般大功率都是以300mA—320mA-之間。電流對LED燈的光衰影響很大,因此電流的穩(wěn)定性也很重要。燈珠電流和電壓不能給的太大,否則會嚴(yán)重影響LED燈的壽命。
4、光效
光效也是LED球泡燈很重要的一個因素。目前(2013年8月)為止,用日亞、科銳等芯片的燈珠光效一般為150-0Lm/W左右。【此處不考慮實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下測試的光效,目前(2013-4月為止,科銳公布的實(shí)驗(yàn)室下最高光效為276Lm/W】,目前國內(nèi)用臺灣芯片的燈珠光效基本在100-130Lm/W上下。
5、光通量
光通量主要由LED球泡燈的光效和功率來決定。一般用積分球測量。
6、照度
照度一般燈光設(shè)計師會考慮的比較多,一般情況下,我們考慮的很少。照度的單位為勒克斯,英文為Lux,現(xiàn)在也可以縮寫為Lx。1 Lm的光通量均勻分布在1平方米表面上所產(chǎn)生的光照度。照度通常用照度表進(jìn)行測量,照度表使用簡單,購買成本便宜,在沒有積分球系統(tǒng)的時候可以用照度表來測量作為一些參考。
7、光衰
光衰用通俗的話講,就是球泡燈在使用一定時間后,亮度下降了多少。影響LED燈光衰最主要的因素是散熱和電流。電流不穩(wěn)定、散熱效果差,光衰就會很嚴(yán)重。如果LED燈泡使用的是隔離式恒壓+恒流LED驅(qū)動電源、車鋁燈殼散熱,則光衰控制在2‰以內(nèi)。
8、色差
色差就是色溫的不一致性,一般暖白光(2700-3200k)會考慮到色差問題。暖白光就是我們平時說的黃光,有時候我們買了兩支同樣品牌、同樣功率發(fā)黃光的節(jié)能燈,在同一環(huán)境下點(diǎn)亮,會發(fā)現(xiàn)一個光色比較亮,一個光色比較暗,這種情況就是色差。在有些場合,色差是覺得不允許出現(xiàn)的。
9、顯色性
光源對物體本身顏色呈現(xiàn)的程度稱為顯色性,也就是顏色逼真的程度;光源的顯色性是由顯色指數(shù)來表明,它表示物體在光下顏色比基準(zhǔn)光(太陽光)照明時顏色的偏離,能較全面反映光源的顏色特性。顯色性高的光源對顏色表現(xiàn)較好,我們所見到的顏色也就接近自然色,顯色性低的光源對顏色表現(xiàn)較差,我們所見到的顏色偏差也較大。國際照明委員會 CIE 把太陽的顯色指數(shù)定為 100 ,各類光源的顯色指數(shù)各不相同,如:高壓鈉燈顯色指數(shù) Ra=23 ,熒光燈管顯色指數(shù) Ra=60~90 。顯色分兩種:忠實(shí)顯色:能正確表現(xiàn)物質(zhì)本來的顏色需使用顯色指數(shù) (Ra) 高的光源,其數(shù)值接近100 ,顯色性最好。效果顯色:要鮮明地強(qiáng)調(diào)特定色彩,表現(xiàn)美的生活可以利用加色法來加強(qiáng)顯色效果。
10、眩光
視野內(nèi)有亮度極高的物體或強(qiáng)烈的亮度對比,則可以造成視覺不舒適稱為眩光,眩光是影響照明質(zhì)量的重要因素。
11、使用壽命
LED在一般說明中,都是可以使用50,000小時以上,還有一些生產(chǎn)商宣稱其LED可以運(yùn)作100,000小時左右。這方面主要的問題是,LED并不是簡單的不再運(yùn)作而已,它的額定使用壽命不能用傳統(tǒng)燈具的衡量方法來計算。實(shí)際上,在測試LED使用壽命時,不會有人一直呆在旁邊等著它停止運(yùn)作。不過,還是有其他方法來測算LED的使用壽命。LED之所以持久,是因?yàn)樗粫a(chǎn)生燈絲熔斷的問題。LED不會直接停止運(yùn)作,但它會隨著時間的推移而逐漸退化。有預(yù)測表明,高質(zhì)量LED在經(jīng)過50,000小時的持續(xù)運(yùn)作后,還能維持初始燈光亮度的60%以上。假定LED已達(dá)到其額定的使用壽命,實(shí)際上它可能還在發(fā)光,只不過燈光非常微弱罷了。要想延長LED的使用壽命,就有必要降低或完全驅(qū)散LED芯片產(chǎn)生的熱能。熱能是LED停止運(yùn)作的主要原因。
傳統(tǒng)發(fā)光二極管所使用的無機(jī)半導(dǎo)體物料和所它們發(fā)光的顏色