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LED = Light Emitting Diode 发光二极管

2014-8-12 09:37| 发布者: admin| 查看: 994| 评论: 0

摘要: LED = Light Emitting Diode 发光二极管 桂林京磁科技有限公司 2012-03-05 16:52:15 作者: 来源: 文字大小: LED产品和相关小常识 组成   LED(Light Emitting Diode),发光二极管,是一种固态的半导体器件,它 ...
LED = Light Emitting Diode 发光二极管
桂林京磁科技有限公司 2012-03-05 16:52:15 作者: 来源: 文字大小:[大][中][小]

LED产品和相关小常识

组成

  LED(Light Emitting Diode),发光二极管,是一种固态的半导体器件,它可以直接把电能转化为光能。LED的心脏是一个半导体的晶片,晶片的一端附着在一个支架上,是负极,另一端连接电源的正极,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P型半导体,在它里面空穴占主导地位,另一端是N型半导体,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发光的原理。而光的波长(光的颜色),是由形成P-N结材料决定的。

  LED(Light-Emitting-Diode中文意思为发光二极管)是一种能够将电能转化为光能的半导体,它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理,而采用电场发光。据分析,LED的特点非常明

LED灯泡以及灯具图片(19张)

显,寿命长、光效高、无辐射与低功耗。白光LED的光谱几乎全部集中于可见光频段,其发光效率可超过150lm/W(2010年)。将LED与普通白炽灯、螺旋节能灯及T5三基色荧光灯进行对比,结果显示:普通白炽灯的光效为12lm/W,寿命小于2000小时,螺旋节能灯的光效为60lm/W,寿命小于8000小时,T5荧光灯则为96lm/W,寿命大约为10000小时,而直径为5毫米的白光LED光效理论上可以超过150lm/W,寿命可大于100000小时。有人还预测,未来的LED寿命上限将无穷大。然而,LED灯的工作原理使得在大功率LED照明行业里散热问题变得非常突出,许多LED照明方案不够重视散热,或者是技术水平有限,所以目前量产的大功率LED灯普遍存在实际使用寿命远远不如理论值,性价比低于传统灯具的尴尬情况。为了提高LED灯具的使用寿命,真正做到适合商业化的量产,LED照明行业正在独立或者和专业的导热材料供应商合作加紧研制新型导热材料,比如导热塑料等等。

  大功率LED,一般指大于0.65W,这一点不同公司内部也会有不同的标准,因为目前在大功率LED领域还没有形成大家一致认可的行业标准。光强与流明比小功率大,但同样散热也很大,现在大功率大多是单颗应用,加上有效散热面积很大的散热片,也出现了集成在一起的LED灯矩阵,但是散热效果不是很好。小功率一般是0.06W左右的。现在LED手电一般是用小功率用的,光散不散,取决于LED的发光角度,有大角度小角度之分,小角度不散,大角度才散。市面上的手电筒一般是用草帽头做的。效果很好。现在就担心有些厂家不重质量,拿的次品LED做电筒,用不了多久就有死灯。

  LED的亮度是跟LED的发光角度有必然关系的,LED的角度越小它的亮度越高,没有什么超亮不超亮的,那是骗小孩的,如果是质量好的LED不管是哪家LED厂家生产的大家的亮度都差不多的,只是生产工艺不一样,使用寿命略有不同,因为大家用的都是那几家国外的LED芯片.如果是5MM的LED180度角的白光的亮度只有几百MCD,如果是15度角的亮度就要去到一万多两万MCD的亮度了,亮度相差好几十倍了,如果是用于照明用的,在户外最好是用大功率的LED了,亮度就更高了,单个功率有1W,3W,5W,还有的是用多个大功率组合成一个大功率的LED,功率去到几百都有.

  色温和亮度没关系,而亮度和流明值有关

  来看几个相关概念:

光通量

  (lm)

  由于人眼对不同波长的电磁波具有不同的灵敏度,我们不能直接用光源的辐射功率或辐射通量来衡量光能量,必须采用以人眼对光的感觉量为基准的单位----光通量来衡量。光通量用符号Φ表示,单位为流明(lm)。

发光强度

  (cd)

  光通量是说明某一光源向四周空间发射出的总光能量。不同光源发出的光通量在空间的分布是不同的。发光强度的单位为坎德拉,符号为cd,它表示光源在某单位球面度立体角(该物体表面对点光源形成的角)内发射出的光通量。1 cd = 1 lm/1 sr (sr:立体角的球面度单位)。

亮度

  (cd/m2) 

  亮度是表示眼睛从某一方向所看到物体发射光的强度。单位为坎德拉/平方米[cd/m2],符号为L,表明发光体在特定方向单位立体角单位面积内的光通量,它等于1平方米表面上发出1坎德拉的发光强度。

色温

  ( Color Temperature )

  当光源所发出的光的颜色与黑体在某一温度下辐射的颜色相同时,黑体的温度就称为该光源的色温,用绝对温度K(开尔文,开氏度 = 摄氏度 + 273.15 )表示。

  显色性(Color rendering property)

  原则上,人造光线应与自然光线相同,使人的肉眼能正确辨别事物的颜色,当然,这要根据照明的位置和目的而定。

  光源对于物体颜色呈现的程度称为显色性。通常叫做"显色指数"(Ra)。显色性是指事物的真实颜色(其自身的色泽)与某一标准光源下所显示的颜色关系。Ra值的确定,是将DIN6169标准中定义的8种测试颜色在标准光源和被测试光源下做比较,色差越小则表明被测光源颜色的显色性越好。

  Ra值为100的光源表示,事物在其灯光下显示出来的颜色与在标准光源下一致。

基本信息

  LED(Light Emitting Diode),发光二极管,是一种固态的半导体器件,它可以直接把电能转化为光能。LED的心脏是一个半导体的晶片,晶片的一端附着

  

LED灯株

在一个支架上,是负极,另一端连接电源的正极,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P型半导体,在它里面空穴占主导地位,另一端是N型半导体,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发光的原理。而光的波长决定光的颜色,是由形成P-N结材料决定的。

  

贴片LED

编辑本段LED应用

  鉴于LED 的自身优势,目前主要应用于以下几大方面:

  (1) 显示屏、交通讯号显示光源的应用LED 灯具有抗震耐冲击、光响应速度快、省电和寿命长等特点,广泛应用于各种室内、户外显示屏,分为全色、双色和单色显示屏,全国共有100 多个单位在开发生产。交通信号灯主要用超高亮度红、绿、黄色LED, 因为采用LED 信号灯既节能,可靠性又高,所以在全国范围内,交通信号灯正在逐步更新换代,而且推广速度快,市场需求量很大,是个很好的市场机会。

  (2) 汽车工业上的应用汽车用灯包含汽车内部的仪表板、音响指示灯、开关的背光源、阅读灯和外部的刹车灯、尾灯、侧灯以及头灯等。汽车用白炽灯不耐震动撞击、易损坏、寿命短,需要经常更换。1987年,我国开始在汽车上安装高位刹车灯。由于LED响应速度快, 可以及早提醒司机刹车,减少汽车追尾事故,在发达国家,使用LED制造的中央后置高位刹车灯已成为汽车的标准件,美国HP公司在1996年

  

半导体照明

推出的LED汽车尾灯模组可以随意组合成各种汽车尾灯。此外,在汽车仪表板及其他各种照明部分的光源,都可用超高亮度发光灯来担当,所以均在逐步采用LED 显示。我国汽车工业正处于大发展时期,是推广超高亮度LED 的极好时机。近几年内会形成年产10亿元的产值,5 年内会形成每年30 亿元的产值。

  (3) LED背光源以高效侧发光的背光源最为引人注目,LED作为LCD背光源应用,具有寿命长、发光效率高、无干扰和性价比高等特点, 已广泛应用于电子手表、手机、BP机、电子计算器和刷卡机上,随着便携电子产品日趋小型化,LED背光源更具优势,因此背光源制作技术将向更薄型、低功耗和均匀一致方面发展。LED是手机关键器件,一部普通手机或小灵通约需使用10 只LED器件,而一部彩屏和带有照相功能的手机则需要使用约20 只LED器件。现阶段手机背光源用量非常大,一年要用35 亿只LED芯片。目前我国手机生产量很大,而且大部分LED背光源还是进口的,对于国产LED产品来说,这是个极好的市场机会。

  (4)LED照明光源早期的产品发光效率低,光强一般只能达到几个到几十个mcd,适用在室内场合,在家电、仪器仪表、通讯设备、微机及玩具等方面应用。目前直接目标是LED光源替代白炽灯和荧光灯,这种替代趋势已从局部应用领域开始发展。日本为节约能源,正在计划替代白炽灯的发光二极管项目( 称为" 照亮日本") ,头五年的预算为50 亿日元,如果LED替代半数的白炽灯和荧光灯,每年可节约相当于60 亿升原油的能源, 相当于五个1.35 ×106kW 核电站的发电量,并可减少二氧化碳和其它温室气体的产生,改善人们生活居住的环境。我国也于2004 年投资50 亿大力发展节能环保的半导体照明计划。

  (5) 其它应用例如一种受到儿童欢迎的闪光鞋,走路时内置的LED会闪烁发光,仅温州地区一年要用5 亿只发光二极管;利用发光二极管作为电动牙刷的电量指示灯,据国内正在投产的制造商介绍, 该

LED灯具(5张)

公司已有少量保健牙刷上市,预计批量生产时每年需要3 亿只发光灯;正在流行的LED圣诞灯,由于造型新颖、色彩丰富、不易碎破以及低压使用的安全性,近期在香港等东南亚地区销势强劲,受到人们普遍的欢迎,正在威胁和替代现有电泡的圣诞市场。

  (6)家用室内照明的LED产品越来受人欢迎,LED筒灯LED天花灯LED日光灯,LED光纤灯已悄悄地进入家庭!

LED照明颜色

  LED(LightingEmittingDiode)照明即是发光二极管照明,是一种半导体固体发光器件。它是利用固体半导体芯片作为发光材料,在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射,直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。LED照明产品就是利用LED作为光源制造出来的照明器具。

  照明原理

  LED是由Ⅲ-Ⅳ族化合物,如GaAs(砷化镓)、GaP(磷化镓)、GaAsP(磷砷化镓)等半导体制成的,其核心是PN结。因此它具有一般P-N结的I-N特性,即正向导通,反向截止、击穿特性。此外,在一定条件下,它还具有发光特性。在正向电压下,电子由N区注入P区,空穴由P区注入N区。进入对方区域的少数载流子(少子)一部分与多数载流子(多子)复合而发光。

LED优点

  LED的内在特征决定了它具有很多优点,诸如:

一、体积小

  LED基本上是一块很小的晶片被封装在环氧树脂里面,所以它非常小,非常轻。

二、耗电量低

  LED耗电相当低,直流驱动,超低功耗(单管0.03-0.06瓦),电光功率转换接近30%。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,它消耗的电能不超过0.1W,相同照明效果比传统光源节能近80%

三、使用寿命长

  有人称LED光源为长寿灯。它为固体冷光源,环氧树脂封装,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,在恰当的电流和电压下,使用寿命可达6万到10万小时,比传统光源寿命长10倍以上。

四、高亮度、低热量

  LED使用冷发光技术,发热量比普通照明灯具低很多。

五、环保

  LED是由无毒的材料作成,不像荧光灯含水银会造成污染,同时LED也可以回收再利用。光谱中没有紫外线红外线,既没有热量,也没有辐射,眩光小,冷光源,可以安全触摸,属于典型的绿色照明光源

六、坚固耐用

  LED被完全封装在环氧树脂里面,比灯泡和荧光灯管都坚固。灯体内也没有松动的部分,使得LED不易损坏。

  

LED灯

七、多变幻

  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256×256×256=16777216种颜色,形成不同光色的组合变化多端,实现丰富多彩的动态变化效果及各种图像。

八、技术先进

  与传统光源单调的发光效果相比,LED光源是低压微电子产品。它成功融合了计算机技术、网络通信技术、图像处理技术、嵌入式控制技术等,所以亦是数字信息化产品,是半导体光电器件“高新尖”技术,具有在线编程、无限升级、灵活多变的特点。

LED 缺点

  第一点 LED发光二极管已被全球公认为最高效的人造照明技术。虽然国内还有不少人在商家误导下认为LED是用来替代LCD液晶的显示技术,但实际上这种高能效照明技术从上世纪六七十年代就已经开始应用,如今从各种指示灯、路灯、节日彩灯再到笔记本、电视背光都在广泛采用LED照明。由于其高能效,人们普遍认为用LED灯取代传统的灯泡、荧光灯是一种非常环保的做法。

  然而,近日由美国加州大学艾尔文分校进行的一项调查却显示,使用LED的环保功效很可能会被其包含的有毒物质所抵消。在该校社会生态学系和公共健康项目共同进行的这项研究中,他们分析了市场上常见的圣诞树彩灯组中的红色、黄色、绿色和蓝色的LED灯,其中既包括高亮度LED,也包括低亮度产品。

  结果显示,这些LED灯中包含有锑、砷、铬、铅以及其他多种金属元素。其中,部分LED灯的有毒元素含量已经超过了监管部门制定的标准。比如在低亮度红色LED灯中,研究人员发现其铅含量超标达到8倍,镍含量也超标2.5倍。

  实际上在美国加州法律中,绝大多数LED灯都已经被明确定义为有毒垃圾,如果使用普通填埋的办法处理将会污染土壤和地下水。而如果LED灯破碎,还可能会对直接接触的人体健康造成损害。但至今,无论各国政府还是民众都对LED灯的环境和健康危险知之甚少。

  该报告表示,LED中的砷、铅、镍和铜元素对人体和环境的影响最为严重,未来应当进行更为细致深入的调查,以促进政府对LED产品的安全使用和回收处理制定规范。简单的说,大家应该清楚,虽然LED的能效非常高,但它绝非完全环保的选择,只是蕴含的潜在危险和其他照明技术不同罢了。

  第二点 LED需要由于单个发光面比较窄,通常大规模集成在线路板上,形成一个比较大的发光源,由此会造成大量热量积累,有时会击穿电路板。所以LED灯的散热一定要好。

  第三点 人眼最不能接受的是蓝光和UV光(即紫外线光),蓝光杀伤人眼活性细胞的能力是绿光的10倍,而UV光杀伤人眼活性细胞的能力又是蓝光的10倍,长期接触大量低波长的蓝光能大量杀伤人眼活性细胞,最终癌化形成斑块。而LED白光形成主要是靠450-455NM波长蓝光激发荧光粉,其中波长越低击发能力越强,通常LED的波长出厂控制在500NM之内,即450-455NM,或455-460NM,属于伤害最强的区段,如果波长变大,那么激发荧光粉的能力就下降,效率降低。人们为了追求亮度,通常更会加强LED的蓝光强度,点灯时间越久,荧光粉衰减越快,进而导致人眼接触的蓝光波段的光照越强烈,从而对人眼造成伤害。

  所以LED灯具在道路交通的LED导航指示、LED路灯、LED台灯的使用上具有一定的不利因素,容易让人在使用过程中产生头晕眼花、不舒服的感觉,甚至长期使用会变成眼晴伤害,使得患眼病的机率会有所提高。


鲜花

握手

雷人

路过

鸡蛋

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