LED基本常識(shí).docVIP

LED 概述LED （發(fā)光二極管），是一種半導(dǎo)體固體發(fā)光器件。利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料，在半導(dǎo)體中通過(guò)載流子發(fā)生復(fù)合放出過(guò)剩的能量而引起光子發(fā)射，直接發(fā)出紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫和白色的光。LED產(chǎn)品就是利用LED作為光源制造出來(lái)的高科技產(chǎn)品LED作為一個(gè)發(fā)光器件，之所以備受人們關(guān)注，是有其較其他發(fā)光器件優(yōu)越的方面，歸納起來(lái)LED有下列一些優(yōu)點(diǎn)：(1) 工作壽命長(zhǎng)：LED作為一種導(dǎo)體固體發(fā)光器件，較之其他發(fā)光器具有更長(zhǎng)的工作壽命。其亮度半衰期通?？蛇_(dá)到十萬(wàn)小時(shí)。如用LED替代傳統(tǒng)的汽車用燈，那么它的壽命將遠(yuǎn)大于汽車車體的壽命，具有終身不用修理與更換的特點(diǎn)。(2) 耗電低：LED是一種低壓工作器件，因此在同等亮度下，耗電最小，可大量降低能耗。相反，隨著今后工藝和材料的發(fā)展，將具有更高的發(fā)光效率。人們做過(guò)計(jì)算，假如日本的照明燈具全部用LED替代，則可減少兩座大型電廠，從而對(duì)環(huán)境保護(hù)十分有利。(3) 響應(yīng)時(shí)間快：LED一般可在幾十毫秒內(nèi)響應(yīng)，因此是一種高速器件，這也是其他光源望塵莫及的。采用LED制作汽車的高位剎車燈的高速狀態(tài)下，大大提高了汽車的安全性。(4) 體積小、重量輕、耐抗擊：這是半導(dǎo)體固體器件的固有特點(diǎn)。所以LED可以被制作到各類清晰精致的顯示器件。(5) 易于調(diào)光、調(diào)色、可控性大：LED作為一種發(fā)光器件，可以通過(guò)流過(guò)電流的變化控制亮度，也可通過(guò)不同波長(zhǎng)LED的配置實(shí)現(xiàn)色彩的變化與調(diào)節(jié)。因此用LED組成的光源或顯示屏，易于通過(guò)電子控制來(lái)達(dá)到各種應(yīng)用的需要。另外，LED光源的應(yīng)用原則上不受窨的限制，可塑性極強(qiáng)，可以任意延伸，實(shí)現(xiàn)積木式拼裝。目前大屏幕的彩色顯示屏非LED莫屬綜上所述，LED節(jié)能環(huán)保的特性，必將成為未來(lái)照明的主要領(lǐng)導(dǎo)者，無(wú)論從環(huán)境保護(hù)還是從企業(yè)的效益來(lái)講，LED都是一個(gè)潛在市場(chǎng)，而且相當(dāng)?shù)拇?，只是目前LED在功能上的成本花銷很大，價(jià)格上比普通的燈泡要貴很大，但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)意義來(lái)講，LED長(zhǎng)壽命換修理節(jié)能，這些優(yōu)越的特性，會(huì)為我們帶來(lái)很好的效益。LED專業(yè)術(shù)語(yǔ)解釋我們?cè)诠ぷ髦薪?jīng)常會(huì)碰到如色溫、光通量、效率等等專業(yè)術(shù)語(yǔ)，這些在LED照明行業(yè)內(nèi)是通用術(shù)語(yǔ)，下面，就讓我們來(lái)了解一下這些專業(yè)術(shù)語(yǔ)到底包含的是什么意思。光通量（光束） (luminous flux ) 光源發(fā)射并被人的眼睛接收的能量之和即為光通量。 單位：流明（LM）。一般情況下，同類型的燈的功率越高，光通量也越大。 例如：一只 40W的普通白熾燈的光通量為350-470lm，而一只40W的普通直管形熒光燈的光通量為2800lm左右，為白熾燈的6-8倍。照 度 (illuminance) 單位被照面上接收到的光通量稱為照度。如果每平方米被照面上接收到的光通量為 1（1m），則照度為1（1x）。單位：勒克斯（1x）。 1勒克斯（1x）相當(dāng)于被照面上光通量為1流明（1m）時(shí)的照度。夏季陽(yáng)光強(qiáng)烈的中午地面照度約5000 1x，冬天晴天時(shí)地面照度約為2000 1x，晴朗的月夜地面照度約0.2 1x。亮 度 （ luminance） 光源在某一方向上的亮度是光源在該方向上的單位投影面積、單位立體角中發(fā)射的光通量。 如果我們把每一物體都視為光源的話，那么亮度就是描述光源光亮的程度，而照度正好是把每一物體都作為被照物體，用一塊木板來(lái)舉例說(shuō)明，當(dāng)一定光束照到木板時(shí)我們講木板有多少照度，然后木板將多少光束反射到人眼，就稱為木板的多少亮度，那么有如下式子：亮度等于照度乘以反射率。 在同一房間同一位置一塊白布和一塊黑布的照度是相同的，而亮度是不同的。光 效 （luminous efficacy of light source） 光源所發(fā)出的總光通量與該光源所消耗的電功率（瓦）的比值，稱為該光源的光效。 單位：流明 /瓦（lm/W）色 溫 （CT-color temperature） 當(dāng)光源所發(fā)出的光的顏色與黑體在某一溫度下輻射的顏色相同時(shí)，黑體的溫度就稱為該光源的色溫，用絕對(duì)溫度 K（kelvim）表示。 黑體輻射理論是建立在熱輻射基礎(chǔ)上的，所以白熾燈一類的熱輻射光源的光譜功率分布與黑體在可見(jiàn)區(qū)的光譜功率分布比較接近，都是連續(xù)光譜，用色溫的概念完全可以描述這類光源的顏色特性。光源色溫不同，光色也不同，色溫在3300K以下有穩(wěn)重的氣氛，溫暖的感覺(jué)；一般稱此色溫以下為暖白光。色溫在3000-5000K為中間色溫，有爽快的感覺(jué)；一般稱此色溫區(qū)間為正白光。色溫在5000K以上有冷的感覺(jué)。一般稱此色溫之上色溫為冷白光。不同光源的不同光色組成最佳環(huán)境顯色指數(shù) （ Ra-color rendering index）太陽(yáng)光和白熾燈均輻射連續(xù)光譜，在可見(jiàn)光的波長(zhǎng)（ 380nm-760nm）范圍內(nèi)，包含著紅、橙、黃、綠、青、蘭、紫等各種色光。物體在太陽(yáng)光和白熾燈的照射下，顯示出它的真實(shí)顏色，但當(dāng)物體在非連續(xù)光譜的氣體放電燈的照射下，顏色就會(huì)有不同程度的失真。我們把光源對(duì)物體真實(shí)顏色的呈現(xiàn)程度稱為光源的顯色性。 為了對(duì)光源的顯色性進(jìn)行定量的評(píng)價(jià)，引入顯色指數(shù)的概念。以標(biāo)準(zhǔn)光源為準(zhǔn)，將其顯色指數(shù)定為 100，其余光源的顯色指數(shù)均低于100。顯色指數(shù)用Ra表示，Ra值越大，光源的顯色性越好。光 強(qiáng) （luminous intensity ） 光源在某一給定方向的單位立體角內(nèi)發(fā)射的光通量稱為光源在該方向的發(fā)光強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱光強(qiáng)。 單位：坎德拉（ cd）平均壽命 （average life） 指一批燈燃點(diǎn)，當(dāng)其中有 50%的燈損壞不亮?xí)r所燃點(diǎn)的小時(shí)數(shù)。 單位：小 時(shí)（ h）效 率 （efficiency） 光源發(fā)光效率 是指一個(gè)光源所發(fā)出的光通量 與該光源所消耗的電功率 P之比。 LED燈泡試制成功剛剛過(guò)去的十月，公司碩果累累，其中最讓人興奮的是由萊迪自己研發(fā)設(shè)計(jì)出來(lái)的LED燈泡試制成功。公司LED燈泡共計(jì)32款型號(hào)，涵蓋了E27、MR16、GU10、PAR30、PAR38各種規(guī)格。其中既有射燈，又有球泡，集中了目前LED家居照明市場(chǎng)上最常見(jiàn)的LED各種款式及型號(hào)規(guī)格。一、 什么是LED燈泡呢？這里說(shuō)的LED燈泡主要包括LED射燈和LED球泡燈兩大類,顏色為白色或者暖白色,用于替換傳統(tǒng)白熾燈(暫時(shí)還不容易替換節(jié)能燈)。LED射燈是指發(fā)出的光線是方向性的(directional)的LED燈泡,主要類型有MR16,GU10,PAR series。LED球泡燈是指發(fā)出的光線為發(fā)散性的LED燈泡,主要類型為E27。照功率來(lái)分,LED燈泡可分為：小功率(主要為5mm LED生產(chǎn)的)和大功率(主要為1W,3W,甚至5W LED生產(chǎn)的)。二、 LED燈泡具有哪些優(yōu)勢(shì)？1)節(jié)能化研究資料表明,由于LED是冷光源,半導(dǎo)體照明自身對(duì)環(huán)境沒(méi)有任何污染,與白熾燈、熒光燈相比,節(jié)電效率可以達(dá)到90%以上。在同樣亮度下,耗電量?jī)H為普通白熾燈的1/10,熒光燈管的1/2。如果用LED取代我們目前傳統(tǒng)照明的50%,每年我國(guó)節(jié)省的電量就相當(dāng)于一個(gè)三峽電站發(fā)電量的總和,其節(jié)能效益十分可觀。2)健康化LED是一種綠色光源。LED燈直流驅(qū)動(dòng),沒(méi)有頻閃;沒(méi)有紅外和紫外的成分,沒(méi)有輻射污染,顯色性高并且具有很強(qiáng)的發(fā)光方向性;調(diào)光性能好,色溫變化時(shí)不會(huì)產(chǎn)生視覺(jué)誤差;冷光源發(fā)熱量低,可以安全觸摸;這些都是白熾燈和日光燈達(dá)不到的。它既能提供令人舒適的光照空間,又能很好地滿足人的生理健康需求,是保護(hù)視力并且環(huán)保的健康光源。由于目前單只LED功率較小,光亮度較低,不宜單獨(dú)使用,而將多個(gè)LED組裝在一起設(shè)計(jì)成為實(shí)用的LED照明燈具則具有廣闊的應(yīng)用前景。燈具設(shè)計(jì)師可根據(jù)照明對(duì)象和光通量的需求,決定燈具光學(xué)系統(tǒng)的形狀、LED的數(shù)目和功率的大小;也可以將若干個(gè)LED發(fā)光管組合設(shè)計(jì)成點(diǎn)光源、環(huán)形光源或面光源的“二次光源”,根據(jù)組合成的“二次光源”來(lái)設(shè)計(jì)燈具。3)藝術(shù)化光色是構(gòu)成視覺(jué)美學(xué)的基本要素,是美化居室的重要手段。光源的選用直接影響燈光的藝術(shù)效果,LED在光色展示燈具藝術(shù)化上顯示了無(wú)與倫比的優(yōu)勢(shì);目前彩色LED產(chǎn)品已覆蓋了整個(gè)可見(jiàn)光譜范圍,且單色性好,色彩純度高,紅、綠、黃LED的組合使色彩及灰度(1670萬(wàn)色)的選擇具有較大的靈活性。燈具是發(fā)光的雕塑,由材料、結(jié)構(gòu)、形態(tài)和肌理構(gòu)造的燈具物質(zhì)形式也是展示藝術(shù)的重要手段。LED技術(shù)使居室燈具將科學(xué)性和藝術(shù)性更好地有機(jī)結(jié)合,打破了傳統(tǒng)燈具的邊邊框框,超越了固有的所謂燈具形態(tài)的觀念,燈具設(shè)計(jì)在視知覺(jué)與形態(tài)的藝術(shù)創(chuàng)意表現(xiàn)上,以一個(gè)全新的角度去認(rèn)識(shí)、理解和表達(dá)光的主題。我們可以更靈活地利用光學(xué)技術(shù)中明與暗的搭配、光與色的結(jié)合,材質(zhì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì),提高設(shè)計(jì)自由度來(lái)弱化燈具的照明功能,讓燈具成為一種視覺(jué)藝術(shù),創(chuàng)造舒適優(yōu)美的燈光藝術(shù)效果。例如半透明合成材料和鋁制成的類似于蠟燭的LED燈,可隨意擱置在地上、墻角或桌上,構(gòu)思簡(jiǎn)約而輕松,形態(tài)傳達(dá)的視覺(jué)感受和光的體驗(yàn),讓燈具變成充滿情趣與生機(jī)的生命體。4)人性化毋庸置疑,光和人的關(guān)系是一個(gè)永恒的話題,“人們看到了燈,我看見(jiàn)了光”,正是這句經(jīng)典的話語(yǔ)改變了無(wú)數(shù)設(shè)計(jì)師對(duì)燈的認(rèn)識(shí)。燈具的最高境界是“無(wú)影燈”也是人性化照明的最高體現(xiàn),房間里沒(méi)有任何常見(jiàn)燈具的蹤跡,讓人們可以感受到光亮卻找不到光源,體現(xiàn)了把光和人類生活完美結(jié)合的人性化設(shè)計(jì)。三、 LED燈泡必將逐漸取代傳統(tǒng)照明燈泡1)光強(qiáng)對(duì)比白熾燈光強(qiáng)分布曲線 LED節(jié)能燈光強(qiáng)分布曲線注：25W白熾燈采用飛利浦白熾燈泡。普通照明一般有效角度為6090左右(對(duì)應(yīng)表中30與45),從上表可以看出,30高于3倍,45仍高于2.5倍,所以LED節(jié)能燈實(shí)際照明效果相當(dāng)于5060W的白熾燈泡,亮度相當(dāng)于白熾燈泡的11倍。2)光通量對(duì)比(簡(jiǎn)單比較法)1、LED節(jié)能燈與白熾燈泡比較注：25W白熾燈泡采用飛利浦白熾燈泡。燈具效率按60%計(jì)算。從上表可以看出,單獨(dú)比較光源,5W LED節(jié)能燈是白熾燈光效的5.5倍,但裝入燈具后,由于白熾燈大部份光線需要燈具反射出來(lái),而反射時(shí)會(huì)損失一部分光線(LED光源不存在此問(wèn)問(wèn)題),故5W LED節(jié)能燈是白熾燈光效的9倍,即相同功率下,5W LED節(jié)能燈光效是白熾燈亮度的9倍。經(jīng)過(guò)上述對(duì)比,說(shuō)明LED節(jié)能燈實(shí)際比白熾燈節(jié)電90%。2、LED節(jié)能燈與鹵素?zé)魧?duì)比注：35W鹵素?zé)舨捎谩胺鹕健丙u素?zé)?。燈具效率?0%計(jì)算。從上表可以看出,單獨(dú)比較光源,5W LED節(jié)能燈是鹵素?zé)艄庑У?倍,但裝入燈具后,由于鹵素?zé)舸蟛糠莨饩€需要燈具反射出來(lái),而反射時(shí)會(huì)損失一部分光線(LED光源不存在此問(wèn)問(wèn)題),故5W LED節(jié)能燈是鹵素?zé)艄庑У?.5倍,即相同功率下,5W LED節(jié)能燈光效是鹵素?zé)袅炼鹊?.5倍。經(jīng)過(guò)上面的對(duì)比,說(shuō)明LED節(jié)能燈實(shí)際比鹵素?zé)艄?jié)電85%。3、LED節(jié)能燈與普通節(jié)能燈對(duì)比注：5W普通節(jié)能燈采用“佛山”節(jié)能燈。燈具效率按60%計(jì)算。從上表看出,單獨(dú)比較光源,5W LED節(jié)能燈與5W普通節(jié)能燈亮度相當(dāng),但裝入燈具后,由于普通節(jié)能燈發(fā)光角度太大,大部份光線需經(jīng)燈具反射出來(lái),而反射時(shí)會(huì)損失一部份光線(LED光源不存在此問(wèn)題),故5W LED節(jié)能燈實(shí)際照明效果的亮度已高于普通節(jié)能燈的50%左右,相應(yīng)的,5W LED節(jié)能燈比5W普通節(jié)能燈節(jié)電50%以上。經(jīng)過(guò)上面的對(duì)比,說(shuō)明LED節(jié)能燈實(shí)際比普通節(jié)能燈節(jié)電50%。結(jié)論：LED節(jié)能燈的有效利用光通量,光效是傳統(tǒng)的普通能燈、鹵素?zé)簟谉霟襞莸?