LED作為一種可以直接將電能轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)光的同態(tài)半導(dǎo)體器件,具有著效率高、耗能小、光線(xiàn)質(zhì)量好、使用安全、壽命長(zhǎng)、綠色環(huán)保、控制靈活等特點(diǎn),這是普通燈具不可比擬的優(yōu)勢(shì)。因此,它被認(rèn)為是2l世紀(jì)的新一代照明光源。基于LED燈的巨大優(yōu)勢(shì),它被廣泛地應(yīng)用于許多照明領(lǐng)域。包括建筑物外觀照明、景觀照明、標(biāo)識(shí)與指示燈照明、室內(nèi)空間展示照明、娛樂(lè)場(chǎng)所及舞臺(tái)照明、視頻屏幕、車(chē)輛指示燈照明等眾多領(lǐng)域。
1 LED燈具
1.1 燈具的發(fā)光原理
LED,又稱(chēng)發(fā)光二極管。它利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料,當(dāng)N級(jí)和P級(jí)兩端加上正向電壓時(shí)。半導(dǎo)體中的載流子發(fā)生復(fù)合,放出過(guò)剩能量而引起光子發(fā)射產(chǎn)生可見(jiàn)光,這就是其發(fā)光原理。當(dāng)LED處于工作狀態(tài)時(shí).電流從陽(yáng)極流向陰極,半導(dǎo)體晶體就會(huì)發(fā)出從紫外到紅外變化不同顏色的光線(xiàn)。電子與空穴之間的帶隙越大.產(chǎn)生的光子能量也就越高。而LED燈具之所以能夠發(fā)出不同顏色的光,主要原因就是不同材料的燈具帶有不同的帶隙而造成的。其中以藍(lán)色光、紫色光的帶隙最大,其光子攜帶的能量也就最多。
1.2 燈具優(yōu)點(diǎn)
1)效率高、耗能小。由于LDE是冷光源,與普通燈具相比,其節(jié)能節(jié)電效率可達(dá)90%以上。據(jù)研究資料顯示,在同樣的光源亮度下。LED燈具的耗電量?jī)H是普通白熾燈的10%,是熒光燈的50%。可見(jiàn),其強(qiáng)大節(jié)能節(jié)電效率;2)健康、環(huán)保。眾所周知,大多數(shù)半導(dǎo)體的制作材料基本含有汞元素。汞是一種液態(tài)銀白色金屬有毒物質(zhì)。失效后倘若不能及時(shí)回收處理,將對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的污染效果。而LED燈具提倡采用水溶性樹(shù)脂,使用無(wú)毒、無(wú)溶劑樹(shù)脂與密封材料。可實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)和無(wú)污染排放,失效后的廢棄物還可回收。無(wú)環(huán)境污染等后顧之憂(yōu);3)藝術(shù)化。由于不同材料的使用材料可產(chǎn)生不同顏色的光,使得LED燈具在實(shí)用價(jià)值的基礎(chǔ)上。產(chǎn)生了強(qiáng)大的藝術(shù)效果。光色是構(gòu)成視覺(jué)美學(xué)的基本要素,因而光源的選用直接影響著燈光的藝術(shù)效果。目前,顏色LED燈具能夠展示所有可見(jiàn)光的顏色,且顏色純度高。所以顏色LED燈具的應(yīng)用,最大程度地向人們展示了視覺(jué)美學(xué)的藝術(shù)效果。打破了原有燈具形態(tài)的固有觀念,以藝術(shù)的角度去認(rèn)識(shí)、理解和表達(dá)光的主題。
2 LED的光源特點(diǎn)
1)電壓。LED使用低壓電源,供電電壓在6V一3.6V之間,工作電流在O.02A--.O.03A之間。同使用高電壓的燈具相比,具有更加安全的電源;2)耗能。由于LED的電壓低,電流小。消耗的電能也會(huì)相對(duì)較少。同普通白熾燈相比非常低,是白熾燈的90%;3)適用性。每個(gè)單元LED小片是3mm一5mm的正方形,通過(guò)多個(gè)LED小片能夠制成各種形狀的器件;4)穩(wěn)定性。LED燈外部是利用環(huán)氧樹(shù)脂封裝而成,內(nèi)部沒(méi)有松動(dòng)的零部件。具有堅(jiān)固耐用的使用特點(diǎn)。在正常使用情況下,使用壽命可達(dá)6萬(wàn)到10萬(wàn)小時(shí),具有較長(zhǎng)的使用期限,穩(wěn)定性非常高;5)響應(yīng)時(shí)間。LED燈的響應(yīng)時(shí)間為納秒級(jí),反應(yīng)速度相當(dāng)迅速;6)綠色照明光源。LED是由無(wú)毒、無(wú)溶劑樹(shù)脂與密封材料制作而成。由于采用特殊的制作材料,LED等既沒(méi)有過(guò)多的熱量也沒(méi)有輻射,所以屬于典型的綠色照明光源;7)顏色。不同材質(zhì)的LED燈可以變幻出不同顏色的光。
3 LED驅(qū)動(dòng)器及其驅(qū)動(dòng)方式
LED燈具的額定電壓電流是低壓直流,在使用時(shí)就必須需要一個(gè)驅(qū)動(dòng)器把高壓交流的輸入電流轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)ED適用的低壓直流電流,才能保證其正常運(yùn)行。所以在設(shè)計(jì)LED驅(qū)動(dòng)器時(shí),必須使其具有高度的可靠性和工作效率來(lái)滿(mǎn)足電壓的負(fù)載量,使其使用壽命與LED的壽命相適配。當(dāng)前,LED驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)方式主要包括兩種:一是一個(gè)恒壓源供多個(gè)恒流源,每個(gè)恒流源單獨(dú)給每路LED供電;二是直接恒流供電,LED串聯(lián)或并聯(lián)運(yùn)行。第一種驅(qū)動(dòng)方式的主要特點(diǎn)是一路LED故障。不影響其他LED的工作,且組合形式具有較高的靈活性。第二種驅(qū)動(dòng)方式的特點(diǎn)則與第一種相反,不僅組合靈活性差,一旦某路LED發(fā)生故障,也會(huì)對(duì)其他路產(chǎn)生影響。
4 LED燈具的具體應(yīng)用舉例
基于LED強(qiáng)大無(wú)比的實(shí)用功能和藝術(shù)效果,其被廣泛地應(yīng)用于各種照明領(lǐng)域。下面將以車(chē)輛照明應(yīng)用為例,具體說(shuō)明LED的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。由于白熾燈具有易損壞、壽命短、不耐震動(dòng)撞擊等缺點(diǎn),而LED燈則具有使用壽命長(zhǎng)、堅(jiān)固耐用等特點(diǎn),所以被用作于汽車(chē)儀表板及其他照明部分。同時(shí)因?yàn)長(zhǎng)ED照明系統(tǒng)響應(yīng)快,當(dāng)發(fā)生汽車(chē)追尾等情況時(shí),它可以及早提醒司機(jī)剎車(chē)。因此,使用LED制造的中央后置高位剎車(chē)燈已成為汽車(chē)的標(biāo)準(zhǔn)件。
5 結(jié)論
LED作為第四代綠色照明電源,具有普通燈具無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì),受到人們的一致認(rèn)可和好評(píng),廣泛應(yīng)用于各種照明領(lǐng)域。通過(guò)本文對(duì)其照明系統(tǒng)的論述,使我們更加了解LED的相關(guān)知識(shí),也認(rèn)識(shí)到其強(qiáng)大的現(xiàn)實(shí)價(jià)值.讓我們對(duì)其發(fā)展前景充滿(mǎn)了期待。隨著LED技術(shù)的發(fā)展與成熟。以及強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì),LED燈具必將成為未來(lái)燈具市場(chǎng)的主流產(chǎn)品,成為各項(xiàng)領(lǐng)域照明燈具的首選產(chǎn)品
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