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LED灯源介绍

2019-01-23 02:14:54  3169 次浏览

LED光源

LED(Light Emitting Diode),又称发光二极管,它是利用固体半导体芯片作为发光材料,当两端加上正向电压,半导体中的载流子发生复合,放出过剩的能量而引起光子发射产生光。

应用半导体PN结发光的原理制成的LED问世于20世纪60年代初,1964年首先出现红色发光二极管,之后出现黄色LED。直到1994年,蓝色、绿色LED才研制成功。1996年开发出白色LED。

LED发光原理

发光二极管主要有PN结芯片、电极和光学系统组成。起发光体—晶片的面积为10.2mil(1mil=0.0254平方毫米),目前国际上出现大量晶片LED,其晶片面积达40mil。

其发光过程包括三部分:正向偏压下的载流子注入、复合辐射和光能传输。微小的半导体晶片被封装在洁净的环氧树脂物中,当电子经过该晶片时,带负电的电子移动到带正电的空穴域并与之复合,电子和空穴消失的同时产生光子。电子和空穴之间的能量(带隙)越大,产生的光子的能量就越高。光子的能量反过来与光的颜色对应,可见光的频谱范围内,蓝色光、紫色光携带的能量多,桔色光、红色光携带的能量少。由于不同的材料具有不同的带隙,从而能够发出不同颜色的光。

3LED的主要特点

3.1 发光效率高:LED经过几十年的技术改良,其发光效率有了较大的提升。白炽灯、卤钨灯光效为12-24流明/瓦,荧光灯50~70流明/瓦,钠灯90~140流明/瓦,大部分的耗电变成热量损耗。LED光效经改良后将达到达50~200流明/瓦,而且其光的单色性好、光谱窄,无需过滤可直接发出有色可见光。

3.2 耗电量少: LED单管功率0.03~0.06瓦,采用直流驱动,单管驱动电压1.5~3.5伏,电流15~18毫安,反应速度快,可在高频操作。同样照明效果的情况下,耗电量是白炽灯泡的八分之一,荧光灯管的二分之一。

3.3 使用寿命长: 采用电子光场辐射发光,灯丝发光易烧、热沉积、光衰减等缺点。而采用LED灯体积小、重量轻,环氧树脂封装,可承受高强度机械冲击和震动,不易破碎。平均寿命达10万小时。光衰为初始的50%。LED灯具使用寿命可达5~10年,可以大大降低灯具的维护费用,避免经常换灯。

3.4 可靠性强:能控制光型及发光角度,光色柔和,无眩光;不含汞、钠元素等可能危害健康的物质。内置微处理系统可以控制发光强度,调整发光方式,实现光与艺术结合。

3.5 有利于环保: LED为全固体发光体,耐震、耐冲击不易破碎,废弃物可回收,没有污染。光源体积小,可以随意组合,易开发成轻便薄短小型照明产品,也便于安装和维护。

3.6 响应时间短: 白炽灯的响应时间为毫秒级,LED灯的响应时间为纳秒级。

3.7价格: LED的价格比较昂贵,较于白炽灯,几只LED的价格就可以与一只白炽灯的价格相当,而通常每组信号灯需由300500只二极管构成。

4LED的主要应用

LED广泛应用于指示灯、信号灯、显示屏、景观照明等领域,在我们的日常生活中处处可见。但由于其亮度差、价格昂贵等条件的限制,无法作为通用光源推广应用,近几年来,随着LED制造工艺的不断进步和新材料的开发和应用,各种颜色的超高亮度LED取得了突破性发展,其发光效率提高了近1000倍,重要的是超高亮度白光LED的出现,使LED应用领域开始跨越至率照明光源市场。

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