LED基本常识.doc

LED 概述LED （发光二极管），是一种半导体固体发光器件。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、橙、黄、绿、青、蓝、紫和白色的光。LED产品就是利用LED作为光源制造出来的高科技产品LED作为一个发光器件，之所以备受人们关注，是有其较其他发光器件优越的方面，归纳起来LED有下列一些优点：(1) 工作寿命长：LED作为一种导体固体发光器件，较之其他发光器具有更长的工作寿命。其亮度半衰期通常可达到十万小时。如用LED替代传统的汽车用灯，那么它的寿命将远大于汽车车体的寿命，具有终身不用修理与更换的特点。(2) 耗电低：LED是一种低压工作器件，因此在同等亮度下，耗电最小，可大量降低能耗。相反，随着今后工艺和材料的发展，将具有更高的发光效率。人们做过计算，假如日本的照明灯具全部用LED替代，则可减少两座大型电厂，从而对环境保护十分有利。(3) 响应时间快：LED一般可在几十毫秒内响应，因此是一种高速器件，这也是其他光源望尘莫及的。采用LED制作汽车的高位刹车灯的高速状态下，大大提高了汽车的安全性。(4) 体积小、重量轻、耐抗击：这是半导体固体器件的固有特点。所以LED可以被制作到各类清晰精致的显示器件。(5) 易于调光、调色、可控性大：LED作为一种发光器件，可以通过流过电流的变化控制亮度，也可通过不同波长LED的配置实现色彩的变化与调节。因此用LED组成的光源或显示屏，易于通过电子控制来达到各种应用的需要。另外，LED光源的应用原则上不受窨的限制，可塑性极强，可以任意延伸，实现积木式拼装。目前大屏幕的彩色显示屏非LED莫属综上所述，LED节能环保的特性，必将成为未来照明的主要领导者，无论从环境保护还是从企业的效益来讲，LED都是一个潜在市场，而且相当的大，只是目前LED在功能上的成本花销很大，价格上比普通的灯泡要贵很大，但是从长远意义来讲，LED长寿命换修理节能，这些优越的特性，会为我们带来很好的效益。LED专业术语解释我们在工作中经常会碰到如色温、光通量、效率等等专业术语，这些在LED照明行业内是通用术语，下面，就让我们来了解一下这些专业术语到底包含的是什么意思。光通量（光束） (luminous flux ) 光源发射并被人的眼睛接收的能量之和即为光通量。 单位：流明（LM）。一般情况下，同类型的灯的功率越高，光通量也越大。 例如：一只 40W的普通白炽灯的光通量为350-470lm，而一只40W的普通直管形荧光灯的光通量为2800lm左右，为白炽灯的6-8倍。照 度 (illuminance) 单位被照面上接收到的光通量称为照度。如果每平方米被照面上接收到的光通量为 1（1m），则照度为1（1x）。单位：勒克斯（1x）。 1勒克斯（1x）相当于被照面上光通量为1流明（1m）时的照度。夏季阳光强烈的中午地面照度约5000 1x，冬天晴天时地面照度约为2000 1x，晴朗的月夜地面照度约0.2 1x。亮 度 （ luminance） 光源在某一方向上的亮度是光源在该方向上的单位投影面积、单位立体角中发射的光通量。 如果我们把每一物体都视为光源的话，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体都作为被照物体，用一块木板来举例说明，当一定光束照到木板时我们讲木板有多少照度，然后木板将多少光束反射到人眼，就称为木板的多少亮度，那么有如下式子：亮度等于照度乘以反射率。 在同一房间同一位置一块白布和一块黑布的照度是相同的，而亮度是不同的。光 效 （luminous efficacy of light source） 光源所发出的总光通量与该光源所消耗的电功率（瓦）的比值，称为该光源的光效。 单位：流明 /瓦（lm/W）色 温 （CT-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（kelvim）表示。 黑体辐射理论是建立在热辐射基础上的，所以白炽灯一类的热辐射光源的光谱功率分布与黑体在可见区的光谱功率分布比较接近，都是连续光谱，用色温的概念完全可以描述这类光源的颜色特性。光源色温不同，光色也不同，色温在3300K以下有稳重的气氛，温暖的感觉；一般称此色温以下为暖白光。色温在3000-5000K为中间色温，有爽快的感觉；一般称此色温区间为正白光。色温在5000K以上有冷的感觉。一般称此色温之上色温为冷白光。不同光源的不同光色组成最佳环境显色指数 （ Ra-color rendering index）太阳光和白炽灯均辐射连续光谱，在可见光的波长（ 380nm-760nm）范围内，包含着红、橙、黄、绿、青、兰、紫等各种色光。物体在太阳光和白炽灯的照射下，显示出它的真实颜色，但当物体在非连续光谱的气体放电灯的照射下，颜色就会有不同程度的失真。我们把光源对物体真实颜色的呈现程度称为光源的显色性。 为了对光源的显色性进行定量的评价，引入显色指数的概念。以标准光源为准，将其显色指数定为 100，其余光源的显色指数均低于100。显色指数用Ra表示，Ra值越大，光源的显色性越好。光 强 （luminous intensity ） 光源在某一给定方向的单位立体角内发射的光通量称为光源在该方向的发光强度，简称光强。 单位：坎德拉（ cd）平均寿命 （average life） 指一批灯燃点，当其中有 50%的灯损坏不亮时所燃点的小时数。 单位：小 时（ h）效 率 （efficiency） 光源发光效率 是指一个光源所发出的光通量 与该光源所消耗的电功率 P之比。 LED灯泡试制成功刚刚过去的十月，公司硕果累累，其中最让人兴奋的是由莱迪自己研发设计出来的LED灯泡试制成功。公司LED灯泡共计32款型号，涵盖了E27、MR16、GU10、PAR30、PAR38各种规格。其中既有射灯，又有球泡，集中了目前LED家居照明市场上最常见的LED各种款式及型号规格。一、 什么是LED灯泡呢？这里说的LED灯泡主要包括LED射灯和LED球泡灯两大类,颜色为白色或者暖白色,用于替换传统白炽灯(暂时还不容易替换节能灯)。LED射灯是指发出的光线是方向性的(directional)的LED灯泡,主要类型有MR16,GU10,PAR series。LED球泡灯是指发出的光线为发散性的LED灯泡,主要类型为E27。照功率来分,LED灯泡可分为：小功率(主要为5mm LED生产的)和大功率(主要为1W,3W,甚至5W LED生产的)。二、 LED灯泡具有哪些优势？1)节能化研究资料表明,由于LED是冷光源,半导体照明自身对环境没有任何污染,与白炽灯、荧光灯相比,节电效率可以达到90%以上。在同样亮度下,耗电量仅为普通白炽灯的1/10,荧光灯管的1/2。如果用LED取代我们目前传统照明的50%,每年我国节省的电量就相当于一个三峡电站发电量的总和,其节能效益十分可观。2)健康化LED是一种绿色光源。LED灯直流驱动,没有频闪;没有红外和紫外的成分,没有辐射污染,显色性高并且具有很强的发光方向性;调光性能好,色温变化时不会产生视觉误差;冷光源发热量低,可以安全触摸;这些都是白炽灯和日光灯达不到的。它既能提供令人舒适的光照空间,又能很好地满足人的生理健康需求,是保护视力并且环保的健康光源。由于目前单只LED功率较小,光亮度较低,不宜单独使用,而将多个LED组装在一起设计成为实用的LED照明灯具则具有广阔的应用前景。灯具设计师可根据照明对象和光通量的需求,决定灯具光学系统的形状、LED的数目和功率的大小;也可以将若干个LED发光管组合设计成点光源、环形光源或面光源的“二次光源”,根据组合成的“二次光源”来设计灯具。3)艺术化光色是构成视觉美学的基本要素,是美化居室的重要手段。光源的选用直接影响灯光的艺术效果,LED在光色展示灯具艺术化上显示了无与伦比的优势;目前彩色LED产品已覆盖了整个可见光谱范围,且单色性好,色彩纯度高,红、绿、黄LED的组合使色彩及灰度(1670万色)的选择具有较大的灵活性。灯具是发光的雕塑,由材料、结构、形态和肌理构造的灯具物质形式也是展示艺术的重要手段。LED技术使居室灯具将科学性和艺术性更好地有机结合,打破了传统灯具的边边框框,超越了固有的所谓灯具形态的观念,灯具设计在视知觉与形态的艺术创意表现上,以一个全新的角度去认识、理解和表达光的主题。我们可以更灵活地利用光学技术中明与暗的搭配、光与色的结合,材质、结构设计的优势,提高设计自由度来弱化灯具的照明功能,让灯具成为一种视觉艺术,创造舒适优美的灯光艺术效果。例如半透明合成材料和铝制成的类似于蜡烛的LED灯,可随意搁置在地上、墙角或桌上,构思简约而轻松,形态传达的视觉感受和光的体验,让灯具变成充满情趣与生机的生命体。4)人性化毋庸置疑,光和人的关系是一个永恒的话题,“人们看到了灯,我看见了光”,正是这句经典的话语改变了无数设计师对灯的认识。灯具的最高境界是“无影灯”也是人性化照明的最高体现,房间里没有任何常见灯具的踪迹,让人们可以感受到光亮却找不到光源,体现了把光和人类生活完美结合的人性化设计。三、 LED灯泡必将逐渐取代传统照明灯泡1)光强对比白炽灯光强分布曲线 LED节能灯光强分布曲线注：25W白炽灯采用飞利浦白炽灯泡。普通照明一般有效角度为6090左右(对应表中30与45),从上表可以看出,30高于3倍,45仍高于2.5倍,所以LED节能灯实际照明效果相当于5060W的白炽灯泡,亮度相当于白炽灯泡的11倍。2)光通量对比(简单比较法)1、LED节能灯与白炽灯泡比较注：25W白炽灯泡采用飞利浦白炽灯泡。灯具效率按60%计算。从上表可以看出,单独比较光源,5W LED节能灯是白炽灯光效的5.5倍,但装入灯具后,由于白炽灯大部份光线需要灯具反射出来,而反射时会损失一部分光线(LED光源不存在此问问题),故5W LED节能灯是白炽灯光效的9倍,即相同功率下,5W LED节能灯光效是白炽灯亮度的9倍。经过上述对比,说明LED节能灯实际比白炽灯节电90%。2、LED节能灯与卤素灯对比注：35W卤素灯采用“佛山”卤素灯。灯具效率按60%计算。从上表可以看出,单独比较光源,5W LED节能灯是卤素灯光效的4倍,但装入灯具后,由于卤素灯大部份光线需要灯具反射出来,而反射时会损失一部分光线(LED光源不存在此问问题),故5W LED节能灯是卤素灯光效的6.5倍,即相同功率下,5W LED节能灯光效是卤素灯亮度的6.5倍。经过上面的对比,说明LED节能灯实际比卤素灯节电85%。3、LED节能灯与普通节能灯对比注：5W普通节能灯采用“佛山”节能灯。灯具效率按60%计算。从上表看出,单独比较光源,5W LED节能灯与5W普通节能灯亮度相当,但装入灯具后,由于普通节能灯发光角度太大,大部份光线需经灯具反射出来,而反射时会损失一部份光线(LED光源不存在此问题),故5W LED节能灯实际照明效果的亮度已高于普通节能灯的50%左右,相应的,5W LED节能灯比5W普通节能灯节电50%以上。经过上面的对比,说明LED节能灯实际比普通节能灯节电50%。结论：LED节能灯的有效利用光通量,光效是传统的普通能灯、卤素灯、白炽灯泡的