LED的光源特点.docx

LED的光源特点 优点： LED作为新型光源, 具有寿命长、发光效率高、功耗低、启动时间短、显色指数高、工作温度低、结构牢固、不怕震动、方向性好、工作电压低、无紫外辐射、环保等众多优点。高新尖：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，是半导体光电器件，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， “高新尖”技术具有在线编程、无限升级、灵活多变的特点。长寿命:LED属于半导体器件, 是一种固态光源, 发光原理完全有别于传统光源, 它内部没有灯丝, 而是通过半导体材料中不同载流子之间的交换发光。美国CREE 等公司公布其大功率白光LED 的寿命超过50000小时( 光衰小于30 % ), 如果按照每天使用8小时计算, 一盏LED 灯可以使用17年。LED照明灯显色指数高:LED的显色指数可以达到75一85, 高压钠灯显色指数为20一25。显现被照物体颜色的性能称为光源的显色性, 也就是颜色遥真程度。显色性好的光源对颜色的再现较好, 在这种光源照射下, 看到的颜色也就比较接近自然原色; 显色性差的光源对颜包拍胡再现较差, 所看到的颜色偏差较大。光源的显色性是由光源的光谱功率分布所决定的, 光谱连续的光源显色性好, 物体在该光源下所呈现的颜色就较遥真。国际照明委员会( CIE ) 制定了一种评扩价光源显色性的方法, 即用显色指数表示光源的显色性。光源的显色指数由被测光源下物体的颜色与参照光源下物体的颜色相符程度来衡量。实验表明: 在相同照度下, 采用显色性好的光源则感观亮度较高, 采用显色性差的光源感观亮度较低。若采用显色性较差的光源时, 应相应地提高照度水平, 用以提高感观亮度。功耗低:由于LED光源的显色指数相对较高, 因此在替换高压钠灯时, 只需要较低的亮度就可以达到原来的照明效果, 即感官亮度, 因此在同一工程中, 采用LED光源, 相对于高压钠灯设计的功率可以小很多。再者LED光源工作电压低，不需要高压镇流装置, 采用高效率的驱动电源(电源效率可达90%左右), 可以减少额外的功率消耗。经过测试, 在同等视觉条件下,LED灯相对于高压钠灯可节电6070%, 相对于白炽灯, 则可节电8090%。可选择性: LED光源的发光颜色可以灵活选择。LED光源可利用红、绿、篮三基色原理，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25625625616777216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。LED照明灯光源有效利用率高: 高压钠灯的光效目前来讲还是比较高的, 用于照明的高压钠灯, 考虑到不能产生眩光, 灯具一般设计为遮光型, 即反光罩采用亚光面( 鱼鳞板), 高压钠灯的光源属球型发光体, 大概有60 %左右的光要通过反光从40%的出光口射出, 亚光面反射往往会造成光在反光罩内部进行多次反射, 最终真正到达出口处的光仅剩余20%左右。LED光源属有方向性的发光, 大功率LED管的后工艺可根据需要封装成60度到180度的出光角, 而光通里几乎不变, 设计时可根据需要直接采用所需角度的LED管, 尽量避免因反射造成光损。LED灯具设计总的光通量比高压钠灯小、,但是LED灯具设计对光源的利用率却比高压钠灯高得多。利环保：环保效益更佳，光谱中没有紫外线和红外线，既没有热量，也没有辐射，眩光小，而且废弃物可回收，没有污染不含汞元素，冷光源，可以安全触摸，属于典型的绿色照明光源。缺点：装配不方便：通常LED为多灯串联运行，若其中有器件失效，会影响整个串联电路的工作。半导体材料的导热率只有一般金属的千分之几，散热慢，温升大。LED灯为点状发光，层次感差。LED的光效和显色指数随工作温度的上升而迅速劣化。LED光源在户外应用时工作电流大，因此对防水性的要求难以满足。LED光衰原因：一、LED产品本身品质问题：1、采用的LED芯片体质不好，亮度衰减较快。2、生产工艺存在缺陷，LED芯片散热不能良好的从PIN脚导出，导致LED芯片温度过高使芯片衰减加剧。二、使用条件问题：1、LED为恒流驱动，有部分LED采用电压驱动原因使LED衰减。2、驱动电流大于额定驱动条件。三个影响LED灯具质量光衰的因素：首先，选择什么样的LED白灯。这点很重要，LED白灯的质量可以说是很重要的因素。举些例子，同样的以晶元14mil白光段芯片为代表，用普通环氧树脂做的底胶与白光胶与封装胶水封装出来的LED白灯，单颗点亮在30度的环境下，一千小时后，衰减数据为光衰70%;如果用D类低衰胶水封装，在同样的老化环境下，千小时光衰为45%;如果C类低衰胶水封装，在同样的老化环境下，千小时光衰为12%;如果B类低衰胶水封装，在同样的老化环境下，千小时光衰为-3%;如果A类低衰胶水，在同样的老化环境下，千小时光衰为-6%。其次，LED灯珠工作环境温度。根据单颗LED白灯老化时的数据来看，LED白灯如果只有一个点亮工作，同时，它所处的环境温度是30度的话，那么，单颗LED白灯工作时的支架温度不会超过45度。这个时候，这颗LED的寿命会很理想。LED因为目前的发光效率还是比较低，所以大部分的输入电功率都是转化为热，所以它的发热很高，假如散热器做得不好，那么结温就会升得很高。如果有100颗LED白灯同时点亮工作，它们之间的间隔只是11.4mm的情况下，那么，灯堆的周边的LED白灯的支架温度也可能不会超过45度，但灯堆中间的那些LED白灯有可能达到65度的高温。这个时候，对LED灯珠就是一个考验。那么，聚在中间的那些LED白灯，理论上光衰就会快一点，而灯堆周边的LED白灯，光衰就会慢一点。反正大家应该要知道，LED是怕热的，温度越高，LED寿命越短，温度越低，LED寿命越长。LED理想的工作温度当然是在负5到零度之间。但这基本上是不可能的。所以，我们了解到LED灯珠理想的工作参数后，就尽可能的在设计灯具的时候，加强导热，散热的功能。反正温度越低，LED寿命越长。再次，LED灯珠的工作电性参数设计。根据实验结果，LED白灯在驱动电流越低的情况下，发射的热量越小，当然了，亮度也就越小了。据调查，LED太阳能灯饰电路的设计，LED的驱动电流一般只是5-10mA;灯具所用的灯珠数目具大的产品，如达到500个以上的，或更多的，驱动电流一般只是10-15mA，而一般大众化的LED应用灯饰的驱动电流，只是15-18mA 。而实验结果也表明，在14mA的驱动电流下，并且，加了盖子不透风，里面的空气温度达到71度的环境下，低衰产品，千小时光衰为零，2000小时光衰为3%，这就说明这种低衰LED白灯在这样的环境下使用已达到了它的最大限度，再大就是对它的一种损害了。1、LED结温升高以后首先带来的是光输出降低2、结温升高引起伏安特性的左移因为伏安特性的温度系数是负的，这意味着温度升高，特性左移。例如，假定结温升高50度，那么伏安特性就会左移200mV。3采用恒压电源供电会使LED正向电流随温升的增加而增加。因为电源电压是恒定的，而伏安特性却左移了，其结果就是正向电流增加。从图2的伏安特性可以看出，假如常温下用3.3V的恒压电源供电，其正向电流为350mA；结温升高50度以后，伏安特性左移0.2V，那么相当于电源电压升高到了3.5V，这时候，正向电流就会增加到600mA。4采用恒压电源供电会引起温升增加的恶性循环正向电流增加以后，因为电源电压没有变化，所以LED的输入功率增加到3.3Vx0.6A=1.98W，几乎增加了一倍。但从图3可以看出，结温升高