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LED灯泡与其他灯具的节能比较

来源:方田科技点击: 发布时间:2019-11-21 09:09

  LED灯是一块电致发光的半导体资料芯片,用银胶或白胶固化到支架上,然后用银线或金线衔接芯片和电路板,四周用环氧树脂密封,起到保护内部芯线的效果,最后装置外壳,所以 LED 灯的抗震功能好。

  一、原理

  LED(Light Emitting Diode),发光二极管,是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件,它能够直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片,晶片的一端附在一个支架上,一端是负极,另一端衔接电源的正极,使整个晶片被环氧树脂封装起来。

  半导体晶片由两部分组成,一部分是P型半导体,在它里面空穴占主导地位,另一端是N型半导体,在这边主要是电子。但这两种半导体衔接起来的时分,它们之间就构成一个P-N结。当电流经过导线效果于这个晶片的时分,电子就会被推向P区,在P区里电子跟空穴复合,然后就会以光子的方式宣布能量,这就是LED灯发光的原理。而光的波长也就是光的颜色,是由构成P-N结的资料决议的。

  LED能够直接宣布红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。

  最初LED用作仪器仪表的指示光源,后来各种光色的LED在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用,发生了很好的经济效益和社会效益。以12英寸的赤色交通信号灯为例,在美国本来是选用长寿数,低光视效能的140瓦白炽灯作为光源,它发生2000流明的白光。经赤色滤光片后,光丢失90%,只剩下200流明的红光。而在新规划的灯中,Lumileds公司选用了18个赤色LED光源,包括电路丢失在内,共耗电14瓦,即可发生相同的光效。轿车信号灯也是LED光源应用的重要领域。

  关于一般照明而言,人们更需求白色的光源。1998年发白光的LED开发成功。这种LED是将GaN芯片和钇铝石榴石(YAG)封装在一起做成。GaN芯片发蓝光(λp=465nm,Wd=30nm),高温烧结制成的含Ce3+的YAG荧光粉受此蓝光激发后宣布黄色光射,峰值550nLED灯m。蓝光LED基片装置在碗形反射腔中,掩盖以混有YAG的树脂薄层,约200-500nm。LED基片宣布的蓝光部分被荧光粉吸收,另一部分蓝光与荧光粉宣布的黄光混合,能够得到白光。

  关于InGaN/YAG白色LED,经过改变YAG荧光粉的化学组成和调理荧光粉层的厚度,能够获得色温3500-10000K的各色白光。这种经过蓝光LED得到白光的办法,构造简略、本钱低价、技能成熟度高,因此运用最多。

  二、起源与开展

  起源

  20世纪60年代,科技作业者利用半导体PN结发光的原理,研制成了LED发光二极管。其时研制的LED,所用的资料是GaASP,其发光颜色为赤色。经过近30年的开展,大家十分了解的LED,已能宣布红、橙、黄、绿、蓝等多种色光。但是照明需用的白色光LED仅在2000年今后才开展起来,这里向读者介绍有关照明用白光LED。

  开展

  最早应用半导体P-N结发光原理制成的LED光源面世于20世纪60年代初。其时所用的资料是GaAsP,发红光(λp=650nm),在驱动电流为20毫安时,光通量只要千分之几个流明,相应的光视效能约0.1流明/瓦。

  70年代中期,引入元素In和N,使LED发生绿光(λp=555nm),黄光(λp=590nm)和橙光(λp=610nm),光视效能也进步到1流明/瓦。

  到了80年代初,出现了GaAlAs的LED光源,使得赤色LED的光视效能到达10流明/瓦。

  90年代初,发红光、黄光的GaAlInP和发绿、蓝光的GaInN两种新资料的开发成功,使LED的光视效能得到大幅度的进步。

  在2000年,前者做成的LED在红、橙区(λp=615nm)的光效到达100流明/瓦,而后者制成的LED在绿色区域(λp=530nm)的光视效能能够到达50流明/瓦。

  三、特点

  1、节能:白光LED的能耗仅为白炽灯的1/10,节能灯的1/4.

  2、长寿:寿数可达10万小时以上,对普通家庭照明可谓"一了百了"。

  3、能够作业在高速状况:节能灯假如频繁的发动或关断,灯丝就会发黑,很快的坏掉,所以愈加安全。

  4、固态封装,归于冷光源类型。所以它很好运送和装置,能够被装置在任何微型和封闭的设备中,不怕振荡。

  5、led技能正一日千里的在进步,它的发光效率正在取得惊人的突破,价格也在不断的下降。一个白光LED进入家庭的时代正在敏捷到来。

  6、环保,没有汞的有害物质。LED灯泡的拼装部件能够十分简单的拆装,不必厂家收回都能够经过其它人收回。

  7、配光技能使LED点光源扩展为面光源,增大发光面,消除眩光,进步视觉效果,消除视觉疲劳。

  8、透镜与灯罩一体化规划。透镜同时具有聚光与防护效果,避免了光的重复浪费,让产品愈加简洁美观。

  9、大功率led平面集群封装,及散热器与灯座一体化规划。充沛确保了led散热要求及运用寿数,从根本上满意了LED灯具结构及造型的任意规划,极具LED灯具的明显特征。

  10、节能明显。选用超高亮大功率led光源,合作高效率电源,比传统白炽灯节电80%以上,相同功率下亮度是白炽灯的10倍。

  11、超长寿数50,000小时以上,是传统钨丝灯的50倍以上。LED选用高可靠的先进封装工艺—共晶焊,充沛确保LED的超长寿数。

  12、无频闪。纯直流作业,消除了传统光源频闪引起的视觉疲劳。

  13、绿色环保。不含铅、汞等污染元素,对环境没有任何污染。

  14、耐冲击,抗雷力强,无紫外线(UV)和红外线(IR)辐射。无灯丝及玻璃外壳,没有传统灯管碎裂问题,对人体无损伤、无辐射。

  15、低热电压下作业,安全可靠。表面温度≤60℃(环境温度Ta=25℃时)。

  16、宽电压规模,全球通用LED灯。85V~ 264VAC全电压规模恒流,确保寿数及亮度不受电压波动影响。

  17、选用PWM恒流技能,效率高,热量低,恒流精度高。

  18、下降线路损耗,对电网无污染。功率因数≥0.9,谐波失真≤20%,EMI契合全球目标,下降了供电线路的电能损耗和避免了对电网的高频搅扰污染。

  19、通用标准灯头,可直接替换现有卤素灯、白炽灯、荧光灯。

  20、发光视效能率可高达80lm/w,多种LED灯色温可选,显色指数高,显色性好。

  很明显,只要LED灯的本钱随led技能的不断进步而下降。节能灯及白炽灯必然会被LED灯具所替代。

  国家越来越重视照明节能及环保问题,已经在大力推广运用LED灯具了。

  优缺点

  * 散热问题,假如散热不佳会大幅缩短寿数。

  * 低端LED灯的省电性仍是低于节能灯(冷阴极管,CCFL)。

  * 初期购买本钱较高。

  * 因LED光源方向性很强,灯具规划需求考虑LED特殊光学特性。

  以下针对霓虹灯与LED灯相关比较,参加最新的LED技能进去比较,不是之前大家在网络中见到的那份资料。

  1. LED光源有100000小时寿数吗?

  按光衰7%,实际只要约50000小时。按光衰3%,实际运用能够到达80000小时。

  2. LED不会发热吗?

  会,需散热。

  3. LED可替代白炽灯吗?

  光通量,光效和显色功能够,但太贵且近几年不会有所下降。但能够经过进步产品的光通量然后下降替换白炽灯的本钱。

  4. LED可作普通光源简略地运用吗?

  不行,要驱动电源,光学LED灯和热传导合作。

  5. 二种光源功能和长处比较

  霓虹灯的优势已被LED掩盖,但LED灯价太高。

  6. 二种光源的电源比较

  LED低压好,但载电流过大。大颗粒1瓦的LED单灯输入电流在350mA。

  7. 二种光源的操控技能比较

  LED易实现,但霓虹灯成熟。

  8. 二种光源的安稳性比较

  LED不一致性大,霓虹灯适当安稳。少量产家能够做到相对安稳,比如用CREE 跟AOD芯片相结合,取各自芯片的长处。

  9. 二种光源的价格比较

  LED较贵,但黄色和赤色已适当,主要贵的是LED白光。

  10. 二种光源户外运用比较

  LED灯已经能做到彻底防水、防尘。

  11. 二种光源商场的比较

  全球照明产品年产值420亿美元(中国150亿美元)LED光源现比例小于1%。

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