什么是LED照明?

半导体照明是一种以发光二极管(LED)为光源的照明器件,广泛应用于装饰灯、城市景观照明、交通信号灯、大屏幕显示、仪表指示灯、车灯、手机和PDA背光、电脑和普通照明。LED是英文灯。

发射

二极管(light emitting diode)的缩写,是一种半导体制成的光电器件,可以将电能转化为光能。同样亮度的半导体照明能耗仅为普通白炽灯的十分之一,但寿命却高达100次,被誉为“21世纪新固体光源时代的革命性技术”。

半导体照明产品的组成和发光原理

与白炽灯和节能灯不同,半导体照明是利用电场发光的。它的基本结构是将一块电致发光半导体材料放在有引线的架子上,然后用环氧树脂密封,保护内部芯线。发光二极管的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片,在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层,称为pn结。在一些半导体材料的PN结中,注入的少数载流子与多数载流子复合时,多余的能量会以光的形式释放出来,从而直接将电能转化为光能。由于LED使用的材料不同,二极管中电子和空穴占据的能级也不同。能级的不同使得载流子复合时产生的光子能量不同,从而形成不同波长的光。

因为半导体照明可以直接将电能转化为光能,理论上可以产生很高的光效。近年来,

LED的光效迅速提高。1998年,白光LED的光效只有5 lm/W,而在2000年,白光LED的光效已经达到25。

Lm/W,类似卤钨灯。2008年7月22日,位于美国加州的欧司朗在高亮度、高效率LED研发上取得新突破,达到350颗。

在mA标准条件下,亮度峰值达到155 lm,效率达到136。

lm/W .2009年,世界LED巨头Cree和Nichia近日公布的LED发光效率实验值分别为161 lm/W@350 mA和145。

lm/W@350

马,这些成果已经大大超过了现有照明灯具的光效。当然,以上都是在实验室获得的。在实际应用中,由于散热等方面的影响,LED的光效只有几十lm/w,但以目前LED技术的发展速度,相信会突破LED光效的瓶颈,从而真正实现LED照明的广泛应用。

半导体照明产品的分类

led主要有五种分类方式:

(1)

根据LED的发光颜色,可分为红色、橙色、绿色(细分为黄绿色、标准绿色和纯绿色)、蓝色光等。此外,一些led包含两种或三种颜色的芯片。根据发光二极管是否掺杂散射剂、有色或无色,上述颜色的发光二极管可分为有色透明、无色透明、有色散射、无色散射四种。散射发光二极管不适合做指示灯。目前,为了提高LED的发光效率,促进LED在普通照明领域的应用,用红、绿、蓝三原色或其他方式合成白光LED已成为该领域的研究热点。

(2)按发光管的特性可分为圆形灯、方形灯、长方形、表面发光管、侧管、表面贴装用微管等。圆形灯按直径分为φ 2mm、φ 4.4mm、φ 5mm、φ 8mm、φ 10mm、φ 20mm。圆形光强的角分布可以用半值角来估计。

(3)根据发光强度的角分布图,可分为以下三类:

高指向性:一般是尖头环氧封装或带金属反射腔的封装,不添加散射剂。半值角为5° ~ 20°或更小,具有较高的方向性,可作为局部照明光源或与光电探测器组合形成自动检测系统。

标准型:通常用作指示灯,其半值角为20° ~ 45°。

散射型:这是一种视角较大的指示灯,半值角在45 ~ 90°以上,散射剂较多。

(4)根据LED的结构,可分为全环氧封装、金属基环氧封装、陶瓷基环氧封装和玻璃封装。

(5)

按发光强度和工作电流:按发光强度分为普通亮度LED(发光强度小于10 mcd)和高亮度LED(发光强度在10和100之间)

Mcd)和超高亮度LED(发光强度大于100)

MCD);按工作电流可分为一般LED和小电流LED,其中一般LED的工作电流为十几毫安到几十毫安,而小电流LED的工作电流为2。

MA以下(亮度与普通LED相同)。

半导体照明产品的特性

在当前全球能源短缺的情况下,节能是我们面临的一个重要问题。LED被称为第四代照明光源或绿色光源,其节能环保、寿命长的特点是其不断受到世界各国推崇的重要原因:

(1)长寿命:光通量衰减到70%的标准寿命为65438+百万小时,一个LED灯在理想条件下可以使用50年。

(2)色彩丰富:LED实现了单原色多波长,包括红、黄、绿、蓝,基本满足应用领域对LED色彩的要求。随着更多新材料的开发,将会实现更多的原色甚至全彩。

(3)稳定可靠:没有钨丝、玻壳等易损坏部件,异常报废率很小。在LED的使用寿命期间,LED一般能稳定工作,维护工作量较小。

(4)电气安全性高:LED一般工作在低电压(6-24 V)、低电流(10-20 mA)的环境中,属于弱电工作器件,具有良好的电气安全性能。

(5)高效节能环保:光谱几乎集中在可见光频率,效率可达50%以上,而光效相近的白炽灯可见光效率仅为10%-20%。而且LED灯不存在有害金属汞污染等问题,符合社会发展趋势。

(6)应用灵活性好:LED可以采用低压供电,也可以采用110 V/220 V电源供电。另外,单个LED的体积较小(芯片更小,只有3-5 mm2),所以可以进行平面封装,很容易发展成轻薄短小的产品,可以做成各种形式的具体应用产品。

(7)可控性强:现有技术已经可以实现LED的亮度、灰度、动态显示和分布控制,这是其他发光器件无法比拟的。

(8)卓越的抗震性能:LED的坚固性、抗震、抗冲击超过目前所有其他类型的电光源产品。

(9)响应速度快:LED的响应速度处于毫秒级,可有效应用于显示屏、汽车刹车灯、相机闪光灯等领域。

(10)的显色性能良好:目前白光LED的显色指数Ra在70以上,色温范围为3600K-11000K(视荧光粉不同而定),已在实验室获得改善的方案。

此外,LED还具有亮度高、无干扰、指向性好的特点。