白枳燈和LED

2021-03-06 23:34:43 字數 3966 閱讀 2947

1樓:匿名使用者

led光源照明

led光源照明技術及在燈光環境中的應用— led光在照明領域的應用,是半導體發光材料技術高速發展及「綠色照明」概念逐步深入人心的產物。「綠色照明」是國外照明領域在上世紀80年代末提出的新概念,我國「綠色照明工程」的實施始於2023年。實現這一計劃的重要步驟就是要發展和推廣高效、節能照明器具,節約照明用電,減少環境及光汙染,建立一個優質高效、經濟舒適、安全可靠、有益環境的照明系統。

一、led照明概念

led(lighy?emitting?diode),又稱發光二極體,它們利用固體半導體晶片作為發光材料,當兩端加上正向電壓,半導體中的載流子發生複合,放出過剩的能量而引起光子發射產生可見光。?

(一)led的發展歷史

應用半導體p·n結髮光源原理製成led問世於20世紀60年代初,2023年首先出現紅色發光二極體,之後出現黃色led。直到2023年藍色、綠色led才研製成功。2023年由日本nichia公司(日亞)成功開發出白色led。

以其固有的特點,如省電、壽命長、耐震動,響應速度快、冷光源等特點,廣泛應用於指示燈、訊號燈、顯示屏、景觀照明等領域,在我們的日常生活中處處可見,家用電器、**機、儀表板照明、汽車防霧燈、交通訊號燈等。但由於其亮度差、**昂貴等條件的限制,無法作為通用光源推廣應用。

近幾年來,隨著人們對半導體發光材料研究的不斷深入,led製造工藝的不斷進步和新材料(氮化物晶體和熒光粉)的開發和應用,各種顏色的超高亮度led取得了突破性進展,其發光效率提高了近1000倍,色度方面已實現了可見光波段的所有顏色,其中最重要的是超高亮度白光led的出現,使led應用領域跨越至高效率照明光源市場成為可能。曾經有人指出,高亮度led將是人類繼愛迪生髮明白熾燈泡後,最偉大的發明之一。

(二)led發光原理

發光二極體主要由pn結晶片、電極和光學系統組成。其發光體——晶片的面積為10.12mil(1mil=0.0254平方毫米),目前國際上出現大晶片led,晶片面積達40mil。

其發光過程包括三部分:正向偏壓下的載流子注入、複合輻射和光能傳輸。微小的半導體晶片被封裝在潔淨的環氧樹脂物中,當電子經過該晶片時,帶負電的電子移動到帶正電的空穴區域並與之複合,電子和空穴消失的同時產生光子。

電子和空穴之間的能量(帶隙)越大,產生的光子的能量就越高。光子的能量反過來與光的顏色對應,可見光的頻譜範圍內,藍色光、紫色光攜帶的能量最多,桔色光、紅色光攜帶的能量最少。由於不同的材料具有不同的帶隙,從而能夠發出不同顏色的光。

led照明光源的主流將是高亮度的白光led。目前,已商品化的白光led多是二波長,即以藍光單晶片加上yag黃色熒光粉混合產生白光。未來較被看好的是三波長白光led,即以無機紫外光晶片加紅、藍、綠三顏色熒光粉混合產生白光,它將取代熒光燈、緊湊型節能熒光燈泡及led背光源等市場。

(三)led光源的基本特徵

1、發光效率高

led經過幾十年的技術改良,其發光效率有了較大的提升。白熾燈、滷鎢燈光效為12-24流明/瓦,熒光燈50~70流明/瓦,鈉燈90~140流明/瓦,大部分的耗電變成熱量損耗。led光效經改良後將達到達50~200流明/瓦,而且其光的單色性好、光譜窄,無需過濾可直接發出有色可見光。

目前,世界各國均加緊提高led光效方面的研究,在不遠的將來其發光效率將有更大的提高。

2、耗電量少

led單管功率0.03~0.06瓦,採用直流驅動,單管驅動電壓1.

5~3.5伏,電流15~18毫安,反應速度快,可在高頻操作。同樣照明效果的情況下,耗電量是白熾燈泡的八分之一,熒光燈管的二分之

一、日本估計,如採用光效比熒光燈還要高兩倍的led替代日本一半的白熾燈和熒光燈。每年可節約相當於60億升**。就橋樑護欄燈例,同樣效果的一支日光燈40多瓦,而採用led每支的功率只有8瓦,而且可以七彩變化。

3、使用壽命長

採用電子光場輻射發光,燈絲髮光易燒、熱沉積、光衰減等缺點。而採用led燈體積小、重量輕,環氧樹脂封裝,可承受高強度機械衝擊和震動,不易破碎。平均壽命達10萬小時。

led燈具使用壽命可達5~10年,可以大大降低燈具的維護費用,避免經常換燈之苦。

4、安全可靠性強

發熱量低,無熱輻射,冷光源,可以安全抵摸:能精確控制光型及發光角度,光色柔和,無眩光;不含汞、鈉元素等可能危害健康的物質。內建微處理系統可以控制發光強度,調整發光方式,實現光與藝術結合。?

5、有利於環保

led為全固體發光體,耐震、耐衝擊不易破碎,廢棄物可**,沒有汙染。光源體積小,可以隨意組合,易開發成輕便薄短小型照明產品,也便於安裝和維護。

當然,節能是我們考慮使用led光源的最主要原因,也許led光源要比傳統光源昂貴,但是用一年時間的節能收回光源的投資,從而獲得4~9年中每年幾倍的節能淨收益期。

二、led照明光源技術的應用前景及趨勢

長期以來,由於led光效低的原因,其應用主要集中在各種顯示領域。隨著超高亮度led(特別是白光led)的出現,在照明領域的應用成為可能。據國際權威機構**,二十一世紀將進入以led為代表的新型照明光源時代,被稱為***新光源。

(一)前景及發展趨勢?

目前,照明消耗約佔整個電力消耗的20%,大大降低照明用電是節省能源的重要途徑,為實現這一目標業界已研究開發出許多種節能照明器具,並達到了一定的成效。但是,距離「綠色照明」的要求還遠遠不夠,開發和應用更高效、可靠、安全、耐用的新型光源勢在必行。led以其固有的優越性正吸引著世界的目光。

美國、日本等國家和臺灣地區對led照明效益進行了**,美國55%白熾燈及55%的日光燈被led取代,每年節省350億美元電費,每年減少7.55億噸二氧化碳排放量。日本100%白熾燈換成led,可減少1~2座核電廠發電量,每年節省10億公升以上的**消耗。

臺灣地區25%白熾燈及100%的日每年減少7.55億噸二氧化碳排放量。日本100%白熾燈換成led,可減少1~2座核電廠發電量,每年節省10億公升以上的**消耗。

臺灣地區25%白熾燈及100%的日光燈被白光led取代,每年節省110億度電。日本早在2023年就編制「21世紀計劃」,針對新世紀照明用led光源進行實用性研究。近年來,日本日亞化工、豐田合成、sony、佳友電工等都已有led照明產品問世。

世界著名的照明公司如飛利浦、歐司朗、ge等也投入大量的人力物力進行led照明產品的研究開發和生產。美國ge公司和emcore公司合作成立新公司,專門開發白光led,以取代白熾燈、緊湊型熒光燈、滷鎢燈和汽車燈。德國歐司朗公司與西門子公司合作開發led照明系統。

臺灣目前的led產量僅次於日本列在美國之前,從2023年開始投入6億臺幣進行相關開發工作。

led發展歷史已經幾十年,但在照明領域的應用還是新技術。隨著led技術的迅猛發展,其發光效率的逐步提高,led的應用市場將更加廣泛,特別在全球能源短缺的憂慮再度升高的背景下,led在照明市場的前景更備受全球矚目,被業界認為在未來10年成為最被看好的市場以及最大的市場將是取代白熾燈、鎢絲燈和熒光燈的最大潛力商品。

(二)照明應用中存在的主要技術問題

近年來,led的發光效率正在逐步提高,商品化的器件已達到白熾燈的水平,景觀燈採用的白色led發光效率接近熒光燈的水平,並在穩步增長中。但是,在照明普及應用方面仍存在一些技術性問題:?

1.是光通量有待進一步提高。採用led作為照明光源,必須可以發出更多的光,必須具有更高的能量效率。

2.是led發出的光與自然光仍有一定的差距。白熾燈具有非常強的黃色光的成分,給人一種溫暖的感覺。而白光led發出的白光帶有藍色光的成分,在這種光的照明下,人們的視覺不很自然。

3.是**較高。這是影響led照明普及的主要原因。

但是,近年來出於晶片技術的改良,製造成本正在急劇下降,近三年來led的**下降了近50%,其正朝著高效率、低成本的方向發展,這為led在照明領域的應用提供了有利條件。此外,較好的價效比也可以彌補成本**方面的不足。

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2樓:匿名使用者

led優勢多了! 取代其他完全有可能!

在亮度.省電.環保.壽命方面都要優於其它發光裝置!

現在交通燈.手電.廣告燈等 基本都採用的是led發光元件!

3樓:匿名使用者

白熾燈壽命短~能耗大~用的越來越少了~led不會對人體有害的~它其實就是一個發光二級管,現在還多高檔轎車尾燈轉向燈都是led的了

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