LED

LED

成分结构:发光二极管简称为LED。由镓(Ga)与砷(AS)、磷(P)的化合物制成的二极管,当电子与空穴复合时能辐射出可见光,因而可以用来制成发光二极管,在电路及仪器中作为指示灯,或者组成文字或数字显示。磷砷化镓二极管发红光,磷化镓二极管发绿光,碳化硅二极管发黄光。<br/>它是半导体二极管的一种,可以把电能转化成光能;常简写为LED。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成,也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后,从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子,在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合,产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同,释放出的能量越多,则发出的光的波长越短。常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。<br/>发光二极管的反向击穿电压约5伏。它的正向伏安特性曲线很陡,使用时必须串联限流电阻以控制通过管子的电流。限流电阻R可用下式计算:<br/>R=(E-UF)/IF<br/>式中E为电源电压,UF为LED的正向压降,IF为LED的一般工作电流。发光二极管的两根引线中较长的一根为正极,应按电源正极。有的发光二极管的两根引线一样长,但管壳上有一凸起的小舌,靠近小舌的引线是正极。<br/>与小白炽灯泡和氖灯相比,发光二极管的特点是:工作电压很低(有的仅一点几伏);工作电流很小(有的仅零点几毫安即可发光);抗冲击和抗震性能好,可靠性高,寿命长;通过调制通过的电流强弱可以方便地调制发光的强弱。由于有这些特点,发光二极管在一些光电控制设备中用作光源,在许多电子设备中用作信号显示器。把它的管心做成条状,用7条条状的发光管组成7段式半导体数码管,每个数码管可显示0~9十个数目字。 <br/> 主要分类:<br/>发光二极管还可分为普通单色发光二极管、高亮度发光二极管、超高亮度发光二极管、变色发光二极管、闪烁发光二极管、电压控制型发光二极管、红外发光二极管和负阻发光二极管等。<br/>1.普通单色发光二极管<br/>普通单色发光二极管具有体积小、工作电压低、工作电流小、发光均匀稳定、响应速度快、寿命长等优点,可用各种直流、交流、脉冲等电源驱动点亮。它属于电流控制型半导体器件,使用时需串接合适的限流电阻。<br/>普通单色发光二极管的发光颜色与发光的波长有关,而发光的波长又取决于制造发光二极管所用的半导体材料。红色发光二极管的波长一般为650~700nm,琥珀色发光二极管的波长一般为630~650 nm ,橙色发光二极管的波长一般为610~630 nm左右,黄色发光二极管的波长一般为585 nm左右,绿色发光二极管的波长一般为555~570 nm。<br/>常用的国产普通单色发光二极管有BT(厂标型号)系列、FG(部标型号)系列和2EF系列,见表4-26、表4-27和表4-28。<br/>常用的进口普通单色发光二极管有SLR系列和SLC系列等。<br/>2.高亮度单色发光二极管<br/>高亮度单色发光二极管和超高亮度单色发光二极管使用的半导体材料与普通单色发光二极管不同,所以发光的强度也不同。<br/>通常,高亮度单色发光二极管使用砷铝化镓(GaAlAs)等材料,超高亮度单色发光二极管使用磷铟砷化镓(GaAsInP)等材料,而普通单色发光二极管使用磷化镓(GaP)或磷砷化镓(GaAsP)等材料。<br/>常用的高亮度红色发光二极管的主要参数见表4-29,常用的超高亮度单色发光二极管的主要参数见表4-30。<br/>3.变色发光二极管<br/>变色发光二极管是能变换发光颜色的发光二极管。变色发光二极管发光颜色种类可分为双色发光二极管、三色发光二极管和多色(有红、蓝、绿、白四种颜色)发光二极管。<br/>变色发光二极管按引脚数量可分为二端变色发光二极管、三端变色发光二极管、四端变色发光二极管和六端变色发光二极管。<br/>常用的双色发光二极管有2EF系列和TB系列,常用的三色发光二极管有2EF302、2EF312、2EF322等型号。<br/>4.闪烁发光二极管<br/>闪烁发光二极管(BTS)是一种由CMOS集成电路和发光二极管组成的特殊发光器件,可用于报警指示及欠压、超压指示。<br/>闪烁发光二极管在使用时,无须外接其它元件,只要在其引脚两端加上适当的直流工作电压(5V)即可闪烁发光。<br/>5.电压控制型发光二极管<br/>普通发光二极管属于电流控制型器件,在使用时需串接适当阻值的限流电阻。电压控制型发光二极管(BTV)是将发光二极管和限流电阻集成制作为一体,使用时可直接并接在电源两端。<br/>6、红外发光二极管<br/>红外发光二极管也称红外线发射二极管,它是可以将电能直接转换成红外光(不可见光)并能辐射出去的发光器件,主要应用于各种光控及遥控发射电路中。<br/>红外发光二极管的结构、原理与普通发光二极管相近,只是使用的半导体材料不同。红外发光二极管通常使用砷化镓(GaAs)、砷铝化镓(GaAlAs)等材料,采用全透明或浅蓝色、黑色的树脂封装。<br/>常用的红外发光二极管有SIR系列、SIM系列、PLT系列、GL系列、HIR系列和HG系列等。<br/> 物理特性:<br/>发光二极管的两根引线中较长的一根为正极,应接电源正极。有的发光二极管的两根引线一样长,但管壳上有一凸起的小舌,靠近小舌的引线是正极。<br/>与小白炽灯泡和氖灯相比,发光二极管的特点是:工作电压很低(有的仅一点几伏);工作电流很小(有的仅零点几毫安即可发光);抗冲击和抗震性能好,可靠性高,寿命长;通过调制通过的电流强弱可以方便地调制发光的强弱。由于有这些特点,发光二极管在一些光电控制设备中用作光源,在许多电子设备中用作信号显示器。把它的管心做成条状,用7条条状的发光管组成7段式半导体数码管,每个数码管可显示0~9十个数目字。<br/> 发光原理:<br/>50年前人们已经了解半导体材料可产生光线的基本知识,第一个商用二极管产生于1960年。LED是英文light emitting diode(发光二极管)的缩写,它的基本结构是一块电致发光的半导体材料,置于一个有引线的架子上,然后四周用环氧树脂密封,起到保护内部芯线的作用,所以LED的抗震性能好。<br/>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。在某些半导体材料的PN结中,注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来,从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压,少数载流子难以注入,故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管,通称LED。 当它处于正向工作状态时(即两端加上正向电压),电流从LED阳极流向阴极时,半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线,光的强弱与电流有关。<br/>计算方法<br/>R=(E-UF)/IF<br/>式中E为电源电压,UF为LED的正向压降,IF为LED的一般工作电流<br/>以下是传统发光二极管所使用的<br/>无机半导体物料和所它们发光的颜色<br/>铝砷化镓(AlGaAs)-红色及红外线<br/>铝磷化镓(AlGaP)-绿色<br/>磷化铝铟镓(AlGaInP)-高亮度的橘红色,橙色,黄色,绿色<br/>磷砷化镓(GaAsP)-红色,橘红色,黄色<br/>磷化镓(GaP)-红色,黄色,绿色<br/>氮化镓(GaN)-绿色,翠绿色,蓝色<br/>铟氮化镓(InGaN)-近紫外线,蓝绿色,蓝色 <br/> 碳化硅(SiC)(用作衬底)-蓝色<br/>硅(Si)(用作衬底)-蓝色(开发中)<br/>蓝宝石(Al2O3)(用作衬底)-蓝色<br/>zincselenide(ZnSe)-蓝色<br/>钻石(C)-紫外线<br/>氮化铝(AlN),aluminiumgalliumnitride(AlGaN)-波长为远至近的紫外线<br/> 设计理念:LED的出现打破了传统光源的设计方法与思路,目前有两种最新的设计理念。<br/>1.情景照明:是2008年由飞利浦提出的情景照明,以环境的需求来设计灯具。情景照明以场所为出发点,旨在营造一种漂亮、绚丽的光照环境,去烘托场景效果,使人感觉到有场景氛围。<br/> 2.情调照明:是2009年由凯西欧提出的情调照明,以人的需求来设计灯具。情调照明是以人情感为出发点,从人的角度去创造一种意境般的光照环境。情调照明与情景照明有所不同,情调照明是动态的,可以满足人的精神需求的照明方式,使人感到有情调;而情景照明是静态的,它只能强调场景光照的需求,而不能表达人的情绪,从某种意义上说,情调照明涵盖情景照明。情调照明包含四个方面:一是环保节能,二是健康,三是智能化,四是人性化。<br/>凯西欧公司总经理吴育林先生编著了一本“情调照明书”,是中国第一本引领LED照明设计潮流的书籍,打破了设计理论长期被国外巨头垄断的局面,使LED的应用更加容易为市场所需要。将最新的情调照明设计理念贡献出来与大家分享,借此希望更多专家学者、设计师参与讨论和提出建议。<br/>LED 的基本术语VF、IV、WL、IR 解释及光通量换算关系<br/>V 代表电压。<br/>F 代表正向。<br/>I 代表电流。<br/>R 代表反向。<br/>WL代表波长。<br/> 故:VF代表正向电压,一般小功率led红、黄、橙、黄绿的vf是1.8-2.4v,纯绿、蓝、白的vf是3.0-3.6v。IF是正向电流,一般小功率led的IF都是20mA。IR是反向电流,<br/> 一般是在5v的反向电压下面测量,分小于10uA(微安),小于5uA和0uA几个档次。WL是光的波长,可见光分别有各自的波长,不同的波长对应不同的颜色,如红光一般是615-650nm(纳米),蓝光一般是450-475nm。白光由于是蓝色芯片+荧光粉调制而成,所以无波长,以色温来衡量(3000k以下偏黄。3000k-7000k正白,7000k以上偏蓝)。<br/>LED的Vf值是什么意思?它的大小对LED有什么影响?<br/> vf是正向电压的意思,但是不一定正向电压越大,正向电流越大。你看只要是小功率led的承认书上面都会有一个vf值,有一个If值,不管vf值是多大,(红、黄、黄绿、橙一般为1.8v-2.4v,白、蓝、翠绿一般为3.0v-3.6v)。If都是20mA。这两者是相辅相成的。比如2颗白光,一颗是3.0v,20mA,一颗是3.4v,20mA,意思就是说第一颗灯,你给它3.0v的电压,流过它的电流就是正常额定电流20mA,但是第二颗灯,你要给它3.4v的电压,流过它的电流才是20mA。在这里Vf和If没有成正比;但是一颗黄灯和一颗白灯比,比如黄灯的电压是2.0v,白灯的电压是3.3v,这颗黄灯在2.0v的电压下和这颗白灯在3.3v的电压下流过它们的电流是一样的,都是20mA,在这里Vf和If并不成正比。所以只有是专指同一颗灯的情况下Vf和If才是绝对成正比的。你在使用的时候不管Vf是多大,只要控制流过所有灯的电流为20mA就ok了<br/>LED基本术语<br/>光通量(lm):光源每秒钟发出 可见光量之总和。例如一个100瓦(w)的灯泡可产生1500lm,一支40瓦(w)的日光灯可产生3500lm的光通量。 ◇发光强度(cd):光源在单位立体角内发出的光通量,也就是光源所发出的光通量在空间选定方向上分布的密度。光强的单位是坎特拉(cd),也称烛光。如:1单位立体角度内发出1流明的光称为1坎特拉(1cd)。 ◇亮 度:发光二极管是一种发光器件,亮度系指单位面积之照度,单位为:烛光 / 平方米,发光二极管标准之驱动电流为 20mA 。<br/> 色温(k):以绝对温度(k=℃+273.15)K来表示,即将一黑体加热,温度升到一定程度时,颜色逐渐由深红-浅红-橙红-黄-黄白-白-蓝白-蓝变化。当某光源与黑体的颜色相同时,我们将黑体当时的绝对温度称为该光源的色温。如:当黑体加热呈现深红时温度约为550℃,即色温为823K。<br/> 光效(lm/w):光源发出的光通量除以光源所消耗的功率。它是衡量光源节能的重要指标。<br/>显色性(ra):光源对物体本身颜色呈现的程度称为显色性。也就是颜色的逼真程度。国际照明委员会CIE把太阳的显色指数定为100。各类光源的显色指数各不相同。如:白炽灯ra≥90,荧光灯ra=60∽90。<br/> 可视角度:角度分X轴(左、右)Y 轴(上、下)当中心轴为 1 之亮度,左右或上下轴亮度达 1/2 时之夹角为可视角度;例 70 °可视角度系指从中心点向上下或左右各 35 °。<br/> 波长:二极发光管所发出光的波长,一般红色波长在 620-660nm ,纯绿 520-530nm ,蓝色 470-480nm ,黄色580-890nm ,黄绿 550-570nm ,请参考色度图,不同波长发出光之颜色不同;两种颜色之混光亦不同。<br/> 四元系:指以 ALInGaP 四个化学元素所制作成的发光二极管,可以发出黄绿 / 黄色 / 橙色 / 红色(波长 550-630nm )之间的光,具有亮度高、衰减度低的特性,为目前户外发光二极管之主流产品。<br/> 纯绿/黄绿:传统绿色 LED 是以黄绿为主,波长从 550-570nm ,价格低,亮度也低,衰减快, 1994 年日本亚制造公司制造出了纯绿(波长 520-530nm)价格高,亮度高,衰减慢,广泛在户外显示屏上使用,此两种产品有着极大的差异,设计时必须区分清楚。<br/> 单色/双基色/全彩屏:三原色为红色 / 绿色 / 蓝色;若一颗象素管中含有此三种发光二极管则称为全彩显示屏;若只有红 + 绿称为双基色屏,若只有一种颜色如红色或黄色则称为单色显示屏,单色显示屏以播放纯文字内容为主,双基色则以文字 + 图案 + 动画为主,全彩屏则以播发视频信号为主。<br/> 使用寿命:系指发光二极管亮度达到初始值一半的时间,又成为半衰期,不同的芯片使用在不同的环境中会有不同的使用寿命。<br/> 亮度衰减曲线: 各种芯片在一定条件下(温度、电流)亮度与时间的曲线;此曲线可以真正了解到芯片的特性好坏。<br/> 芯片/单灯/象素管:二极发光管为半导体材料,其发光元件称芯片,用芯片封装成可以点亮的最小单元称单灯;许多小灯组装灌胶封装成一个大颗的管子加上外罩成为象素管。<br/> 点直径:指象素管之直径。<br/> 点间距:指两相邻象素管中心间之距离,标准可分辨之灯点间距 = 灯点直径× 1.25 。<br/> 可视距离:指在此距离可以清楚看出显示屏体所显示之内容,此距离与显示文字的字高有关, 简易速算公式: ---最近可视距离:50× 字高高度(米) ---最远可视距离:200 字高高度(米)<br/> 亮度自动调整:发光二极管随着环境亮度的强弱,而对自身的亮度亦作强弱之调整,一般以降低电流的方法来达到降低亮度的目的。<br/> 点密度:指每平方米有多少个象素管。<br/> 操作温度:显示屏可以正常使用的最低温度及最高温度。<br/>LED光源与传统光源的比较<br/>光源种类光效(lm/w) 色温(k) 平均寿命(小时)<br/>白炽灯泡 152800 1000<br/>白英卤素灯 253000 2000-3000<br/>普通日光灯 70 全系列8000<br/>三基色日光灯 96 全系列10000<br/>LED灯 50-250 全系列50000<br/>LED几个光学术语的解释以及换算关系<br/> 1.发光强度(光度)的含义是什么?<br/>答:发光强度(光度,I)定义为:点光源在某一方向上的发光强度,即是发光体在单位时间内所射出的光量,也简称为光度,常用单位为烛光(cd,坎德拉),一个国际烛光的定义为以鲸鱼油脂制成的蜡烛每小时燃烧120格冷(grain)所发出的光度,一格冷等于0.0648克<br/>2.发光强度(光度)的单位是什么?<br/>答:发光强度常用单位为烛光(cd,坎德拉),国际标准烛光(lcd)的定义为理想黑体在铂凝固点温度(1769℃)时,垂直于黑体(其表面积为1m2)方向上的60万分之一的光度,所谓理想黑体是指物体的放射率等于1,物体所吸收的能量可以全部放射出去,使温度一直保持均匀固定,国际标准烛光(candela)与旧标准烛光(candle)的互换关系为1candela=0.981candle<br/>3.什么叫做光通量?光通量的单位是什么?<br/>答:光通量(φ)的定义是:点光源或非点光源在单位时间内所发出的能量,其中可产生视觉者(人能感觉出来的辐射通量)即称为光通量。光通量的单位为流明(简写lm),1流明(lumen或lm)定义为一国际标准烛光的光源在单位立体弧角内所通过的光通量,由于整个球面面积为4πR2,所以一流明光通量等于一烛光所发出光通量的1/4π,或者说球面有4π,因此按照流明的定义可知一个cd的点光源会辐射4π流明,即φ(流明)=4πI(烛光),假定△Ω为很小的立体弧角,在△Ω立体角内光通量△φ,则有△φ=△ΩI<br/>4.一英尺烛光的含义是什么?<br/>答:一英尺烛光是指距离一烛光的光源(点光源或非点光源)一英尺远而与光线正交的面上的光照度,简写为1ftc(1lm/ft2,流明/英尺2),即每平方英尺内所接收的光通量为1流明时的照度,并且1ftc=10.76lux<br/>5.一米烛光的含义是什么?<br/>答:一米烛光是指距离一烛光的光源(点光源或非点光源)一米远而与光线正交的面上的光照度,称为勒克斯(lux,也有写成lx),即每平方公尺内所接收的光通量为1流明时的照度(流明/米2)<br/>6.1lux的含义是什么?<br/>答:每平方公尺内所接收的光通量为1流明时的照度<br/>7.照度的含义是什么?<br/>答:照度(E)的定义为:被照物体单位受照面积上所接受的光通量,或者说受光照射的物体在单位时间内每单位面积上所接受的光度,单位以米烛光或英尺烛光(ftc)表示<br/>8.照度与光度、距离之间有什么关系?<br/>答:照度与光度、距离间的关系是:E(照度)=I(光度)/r2(距离平方)<br/>9.被照体的照度大小与哪些因素有关?<br/>答:被照体的照度与光源的发光强度及被照体和光源之间的距离有关,而与被照体的颜色、表面性质及表面积大小无关。<br/> 生产工艺:<br/>LED五大原物料分别是指:晶片,支架,银胶,金线,环氧树脂<br/>1、晶片<br/>1.1晶片的构成:由金垫,P极,N极,PN结,背金层构成(双pad晶片无背金层)。<br/>1.2定义:晶片是由P层半导体元素,N层半导体元素靠电子移动而重新排列组合成的PN结合体。也正是这种变化使晶片能够处于一个相对稳定的状态。<br/>1.3晶片的发光原理:<br/>在晶片被一定的电压施加正向电极时,正向P区的空穴则会源源不断的游向N区,N区的电子则会相对于孔穴向P区运动。在电子,空穴相对移动的同时,电子空穴互相结对,激发出光子,产生光能。<br/>1.4晶片的分类:<br/>1.4.1按发光类型分:<br/>表面发光型: 光线大部分从晶片表面发出<br/>五面发光型: 表面,侧面都有较多的光线射出<br/>1.4.2按发光颜色分:<br/>红,橙,黄,黄绿,纯绿,标准绿,蓝绿, 蓝<br/>2、支架:<br/>支架的结构:<br/>1层是铁<br/>2层镀铜(导电性好,散热快)<br/>3层镀镍(防氧化),4层镀银(反光性好,易焊线)<br/>3、银胶(因种类较多,我们依H20E为例)<br/>也叫白胶,乳白色,导通粘合作用(烘烤温度为:100°C/1.5H)<br/>3.1组成:<br/>银粉(导电,散热,固定晶片)+环氧树脂(固化银粉)+稀释剂(易于搅拌)<br/>3.2使用条件:<br/>储藏条件:银胶的制造商一般将银胶以-40 °C 储藏,应用单位一般将银胶以-5 °C 储藏。单剂为25 °C/1年(干燥,通风的地方),混合剂25 °C/72小时(但在上线作业时因其他的因素“温湿度、通风的条件”,为保证产品的质量一般的混合剂使用时间为4小时)<br/>烘烤条件:150 °C/1.5H<br/>搅拌条件:顺一个方向均匀搅拌15分钟<br/>4、金线(依φ1.0mil为例)<br/>LED所用到的金线有φ1.0mil、 φ1.2mil<br/>金线的材质:<br/>LED用金线的材质一般含金量为99.9%<br/>金线的用途:<br/>利用其含金量高材质较软、易变形且导电性好、散热性好的特性,让晶片与支架间形成一闭合电路。<br/>5、 环氧树脂(以EP400为例)<br/>5.1组成:A、B两组剂份:<br/>A胶:是主剂,由环氧树脂+消泡剂+耐热剂+稀释剂<br/>B剂:是固化剂,由酸酣+离模剂+促进剂<br/>5.2使用条件:<br/>混合比:A/B=100/100(重量比)<br/>混合粘度:500-700CPS/30 °C<br/>胶化时间:120 °C*12分钟或110 °C*18分钟<br/>可使用条件:室温25 °C约6小时。一般根据产线的生产需要,我们将它的使用条件定为2小时。<br/>硬化条件:初期硬化110 °C-140 °C 25 - 40分钟<br/>后期硬化100 °C*6-10小时(可视实际需要做机动性调整)<br/>LED移动宣传车也是led的一个延生产品(OMDM,Outdoor Mobile Direct Mail advertising), 是LED行业兴起后的伴生产物,是指由LED屏作为信息输出设备,移动车身作为重体的广告设备,自身可以变换位置,一般自带发电机、音响、电脑等设备,属于广告车中的一种。一般由五部分组成。包括大屏系统、供电系统、液压系统(有些没有部分)、操作系统、牵引系统。供电一般采用工业380V电,或者自身发电机供电。<br/>LED宣传车传播特点:<br/>节约时间 传统活动中采用的LED显示屏背景、大幕等需要花费时间进行搭建,拆装。而广告车省去了搭建,拆装等过程,体现了现代媒体方便快捷的优点。<br/>流动传播 不受地理位置的限制,可根据客户需求在大街、小巷、社区、商贸区等客户需要的任何目标市场区域内深入广泛的宣传。<br/>视觉效果好 由于采用目前流行的LED彩屏作为输出主体,色彩绚丽、立体感十足,有极强的视觉冲击力。本身这种形式造型独特很容易吸引大众视线。<br/> LED介绍:<br/>半导体LED原理<br/>用GaN形成的蓝光LED1993年,当时在日本NichiaCorporation(日亚化工)工作的中村修二(ShujiNakamura)发明了基于宽禁带半导体材料氮化镓(GaN)和铟氮化稼(InGaN)的具有商业应用价值的蓝光LED,这类LED在1990 年代后期得到广泛应用。理论上蓝光LED结合原有的红光LED和绿光LED可产生白光,但白光LED却很少是这样造出来的。<br/>现时生产的白光LED大部分是通过在蓝光LED(near-UV,波长450nm至470nm)上覆盖一层淡黄色荧光粉涂层制成的,这种黄色磷光体通常是通过把掺了铈的YttriumAluminumGarnet(Ce3+:YAG)晶体磨成粉末后混和在一种稠密的黏合剂中而制成的。当LED芯片发出蓝光,部分蓝光便会被这种晶体很高效地转换成一个光谱较宽(光谱中心约为580nm)的主要为黄色的光。(实际上单晶的掺Ce的YAG被视为闪烁器多于磷光体。)由于黄光会刺激肉眼中的红光和绿光受体,再混合LED本身的蓝光,使它看起来就像白色光,而其的色泽常被称作“月光的白色”。这种制作白光LED的方法是由NichiaCorporation所开发并从1996年开始用在生产白光LED上。若要调校淡黄色光的颜色,可用其它稀土金属铽或钆取代Ce3+:YAG中掺入的铈(Ce),甚至可以以取代YAG中的部份或全部铝的方式做到。而基于其光谱的特性,红色和绿色的对象在这种LED照射下看起来会不及阔谱光源照射时那么鲜明。<br/>另外由于生产条件的变异,这种LED的成品的色温并不统一,从暖黄色的到冷的蓝色都有,所以在生产过程中会以其出来的特性作出区分。<br/>另一个制作的白光LED的方法则有点像日光灯,发出近紫外光的LED会被涂上两种磷光体的混合物,一种是发红光和蓝光的铕,另一种是发绿光的,掺杂了硫化锌(ZnS)的铜和铝。但由于紫外线会使黏合剂中的环氧树脂裂化变质,所以生产难度较高,而寿命亦较短。与第一种方法比较,它效率较低而产生较多热(因为StokesShift前者较大),但好处是光谱的特性较佳,产生的光比较好看。而由于紫外光的LED功率较高,所以其效率虽比较第一种方法低,出来的亮度却相若。<br/>最新一种制造白光LED的方法没再用上磷光体。新的做法是在硒化锌(ZnSe)基板上生长硒化锌的磊晶层。通电时其活跃地带会发出蓝光而基板会发黄光,混合起来便是白色光。<br/>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,产生了很好的经济效益和社会效益。以12英寸的红色交通信号灯为例,在美国本来是采用长寿命、低光效的140瓦白炽灯作为光源,它产生2000流明的白光。经红色滤光片后,光损失90%,只剩下200流明的红光。而在新设计的灯中,Lumileds公司采用了18个红色LED光源,包括电路损失在内,共耗电14瓦,即可产生同样的光效。 汽车信号灯也是LED光源应用的重要领域。<br/>对于一般照明而言,人们更需要白色的光源。1998年白光的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发出黄色光射,峰值550nm。蓝光LED基片安装在碗形反射腔中,覆盖以混有YAG的树脂薄层,约200-500nm。 LED基片发出的蓝光部分被荧光粉吸收,另一部分蓝光与荧光粉发出的黄光混合,可以得到得白光。现在,对于InGaN/YAG白色LED,通过改变YAG荧光粉的化学组成和调节荧光粉层的厚度,可以获得色温3500-10000K的各色白光。这种通过蓝光LED得到白光的方法,构造简单、成本低廉、批量生产、技术成熟度高,因此运用最多。<br/>情景照明<br/>是以环境的需求来设计灯具。情景照明以场所为出发点,旨在营造一种漂亮、绚丽的光照环境,去烘托场景效果,使人感觉到有场景氛围。<br/>情调照明<br/>是以人的需求来设计灯具。情调照明是以人情感为出发点,从人的角度去创造一种意境般的光照环境。情调照明与情景照明有所不同,情调照明是动态的,可以满足人的精神需求的照明方式,使人感到有情调;而情景照明是静态的,它只能强调场景光照的需求,而不能表达人的情绪,从某种意义上说,情调照明涵盖情景照明。<br/>光源特点<br/>1. 电压:LED使用低压电源,供电电压在6-24V之间,根据产品不同而异,所以它是一个比使用高压电源更安全的电源,特别适用于公共场所。<br/>2. 效能:消耗能量较同光效的白炽灯减少80%<br/>3. 适用性:很小,每个单元LED小片是3-5mm的正方形,所以可以制备成各种形状的器件,并且适合于易变的环境<br/>4. 稳定性:10万小时,光衰为初始的50%<br/>5. 响应时间:其白炽灯的响应时间为毫秒级,LED灯的响应时间为纳秒级<br/>6. 对环境污染:无有害金属汞<br/>7. 颜色:改变电流可以变色,发光二极管方便地通过化学修饰方法,调整材料的能带结构和带隙,实现红黄绿兰橙多色发光。如小电流时为红色的LED,随着电流的增加,可以依次变为橙色,黄色,最后为绿色<br/>8. 价格:LED的价格比较昂贵,较之于白炽灯,几只LED的价格就可以与一只白炽灯的价格相当,而通常每组信号灯需由上300~500只二极管构成。<br/>种类发展<br/>最早应用半导体P-N结发光原理制成的LED光源问世于20世纪60年代初。当时所用的材料是GaAsP,发红光(λp=650nm),在驱动电流为20毫安时,光通量只有千分之几个流明,相应的发光效率约0.1流明/瓦。<br/>70年代中期,引入元素In和N,使LED产生绿光(λp=555nm),黄光(λp=590nm)和橙光(λp=610nm),光效也提高到1流明/瓦。<br/>到了80年代初,出现了GaAlAs的LED光源,使得红色LED的光效达到10流明/瓦。<br/>90年代初,发红光、黄光的GaAlInP和发绿、蓝光的GaInN两种新材料的开发成功,使LED的光效得到大幅度的提高。在2000年,前者做成的LED在红、橙区(λp=615nm)的光效达到100流明/瓦,而后者制成的LED在绿色区域(λp=530nm)的光效可以达到50流明/瓦。<br/>单色光LED的应用<br/>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,产生了很好的经济效益和社会效益。以12英寸的红色交通信号灯为例,在美国本来是采用长寿命,低光效的140瓦白炽灯作为光源,它产生2000流明的白光。经红色滤光片后,光损失90%,只剩下200流明的红光。而在新设计的灯中,Lumileds公司采用了18个红色LED光源,包括电路损失在内,共耗电14瓦,即可产生同样的光效。<br/>汽车信号灯也是LED光源应用的重要领域。1987年,我国开始在汽车上安装高位刹车灯,由于LED响应速度快(纳秒级),可以及早让尾随车辆的司机知道行驶状况,减少汽车追尾事故的发生。<br/>另外,LED灯在室外红、绿、蓝全彩显示屏,匙扣式微型电筒等领域都得到了应用。<br/>参数介绍<br/>LED的光学参数中重要的几个方面就是:光通量、发光效率、发光强度、光强分布、波长。<br/>1 发光效率和光通量<br/>发光效率就是光通量与电功率之比。发光效率表征了光源的节能特性,这是衡量现代光源性能的一个重要指标。<br/>2 发光强度和光强分布<br/>LED发光强度是表征它在某个方向上的发光强弱,由于LED在不同的空间角度光强相差很多,随之而来我们研究了LED的光强分布特性。这个参数实际意义很大,直接影响到LED显示装置的最小观察角度。比如体育场馆的LED大型彩色显示屏,如果选用的LED单管分布范围很窄,那么面对显示屏处于较大角度的观众将看到失真的图像。而且交通标志灯也要求较大范围的人能识别。<br/>3 波长<br/>对于LED的光谱特性我们主要看它的单色性是否优良,而且要注意到红、黄、蓝、绿、白色LED等主要的颜色是否纯正。因为在许多场合下,比如交通信号灯对颜色就要求比较严格,不过据观察现在我国的一些LED信号灯中绿色发蓝,红色的为深红,从这个现象来看我们对LED的光谱特性进行专门研究是非常必要而且很有意义的。<br/>测量原理<br/>1 光强度的测量方法<br/>把光强标准灯,LED和配有V(λ)滤光片的硅光电二极管安装和调试在光具座上,特别是严格地调灯丝位置,LED发光部位及接受面位置。<br/>先用光强标准灯校准硅光电二极管,C=E/S<br/>式中Es=IS/(d2s)<br/>d s是标准灯与接受器之间的距离,I s是标准灯的光强度,R s是标准灯的响应。<br/>E s=C •R t式中E t是被测LED的照度,R t是被测LED的响应,则LED的光强度I t为:I t=E t •d2t<br/>式中d t 是LED与接受面之距离。<br/>对于LED来讲,其发光面是圆盖形状的,光分布是很特殊的,所以在不同的测量距离下,光强值会变化,偏离距离平方反比定律,即使固定了测量距离,但是由于接受器接受面积不同,其光强值也会变化。因此,为了提高测量精度,应该把测量距离和接受面积大小相对地给予固定为好。例如,测量距离按照GIE推荐采用316mm,接受器面积固定为10×10mm。在同一测量距离下,LED转角不同,其光强也相应地有变化,因此为了获得最佳值,最好读出最大读数R t为佳。<br/>2 光通量的测量方法<br/>光通量测量在变角光度计的转台上进行,转台上安转了LED,该转台在其水平面上绕着垂直轴旋转±90度,LED在垂直面上绕着测光轴旋转360度。在水平面上和垂直面上的转角的控制是通过步进马达来实现的。转台在导轨上随意移动,当测量标准灯时,转台应离开导轨。<br/>测量时大转盘在水平面上绕垂直轴旋转,步进角度为0.9°,正方向90°,反方向90°。LED自身也在旋转,在每一个水平角度下,垂直平面上每隔18°进行一次信号采集,转完360°之后共采集到20个数据,按下式计算总光通量。<br/>如果大盘旋转0°~90°时,小盘转0°~360°即可。但是大盘旋转0°~90°时,有可能LED安装不均匀(不对称)而引起误差,因此最好的解决办法是大盘转-90°~0°~90°,小盘仍然转0°~360°,把大盘0°~90°和-90°~0°两个范围内绝对值相等的角度上的照度值取平均值来作为0°~90°内的值。<br/>LED总光通量测量的第二种方法是积分求法。此方法的优点是简单易行,但测量精度不高。LED的总光通量计算方法如下,先计算离积分球入射窗口(入射窗口面积 A)1 距离上标准灯(光强值 I s)进入积分球内的光通量Φs,Φs=I s • A /I 2<br/>读出接收器上的光电流信号i s,然后把LED置于窗口上,读出相应的接收器光电流信号it,则LED的总光通量Φ为:<br/>Φt=It/IsΦs•K<br/>式中 K 为色修正系数。<br/>3 LED的光谱功率分布测量方法:<br/>发光二极管的光谱功率分布测量,目的是掌握LED的光谱特性和色度,再者是为了对已测得的LED的光度量值进行修正。<br/>在测量LED光谱功率分布时,应注意以下几点,一个是在与标准光谱辐照度进行比较时由于标准灯的光谱辐强度比LED强得多,为了避免这个问题,最好在标准灯前加一个中性滤光片,使它的光谱辐强度接近于LED。<br/>LED的光谱宽度很窄,为了准确地描绘LED的光谱分布轮廓,最好采用窄带波长宽度的单色仪进行测量,波长间隔为1nm为好。<br/>按下式计算LED的光谱功率分布E t。<br/>Etλ=Esλ•Itλ/Isλ<br/>式中 i 是标准灯在波长 i 处的响应;E 是标准灯的光谱功率分布;i 是LED在波长λ处的响应。<br/>LED的色坐标计算公式为:<br/>x=∫Etλ•xλdλ<br/>y=∫Etλ•ydλ<br/>z=∫Etλ•ydλ<br/>色坐标为:<br/>x=X/(X+Y+Z)<br/>y=Y/(X+Y+Z)<br/>也可计算LED的主波长和色纯度。<br/>发光二极管也与普通二极管一样由PN结构成,也具有单向导电性。它广泛应用于各种电子电路、家电、仪表等设备中、作电源指示或电平指示。<br/>特性表<br/>* cd(坎德拉)发光强度的单位<br/>二、发光二极管的类型、主要参数<br/>按其使用材料可分为磷化镓(GaP)发光二极管、磷砷化镓(GaAsP)发光二极管、砷化镓(GaAs)发光二极管、磷铟砷化镓(GaAsInP)发光二极管和砷铝化镓(GaAlAs)发光二极管等多种。<br/>按其封装结构及封装形式除可分为金属封装、陶瓷封装、塑料封装、树脂封装和无引线表面封装外,还可分为加色散射封装(D)、无色散射封装(W)、有色透明封装(C)和无色透明封装(T)。<br/>按其封装外形可分为圆形、方形、矩形、三角形和组合形等多种,图4-22为几种发光二极管的外形。<br/>塑封发光二极管按管体颜色又分为红色、琥珀色、黄色、橙色、浅蓝色、绿色、黑色、白色、透明无色等多种。而圆形发光二极管的外径从&cent;2~&cent;20mm,分为多种规格。<br/>按发光二极管的发光颜色又可人发为有色光和红外光。有色光又分为红色光、黄色光、橙色光、绿色光等。<br/>另外,发光二极管还可分为普通单色发光二极管、高亮度发光二极管、超高亮度发光二极管、变色发光二极管、闪烁发光二极管、电压控制型发光二极管、红外发光二极管和负阻发光二极管等。<br/>1.普通单色发光二极管 普通单色发光二极管具有体积小、工作电压低、工作电流小、发光均匀稳定、响应速度快、寿命长等优点,可用各种直流、交流、脉冲等电源驱动点亮。它属于电流控制型半导体器件,使用时需串接合适的限流电阻。<br/>普通单色发光二极管的发光颜色与发光的波长有关,而发光的波长又取决于制造发光二极管所用的半导体材料。红色发光二极管的波长一般为650~700nm,琥珀色发光二极管的波长一般为630~650 nm ,橙色发光二极管的波长一般为610~630 nm左右,黄色发光二极管的波长一般为585 nm左右,绿色发光二极管的波长一般为555~570 nm。<br/>常用的国产普通单色发光二极管有BT(厂标型号)系列、FG(部标型号)系列和2EF系列.常用的进口普通单色发光二极管有SLR系列和SLC系列等。<br/>2.高亮度单色发光二极管和超高亮度单色发光二极管 高亮度单色发光二极管和超高亮度单色发光二极管使用的半导体材料与普通单色发光二极管不同,所以发光的强度也不同。<br/>通常,高亮度单色发光二极管使用砷铝化镓(GaAlAs)等材料,超高亮度单色发光二极管使用磷铟砷化镓(GaAsInP)等材料,而普通单色发光二极管使用磷化镓(GaP)或磷砷化镓(GaAsP)等材料。。<br/>3.变色发光二极管 变色发光二极管是能变换发光颜色的发光二极管。变色发光二极管发光颜色种类可分为双色发光二极管、三色发光二极管和多色(有红、蓝、绿、白四种颜色)发光二极管。<br/>变色发光二极管按引脚数量可分为二端变色发光二极管、三端变色发光二极管、四端变色发光二极管和六端变色发光二极管。<br/>常用的双色发光二极管有2EF系列和TB系列,常用的三色发光二极管有2EF302、2EF312、2EF322等型号,见表4-31。<br/>4.闪烁发光二极管 闪烁发光二极管(BTS)是一种由CMOS集成电路和发光二极管组成的特殊发光器件,可用于报警指示及欠压、超压指示。<br/>闪烁发光二极管在使用时,无须外接其它元件,只要在其引脚两端加上适当的直流工作电压(5V)即可闪烁发光。<br/>表4-32是几种常用闪烁发光二极管的主要参数。<br/>5.电压控制型发光二极管 普通发光二极管属于电流控制型器件,在使用时需串接适当阻值的限流电阻。电压控制型发光二极管(BTV)是将发光二极管和限流电阻集成制作为一体,使用时可直接并接在电源两端。<br/>电压控制型发光二极管的发光颜色有红、黄、绿等,工作电压有5V、9V、12V、18V、19V、24V共6种规格。<br/>表4-33为BTV系列电压控制型发光二极管的主要参数。<br/>6.红外发光二极管 红外发光二极管也称红外线发射二极管,它是可以将电能直接转换成红外光(不可见光)并能辐射出去的发光器件,主要应用于各种光控及遥控发射电路中。<br/>红外发光二极管的结构、原理与普通发光二极管相近,只是使用的半导体材料不同。红外发光二极管通常使用砷化镓(GaAs)、砷铝化镓(GaAlAs)等材料,采用全透明或浅蓝色、黑色的树脂封装。<br/>常用的红外发光二极管有SIR系列、SIM系列、PLT系列、GL系列、HIR系列和HG系列等。<br/>优缺点<br/>发光二极管优点<br/>LED的内在特征决定了它是最理想的光源去代替传统的光源,它有着广泛的用途。<br/>一、体积小<br/>LED基本上是一块很小的晶片被封装在环氧树脂里面,所以它非常的小,非常的轻。<br/>二、耗电量低<br/>LED耗电相当低,一般来说LED的工作电压是2-3.6V。工作电流是0.02-0.03A。这就是说:它消耗的电能不超过0.1W。<br/>三、使用寿命长<br/>在恰当的电流和电压下,LED的使用寿命可达10万小时。<br/>四、高亮度、低热量<br/>LED使用冷发光技术,发热量比普通照明灯具低很多。<br/>五、环保<br/>LED是由无毒的材料作成,不像荧光灯含水银会造成污染,同时LED也可以回收再利用。<br/>六、坚固耐用<br/>LED是被完全的封装在环氧树脂里面,它比灯泡和荧光灯管都坚固。灯体内也没有松动的部分,这些特点使得LED可以说是不易损坏的。<br/>高节能:节能能源无污染即为环保。直流驱动,超低功耗(单管0.03-0.06瓦)电光功率转换接近100%,相同照明效果比传统光源节能80%以上。<br/>寿命长:LED光源有人称它为长寿灯,意为永不熄灭的灯。固体冷光源,环氧树脂封装,灯体内也没有松动的部分,不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点,使用寿命可达6万到10万小时,比传统光源寿命长10倍以上。<br/>多变幻:LED光源可利用红、绿、蓝三基色原理,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256×256×256=16777216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。<br/>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。<br/>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,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,是半导体光电器件“高新尖”技术,具有在线编程,无限升级,灵活多变的特点。<br/>发光二极管缺点<br/>第一点 LED发光二极管已被全球公认为最高效的人造照明技术。虽然国内还有不少人在商家误导下认为LED是用来替代LCD液晶的显示技术,但实际上这种高能效照明技术从上世纪六七十年代就已经开始应用,如今从各种指示灯、路灯、节日彩灯再到笔记本、电视背光都在广泛采用LED照明。由于其高能效,人们普遍认为用LED灯取代传统的灯泡、荧光灯是一种非常环保的做法。<br/>然而,近日由美国加州大学艾尔文分校进行的一项调查却显示,使用LED的环保功效很可能会被其包含的有毒物质所抵消。在该校社会生态学系和公共健康项目共同进行的这项研究中,他们分析了市场上常见的圣诞树彩灯组中的红色、黄色、绿色和蓝色的LED灯,其中既包括高亮度LED,也包括低亮度产品。<br/>结果显示,这些LED灯中包含有锑、砷、铬、铅以及其他多种金属元素。其中,部分LED灯的有毒元素含量已经超过了监管部门制定的标准。比如在低亮度红色LED灯中,研究人员发现其铅含量超标达到8倍,镍含量也超标2.5倍。<br/>实际上在美国加州法律中,绝大多数LED灯都已经被明确定义为有毒垃圾,如果使用普通填埋的办法处理将会污染土壤和地下水。而如果LED灯破碎,还可能会对直接接触的人体健康造成损害。但至今,无论各国政府还是民众都对LED灯的环境和健康危险知之甚少。<br/>该报告表示,LED中的砷、铅、镍和铜元素对人体和环境的影响最为严重,未来应当进行更为细致深入的调查,以促进政府对LED产品的安全使用和回收处理制定规范。简单的说,大家应该清楚,虽然LED的能效非常高,但它绝非完全环保的选择,只是蕴含的潜在危险和其他照明技术不同罢了。<br/>第二点 LED需要由于单个发光面比较窄,通常大规模集成在线路板上,形成一个比较大的发光源,由此会造成大量热量积累,有时会击穿电路板。所以LED灯的散热一定要好。<br/> 第三点 LED亮化光污染比较严重,如果LED灯破碎,还可能会对直接接触的人体健康造成损害。.<br/> LED应用:<br/>鉴于LED 的自身优势, 目前主要应用于以下几大方面:<br/>(1) 显示屏、交通讯号显示光源的应用LED 灯具有抗震耐冲击、光响应速度快、省电和寿命长等特点, 广泛应用于各种室内、户外显示屏, 分为全色、三色和单色显示屏, 全国共有100 多个单位在开发生产。交通信号灯主要用超高亮度红、绿、黄色LED 因为采用LED 信号灯既节能, 可靠性又高, 所以在全国范围内, 交通信号灯正在逐步更新换代, 而且推广速度快, 市场需求量很大, 是个很好的市场机会;<br/>(2) 汽车工业上的应用汽车用灯包含汽车内部的仪表板、音响指示灯、开关的背光源、阅读灯和外部的刹车灯、尾灯、侧灯以及头灯等。汽车用白炽灯不耐震动撞击、易损坏、寿命短, 需要经常更换。1987年, 我国开始在汽车上安装高位刹车灯。由于LED响应速度快, 可以及早提醒司机刹车, 减少汽车追尾事故, 在发达国家, 使用LED 制造的中央后置高位刹车灯已成为汽车的标准件, 美国HP 公司在1996年 推出的LED 汽车尾灯模组可以随意组合成各种汽车尾灯。此外, 在汽车仪表板及其他各种照明部分的光源, 都可用超高亮度发光灯来担当, 所以均在逐步采用LED 显示。我国汽车工业正处于大发展时期, 是推广超高亮度LED 的极好时机。近几年内会形成年产10 亿元的产值, 5 年内会形成每年30 亿元的产值。<br/>(3) LED 背光源以高效侧发光的背光源最为引人注目,LED 作为LCD 背光源应用, 具有寿命长、发光效率高、无干扰和性价比高等特点, 已广泛应用于电子手表、手机、BP 机、电子计算器和刷卡机上, 随着便携电子产品日趋小型化, LED 背光源更具优势,因此背光源制作技术将向更薄型、低功耗和均匀一致方面发展。LED 是手机关键器件, 一部普通手机或小灵通约需使用10 只LED 器件, 而一部彩屏和带有照相功能的手机则需要使用约20 只LED 器件。现阶段手机背光源用量非常大, 一年要用35 亿只LED 芯片。目前我国手机生产量很大, 而且大部分LED 背光源还是进口的, 对于国产LED 产品来说,这是个极好的市场机会。<br/>(4)LED 照明光源早期的产品发光效率低, 光强一般只能达到几个到几十个mcd, 适用在室内场合, 在家电、仪器仪表、通讯设备、微机及玩具等方面应用。目前直接目标是LED 光源替代白炽灯和荧光灯, 这种替代趋势已从局部应用领域开始发展。日本为节约能源, 正在计划替代白炽灯的发光二极管项目( 称为" 照亮日本") , 头五年的预算为50 亿日元,如果LED 替代半数的白炽灯和荧光灯, 每年可节约相当于60 亿升原油的能源, 相当于五个1.35 ×106kW 核电站的发电量, 并可减少二氧化碳和其它温室气体的产生, 改善人们生活居住的环境。我国也于2004 年投资50 亿大力发展节能环保的半导体照明计划。<br/>(5) 其它应用例如一种受到儿童欢迎的闪光鞋, 走路时内置的LED 会闪烁发光, 仅温州地区一年要用5 亿只发光二极管; 利用发光二极管作为电动牙刷的电量指示灯, 据国内正在投产的制造商介绍, 该公司已有少量保健牙刷上市, 预计批量生产时每年需要3 亿只发光灯; 正在流行的LED 圣诞灯,由于造型新颖、色彩丰富、不易碎破以及低压使用的安全性, 近期在香港等东南亚地区销势强劲, 受到人们普遍的欢迎, 正在威胁和替代现有电泡的圣诞市场。<br/>性能要求<br/>1.高可靠性特别像LED路灯的驱动电源,装在高空,维修不方便,维修的花费也大。<br/>2.高效率LED是节能产品,驱动电源的效率要高。对于电源安装在灯具内的结构,尤为重要。因为LED的发光效率随着LED温度的升高而下降,所以LED的散热非常重要。电源的效率高,它的耗损功率小,在灯具内发热量就小,也就降低了灯具的温升。对延缓LED的光衰有利。<br/>3.高功率因素功率因素是电网对负载的要求。一般70瓦以下的用电器,没有强制性指标。虽然功率不大的单个用电器功率因素低一点对电网的影响不大,但晚上大家点灯,同类负载太集中,会对电网产生较严重的污染。对于30瓦~40瓦的LED驱动电源,据说不久的将来,也许会对功率因素方面有一定的指标要求。<br/>4.驱动方式现在通行的有两种:其一是一个恒压源供多个恒流源,每个恒流源单独给每路LED供电。这种方式,组合灵活,一路LED故障,不影响其他LED的工作,但成本会略高一点。另一种是直接恒流供电,LED串联或并联运行。它的优点是成本低一点,但灵活性差,还要解决某个LED故障,不影响其他LED运行的问题。这两种形式,在一段时间内并存。多路恒流输出供电方式,在成本和性能方面会较好。也许是以后的主流方向。<br/>5.浪涌保护LED抗浪涌的能力是比较差的,特别是抗反向电压能力。加强这方面的保护也很重要。有些LED灯装在户外,如LED路灯。由于电网负载的启甩和雷击的感应,从电网系统会侵入各种浪涌,有些浪涌会导致LED的损坏。因此LED驱动电源要有抑制浪涌的侵入,保护LED不被损坏的能力。<br/>6.保护功能电源除了常规的保护功能外,最好在恒流输出中增加LED温度负反馈,防止LED温度过高。<br/>7.防护方面灯具外安装型,电源结构要防水、防潮,外壳要耐晒。<br/>8.驱动电源的寿命要与LED的寿命相适配。<br/>9.要符合安规和电磁兼容的要求。<br/> 历史沿革:<br/>最早应用半导体P-N结发光原理制成的LED光源问世于20世纪60年代初。当时所用的材料是GaAsP,发红光(λp=650nm),在驱动电流为20毫安时,光通量只有千分之几个流明,相应的发光效率约0.1流明/瓦。<br/>70年代中期,引入元素In和N,使LED产生绿光(λp=555nm),黄光(λp=590nm)和橙光(λp=610nm),光效也提高到1流明/瓦。<br/>到了80年代初,出现了GaAlAs的LED光源,使得红色LED的光效达到10流明/瓦。<br/>90年代初,发红光、黄光的GaAlInP和发绿、蓝光的GaInN两种新材料的开发成功,使LED的光效得到大幅度的提高。在2000年,前者做成的LED在红、橙区(λp=615nm)的光效达到100流明/瓦,而后者制成的LED在绿色区域(λp=530nm)的光效可以达到50流明/瓦。<br/>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,产生了很好的经济效益和社会效益。以12英寸的红色交通信号灯为例,在美国本来是采用长寿命,低光效的140瓦白炽灯作为光源,它产生2000流明的白光。经红色滤光片后,光损失90%,只剩下200流明的红光。而在新设计的灯中,Lumileds公司采用了18个红色LED光源,包括电路损失在内,共耗电14瓦,即可产生同样的光效。<br/>汽车信号灯也是LED光源应用的重要领域。1987年,我国开始在汽车上安装高位刹车灯,由于LED响应速度快(纳秒级),可以及早让尾随车辆的司机知道行驶状况,减少汽车追尾事故的发生。<br/>另外,LED灯在室外红、绿、蓝全彩显示屏,匙扣式微型电筒等领域都得到了应用。<br/> 相关内容:<br/>光衰的因素<br/>LED灯具作为新型的绿色照明灯具,节能、环保、长寿命,受到广大客户的追崇。但是LED光衰的问题,又是一个LED灯具不得不面对的问题。不间断的光衰,严重影响了LED灯具的使用情况。<br/>就目前来看,市场上的白光LED其光衰可能是向民用照明进军的首要问题之一。什么原因导致了LED的光衰呢?一般来说,针对LED的光衰主要有二大因素。<br/>一、品质问题:<br/>1、采用的LED芯片体质不好,亮度衰减较快。<br/>2、生产工艺存在缺陷,LED
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