LED原理

　　LED（Light Emitting Diode），發(fā)光二極管，是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個(gè)支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極，使整個(gè)晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。

　　半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。但這兩種半導(dǎo)體連接起來的時(shí)候，它們之間就形成一個(gè)P-N結(jié)。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個(gè)晶片的時(shí)候，電子就會(huì)被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會(huì)以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED燈發(fā)光的原理。而光的波長也就是光的顏色，是由形成P-N結(jié)的材料決定的。

　　LED可以直接發(fā)出紅、黃、藍(lán)、綠、青、橙、紫、白色的光。

　　最初LED用作儀器儀表的指示光源，后來各種光色的LED在交通信號燈和大面積顯示屏中得到了廣泛應(yīng)用，產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。以12英寸的紅色交通信號燈為例，在美國本來是采用長壽命，低光視效能的140瓦白熾燈作為光源，它產(chǎn)生2000流明的白光。經(jīng)紅色濾光片后，光損失90%，只剩下200流明的紅光。而在新設(shè)計(jì)的燈中，Lumileds公司采用了18個(gè)紅色LED光源，包括電路損失在內(nèi)，共耗電14瓦，即可產(chǎn)生同樣的光效。汽車信號燈也是LED光源應(yīng)用的重要領(lǐng)域。

　　對于一般照明而言，人們更需要白色的光源。1998年發(fā)白光的LED開發(fā)成功。這種LED是將GaN芯片和釔鋁石榴石（YAG）封裝在一起做成。GaN芯片發(fā)藍(lán)光（λp=465nm，Wd=30nm），高溫?zé)Y(jié)制成的含Ce3+的YAG熒光粉受此藍(lán)光激發(fā)后發(fā)出黃色光射，峰值550nLED燈m。藍(lán)光LED基片安裝在碗形反射腔中，覆蓋以混有YAG的樹脂薄層，約200-500nm。 LED基片發(fā)出的藍(lán)光部分被熒光粉吸收，另一部分藍(lán)光與熒光粉發(fā)出的黃光混合，可以得到白光。

　　對于InGaN/YAG白色LED，通過改變YAG熒光粉的化學(xué)組成和調(diào)節(jié)熒光粉層的厚度，可以獲得色溫3500-10000K的各色白光。這種通過藍(lán)光LED得到白光的方法，構(gòu)造簡單、成本低廉、技術(shù)成熟度高，因此運(yùn)用最多。

　　LED燈特點(diǎn)

　　1、節(jié)能：白光LED的能耗僅為白熾燈的1/10，節(jié)能燈的1/4.

　　2、長壽：壽命可達(dá)10萬小時(shí)以上，對普通家庭照明可謂“一勞永逸”。

　　3、可以工作在高速狀態(tài)：節(jié)能燈如果頻繁的啟動(dòng)或關(guān)斷，燈絲就會(huì)發(fā)黑，很快的壞掉，所以更加安全。

　　4、固態(tài)封裝，屬于冷光源類型。所以它很好運(yùn)輸和安裝，可以被裝置在任何微型和封閉的設(shè)備中，不怕振動(dòng)。

　　5、led技術(shù)正日新月異的在進(jìn)步，它的發(fā)光效率正在取得驚人的突破，價(jià)格也在不斷的降低。一個(gè)白光LED進(jìn)入家庭的時(shí)代正在迅速到來。

　　6、環(huán)保，沒有汞的有害物質(zhì)。LED燈泡的組裝部件可以非常容易的拆裝，不用廠家回收都可以通過其它人回收。

　　7、配光技術(shù)使LED點(diǎn)光源擴(kuò)展為面光源，增大發(fā)光面，消除眩光，升華視覺效果，消除視覺疲勞。

　　8、透鏡與燈罩一體化設(shè)計(jì)。透鏡同時(shí)具備聚光與防護(hù)作用，避免了光的重復(fù)浪費(fèi)，讓產(chǎn)品更加簡潔美觀。

　　9、大功率led平面集群封裝，及散熱器與燈座一體化設(shè)計(jì)。充分保障了led散熱要求及使用壽命，從根本上滿足了LED燈具結(jié)構(gòu)及造型的任意設(shè)計(jì)，極具LED燈具的鮮明特色。

　　10、節(jié)能顯著。采用超高亮大功率led光源，配合高效率電源，比傳統(tǒng)白熾燈節(jié)電80%以上，相同功率下亮度是白熾燈的10倍。

　　11、超長壽命50，000小時(shí)以上，是傳統(tǒng)鎢絲燈的50倍以上。LED采用高可靠的先進(jìn)封裝工藝—共晶焊，充分保障LED的超長壽命。

　　12、無頻閃。純直流工作，消除了傳統(tǒng)光源頻閃引起的視覺疲勞。

　　13、綠色環(huán)保。不含鉛、汞等污染元素，對環(huán)境沒有任何污染。

　　14、耐沖擊，抗雷力強(qiáng)，無紫外線（UV）和紅外線（IR）輻射。無燈絲及玻璃外殼，沒有傳統(tǒng)燈管碎裂問題，對人體無傷害、無輻射。

　　15、低熱電壓下工作，安全可靠。表面溫度≤60℃（環(huán)境溫度Ta=25℃時(shí)）。

　　16、寬電壓范圍，全球通用LED燈。85V~ 264VAC全電壓范圍恒流，保證壽命及亮度不受電壓波動(dòng)影響。

　　17、采用PWM恒流技術(shù)，效率高，熱量低，恒流精度高。

　　18、降低線路損耗，對電網(wǎng)無污染。功率因數(shù)≥0.9，諧波失真≤20%，EMI符合全球指標(biāo)，降低了供電線路的電能損耗和避免了對電網(wǎng)的高頻干擾污染。

　　19、通用標(biāo)準(zhǔn)燈頭，可直接替換現(xiàn)有鹵素?zé)簟谉霟簟晒鉄簟?/p>

　　20、發(fā)光視效能率可高達(dá)80lm/w，多種LED燈色溫可選，顯色指數(shù)高，顯色性好。

　　節(jié)能燈原理

　　節(jié)能燈主要是通過鎮(zhèn)流器給燈管燈絲加熱，大約在1160K溫度時(shí)，燈絲就開始發(fā)射電子（因?yàn)樵跓艚z上涂了一些電子粉），電子碰撞氬原子產(chǎn)生非彈性碰撞，氬原子碰撞后獲得了能量又撞擊汞原子，汞原子在吸收能量后躍遷產(chǎn)生電離，發(fā)出253.7nm 的紫外線，紫外線激發(fā)熒光粉發(fā)光，由于熒光燈工作時(shí)燈絲的溫度在1160K左右，比白熾燈工作的溫度2200K-2700K低很多，所以它的壽命也大提高，達(dá)到5000小時(shí)以上，由于它不存在白熾燈那樣的電流熱效應(yīng)，熒光粉的能量轉(zhuǎn)換效率也很高，達(dá)到每瓦50流明以上。

　　節(jié)能燈電路從功能上可分為四個(gè)部分，分別是電源電路，啟動(dòng)電路，高頻自激振蕩電路及串聯(lián)諧振電路。下面將結(jié)合電路簡單介紹一下節(jié)能燈電路的工作原理。

　　市電源由D1-D4整流、C1濾波后，形成300V左右的直流電壓。

　　由R6C7D9組成啟動(dòng)電路，整流后的直流電經(jīng)過R6對C7充電，當(dāng)C7兩端電壓充到D9的轉(zhuǎn)折電壓后，觸發(fā)二極管D9導(dǎo)通，C7經(jīng)D9向三極管T2基極放電，使T2導(dǎo)通后迅速達(dá)到飽和導(dǎo)通狀態(tài)。

　　由T1、T2、C4、C2、高頻變壓器和L組成高頻自激振蕩電路，當(dāng)T2導(dǎo)通，T1截止時(shí)電壓向C4C2充電。流經(jīng)高頻變壓器初級線圈玩La中的充電電 流逐漸增大，當(dāng)La電流增大到一定程度時(shí)，變壓器的磁芯達(dá)到飽和，C4上電荷不再增大，流過L的電流開始減小。這時(shí)，次級線圈Lb玩的電壓極性發(fā)生倒相 變化，使Lc中感生電動(dòng)勢上負(fù)下正，Lb中的感生電動(dòng)勢上正下負(fù)，這樣就迫使T2由導(dǎo)通變?yōu)榻刂梗琓1由截止變?yōu)閷?dǎo)通。C4開始放電，當(dāng)放電電流增大到一 定程度后，變壓器磁芯又發(fā)生飽和，使LB、Lc的電壓極性又發(fā)生變化，Lb上的感生電動(dòng)勢的方向?yàn)樯县?fù)下正;Lc上的感生電動(dòng)勢的方向?yàn)樯险仑?fù)，這又迫 使T2由截止變?yōu)閷?dǎo)通，T1由導(dǎo)通變?yōu)榻刂梗@樣T1、T2在高頻變壓器控制下周而復(fù)始地導(dǎo)通/截止，形成高頻振蕩，使燈管得到高頻高壓供電。

　　為了滿足啟動(dòng)點(diǎn)亮燈管所需的電壓，電路設(shè)置了主要由C2和L等元件組成的串聯(lián)諧振電路。D6、D7的作用分別是防止反向峰值電壓擊穿TI、T2。R3、R4為負(fù)反饋電阻，用于Tl、T2的過流保護(hù)。