关于LED灯泡

关于LED灯泡

 

　　

 

 

什么是发光二极管（LED）灯泡？

　　提起照 明，人们马上会想到灯具店中那些五颜六色的各式灯具。尽管这些灯具的形态各异，但其照明的核心部分―――灯泡其实主要只有两种：白炽灯和荧光灯。不过，这 种格局不久将会发生改变，因为照明领域的一颗新星―――发光二极管灯泡正在走向实用化阶段。 发光二极管发明于20世纪60年代，在随后的数十年中，其基本用途是作为收录机等电子设备的指示灯。为了充分发挥发光二极管的照明潜力，近来，科学家开发 出用于照明的新型发光二极管灯泡、LED空气维生素净灯泡。这种灯泡具有效率高、寿命长的特点，可连续使用10万小时，比普通白炽灯泡长100倍。 据估计，在全球范围内，发光二极管灯泡有90亿英镑的市场前景。在巨大商机的吸引下，一些灯泡生产商如菲利普公司等，已开始投资数百万镑，研究开发家庭用 发光二极管灯泡。科学家预测，在未来5年，这种灯泡很可能成为下一代照明的主流产品。 众所周知，自美国发明家托马斯.爱迪生发明白炽灯至今的100多年来，人们基本仍沿用爱迪生发明的技术生产白炽灯泡。灯泡的中间是一段金属钨丝，当电流通 过时，钨丝受热激活灯泡中的气体发出光芒。但是，发光二极管灯泡无论在结构上还是在发光原理上，都与传统的白炽灯有着本质的不同。发光二极管是由数层很薄 的掺杂半导体材料制成，一层带过量的电子，另一层因缺乏电子而形成带正电的“空穴”，当有电流通过时，电子和空穴相互结合并释放出能量，从而辐射出光芒。 长期以来，人们之所以没有将发光二极管用于照明，主要是因为发光二极管通常只能发出红色光或黄色光，要想获得白色光，还必须制造出能发出蓝光的发光二极 管。这样，红、黄、蓝三种光“混合”后，就产生出白光。 现在，这个困扰人们的难题终于得到解决。科学家发现了一种新型半导体材料―――氮化镓，它在经过适当处理后就能发出蓝光。发蓝光的问题解决后，发白光的问 题就有了希望。英国剑桥大学材料系的柯林.翰弗莱斯称，他们在实验中已研制出可发白光的发光二极管灯泡，这种灯泡发出的光线与阳光十分接近，具有良好的应 用前景。他说，发光二极管灯泡以半导体为材料，因此，这种发光装置可以做的很小，只有几毫米，将其安装在墙壁或天花板上，如果不开灯，几乎察觉不到它们的 存在，这样就免去了普通白炽灯需配上灯罩以防光线刺眼睛的麻烦。另外，这种灯泡的寿命很长，安上后几乎不用更换，今后人们也许会忘记换灯泡是怎么一回事。 目前，他正在呼吁英国政府增加投入，以保证英国能在这一技术领域走在前列。 除经久耐用外，这种灯泡在节能方面也有很大潜力。据计算，如果美国的灯泡中有一半使用发光二极管灯泡，则可关闭24座发电站，节省数十亿美元，二氧化碳的 排放量也将明显下降。正因如此，美国已计划到2006年，所有的交通灯都使用发光二极管灯泡，这样每个交叉路口每年即可节省750美元。 尽管这种灯泡好处多多，但要真正走入普通家庭还面临两大障碍。一是价格太高，现在每个灯泡的价格为30英镑，而普通白炽灯泡只有35便士，差距太大。二是 目前还难以生产出适合家庭使用的发白光的灯泡。但开发商相信，这种灯泡的价格在今后5年内可以降到每个5英镑。届时，发光二极管灯泡将会从传统的电子设备 指示灯中脱颖而出，成为照明领域的一颗新星

 

LED发展历程

　　—产业照明技术在IT及BIO革命中起着主角和配角的（举足轻重）的作用
　　—LED是21世纪的新光，其应用及研究并迅速发展
　　—韩国及东亚的LED技术领先于世界市场（占世 界市场的70%）
　　—LED技术的巨大浪潮将是人类照明史的第二次革命
　　—在未来五年，LED技术将迈向白热灯，日光灯，卤素灯的替代地位。
　　—2010年LED灯将占世界照明市场的16%。
　　照明大事记
　　—1879 爱迪生发明电灯
　　—1959 卤素灯问世
　　—1961 高压钠灯问世
　　—1962 金属卤化物灯
　　—1969 第一盏LED灯(红色)
　　—1976 绿色LED灯
　　—1983 荧光灯问世
　　—1993 蓝色LED灯
　　—1999 白色LED灯
　　—2000 LED应用于室内照明
　　—LED的开发是继白热灯照明发展历史120年以来的第二革命
　　—21世纪开始的现在，通过在自然，人类和科学之间奇妙的相遇而开发的LED，将成为光世界的创新，对人类必不可少的绿色技术光革命。
　　—LED将是继爱迪生发明电灯泡以来重新将开始巨大的光革命。
　　LED灯泡目前现状LED照明灯主要还是以大功率白光LED单灯为主，目前世界前三的LED照明灯生产厂家 质保三年，大颗粒每瓦大于等于100流明，小颗粒每瓦大于等于110流明。 光衰大颗粒小于3%每年，光衰小颗粒小于3%每年。
　　LED太阳能路灯，LED投光灯，LED吊顶灯，LED日光灯都已经可以批量生产了。例如10瓦的LED日光灯就可以替换40瓦的普通日光灯或者节能灯。

 

如何选购LED灯具

　　1、LED亮度（MCD）不同，价格不同。用于LED灯具的LED应符合雷射等级Ⅰ类标准。
　　2、抗静电能力抗静电能力强的LED，寿命长，因而价格高。通常抗静电大于700V的LED才能用于LED灯饰。
　　3、波长一致的LED，颜色一致，如要求颜色一致，则价格高。没有LED分光分色仪的生产商很难生产色彩纯正的产品。
　　4、漏电电流
　　LED是单向导电的发光体，如果有反向电流，则称为漏电，漏电电流大的LED，寿命短，价格低。
　　5、发光角度用途不同的LED其发光角度不一样。特殊的发光角度，价格较高。如全漫射角，价格较高。
　　6、寿命不同品质的关键是寿命，寿命由光衰决定。光衰小、寿命长，寿命长，价格高。
　　7、晶片
　　LED的发光体为晶片，不同的晶片，价格差异很大。日本、美国的晶片较贵，一般台湾及国产的晶片价格低于日、美（CREE）。
　　8、晶片大小晶片的大小以边长表示，大晶片LED的品质比小晶片的要好。价格同晶片大小成正比。
　　9、胶体普通的LED的胶体一般为环氧树脂，加有抗紫外线及防火剂的LED价格较贵，高品质的 户外LED灯饰应抗紫外线及防火。每一种产品都会有不同的设计，不同的设计适用于不同的用途，LED灯饰的可靠性设计方面包含：电气安全、防火安全、适用 环境安全、机械安全、健康安全、安全使用时间等因素。从电气安全角度看，应符合相关的国际、国家标准。
　　由于LED是新产品，中国国家标准滞后，但国家提供产品合格测试。具有国际安全认证（如GS、 CE、UL等）及国家产品质量合格证的LED灯饰价格要高，因为这些产品在安全设计上是可靠的。消费者注意的是要认真鉴别证书的真伪，现在有国际安全认证 及国家产品合格证的厂家并不多。
　　从健康方面，采用无毒材料设计的产品价格要高，特别是室内LED灯饰，千万别贪便宜选用有异味 的LED灯饰，目前仅少数几家LED厂家是用无毒材料生产，辨别的方法可以直接用鼻子分别，有臭味的产品比无臭味的价格更低很多。类似铅、汞、镉等毒素需 专业人员分析。从适用环境安全看,有可靠的防尘防潮设计,材料防火、防紫外线、防低温开裂的LED产品的价格高。

 

LED灯泡有什么优点

　　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. 寿命可达10万小时以上,对普通家庭照明可谓\"一劳永逸\".
　　3，可以工作在高速状态.节能灯如果频繁的启动或关断灯丝就会发黑很快的坏掉.
　　4，固态封装，属于冷光源类型。所以它很方便运输和安装，可以被装置在任何微型和封闭的设备中，不怕振动，基本上用不着考虑散热。
　　5，LED技术正日新月异的在进步，它的发光效率正在取得惊人的突破，价格也在不断的降低。一个白光LED进入家庭的时代正在迅速到来。
　　6，环保，没有汞的有害物质。LED灯泡的组装部件可以非常容易的拆装，不用厂家回收都可以通过其它人回收。
　　总结：很明显，只要LED灯的成本随led技术的不断提高而降低。节能灯及白炽灯必然会被LED灯泡所取代。目前国家越来越重视照明节能及环保问题，已经在大力推行使用LED灯泡了。
　　

------------------------------------------------------------------------- 补充LED灯泡优点 ---------------------------------------------------------------------------------------
　　1) 配光技术使LED点光源扩展为面光源，增大发光面，消除眩光，升华视觉效果，消除视觉疲劳；
　　2) 透镜与灯罩一体化设计。透镜同时具备聚光与防护作用，避免了光的重复浪费，让产品更加简洁美观；
　　3) 大功率LED平面集群封装，及散热器与灯座一体化设计。充分保障了LED散热要求及使用寿命，从根本上满足了LED灯具结构及造型的任意设计，极具LED灯具的鲜明特色；
　　

4) 节能显著。采用超高亮大功率LED光源，配合高效率电源，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；
　　5) 超长寿命50,000小时以上，是传统钨丝灯的50倍以上。LED采用高可靠的先进封装工艺—共晶焊，充分保障LED的超长寿命；
　　6) 无频闪。纯直流工作，消除了传统光源频闪引起的视觉疲劳；
　　7) 绿色环保。不含铅、汞等污染元素，对环境没有任何污染；
　　

 

8) 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，对人体无伤害、无辐射。
　　9) 低热电压下工作，安全可靠。表面温度≤60℃（环境温度Ta=25℃时）；
　　10) 宽电压范围，全球通用。85V~ 264VAC全电压范围恒流，保证寿命及亮度不受电压波动影响；
　　11) 采用PWM恒流技术，效率高，热量低，恒流精度高；
　　12) 降低线路损耗，对电网无污染。功率因数≥0.9，谐波失真≤20%，EMI符合全球指标，降低了供电线路的电能损耗和避免了对电网的高频干扰污染；
　　13) 通用标准灯头，可直接替换现有卤素灯、白炽灯、荧光灯；
　　14) 发光效率可高达80 Lm/w，多种色温可选，显色指数高，显色性好；

关于LED射灯

介绍

　　

LED射灯就是用发光二极管作为光源的射灯。传统射灯多采用卤素灯，发光效率较低、比较耗电、被照射环境温度上升、使用寿命短。LED在发光原理、节能、环保的层面上都远远优于传统照明产品。而且LED发光的单向性形成了对射灯配光的完美支持。

光学特性

　　LED提供的是半宽度很大的单色光，由于半导体的能隙随温度的上升而减小，因此它所发射的峰值波长随温度的上升而增长，即光谱红移，温度系数为+2~3A/ 。LED发光亮度L与正向电流 近似成比例。电流增大，发光亮度也近似增大。

　　LED射灯的使用寿命

　　LED射灯由于采取固体光源的发光方式，寿命主要取决于固体LED光源和驱动散热部分，目前LED光源寿命已经达到100000小时以上，随着 LED技术的不断发展和应用技术的大量普及，在驱动和散热方面也基本达到较为理想的状态，市售的优质LED射灯寿命基本达到10000-50000小时， 几乎是普通卤素射灯的10-50倍。

　　LED照明产品节电高达80％以上，几乎是免维护，不存在要经常更换部件的问题，约半年下来节省的费用就可以换回成本。绿色环保型的半导体电光源，光线柔和，光谱纯，有利于工人的视力保护及身体健康。

　　LED射灯的价格

　　由于LED球泡在结构上要比卤素射灯复杂，所以即使在大规模生产的情况下，产品价格也会高于卤素灯。但随着越来越多的人认识和接受，以及规模生 产的慢慢铺开，LED射灯的价格会很快达到人们可接受的水平。如果在购买的时候算上一笔节能帐，就会发现，即使是现在较高的价格，在使用一年的基础上，初 始购买成本+1年电费也要低于传统卤素射灯。而LED球泡目前的使用寿命已经可以高达30000小时。

　　LED射灯的分类

　　大部分以MR16为主，其中以插脚式的称之为MR16，按灯脚区分，还包括E27，GU10等。

关于LED日光灯

　　

 

 

 

定义：

　　LED日光灯是采用CREE与AOD超高亮LED白光作为发光光源，外壳为亚克力/铝合金（客户定义）。外罩可用PC管制作，耐高温达135度.
　　

 

　LED日光灯与传统的日光灯在外型尺寸口径上都一样，长度有60cm和120cm、150cm三种，其功率分别为10W、16W和20W，而20W传统日光灯（电感镇流器）实际耗电约为53W，40W传统日光灯（电感镇流器）实际耗电约为68W；
　　10WLED日光灯亮度要比传统40W日光灯还要亮， 16W LED日光灯要比传统64W日光灯还要亮，LED日光灯亮度尤其显得更柔和更使人们容易接授。使用寿命在5万-8万小时供电电压为为AC85V- 260V(交流)，无需起辉器和镇流器，启动快，功率小，无频闪，不容易视疲劳。它不但超强节能更为环保。是国家绿色节能照明工程重点开发的产品之一，是 目前取代传统的日光灯的主要产品。
　　LED日光灯安装非常简单，安装时将原有的日光灯取下换上LED日光灯，并将镇流器和起辉器去掉，让220V交流市电直接加到LED日光灯两端即可。　
　　LED日光灯节电高达80％以上，寿命为普通灯管的10倍以上，几乎是免维护，不存在要经常更 换灯管、镇流器、起辉器的问题，约半年下来节省的费用就可以换回成本。绿色环保型的半导体电光源，光线柔和，光谱纯，有利于工人的视力保护及身体健 康，6000K的冷光源给人视觉上清凉的感受，有助于集中精神，提高效率。

 

发光原理：

　　PN结的端电压构成一定势垒， 当加正向偏置电压时势垒下降，P区和N区的多数载流子向对方扩散。由于电子迁移率比空穴迁移率大得多，所以会出现大量电子向P区扩散，构成对P区少数载流 子的注入。这些电子与价带上的空穴复合，复合时得到的能量以光能的形式释放出去。这就是PN结发光的原理。
　　

 

 

发光效率：

　　一般称为组件的外部量子效率， 其为组件的内部量子效率与组件的取出效率的乘积。所谓组件的内部量子效率，其实就是组件本身的电光转换效率，主要与组件本身的特性（如组件材料的能带、缺 陷、杂质）、组件的垒晶组成及结构等相关。而组件的取出效率则指的是组件内部产生的光子，在经过组件本身的吸收、折射、反射后，实际在组件外部可测量到的 光子数目。因此，关于取出效率的因素包括了组件材料本身的吸收、组件的几何结构、组件及封装材料的折射率差及组件结构的散射特性等。而组件的内部量子效率 与组件的取出效率的乘积，就是整个组件的发光效果，也就是组件的外部量子效率。早期组件发展集中在提高其内部量子效率，主要方法是通过提高垒晶的质量及改 变垒晶的结构，使电能不易转换成热能，进而间接提高LED的发光效率，从而可获得70%左右的理论内部量子效率，但是这样的内部量子效率几乎已经接近理论 上的极限。在这样的状况下，光靠提高组件的内部量子效率是不可能提高组件的总光量的，因此提高组件的取出效率便成为重要的研究课题。目前的方法主要是：晶 粒外型的改变——TIP结构，表面粗化技术。

 

电气特性：

　　电流控制型器件，负载特性类似 PN结的UI曲线，正向导通电压的极小变化会引起正向电流的很大变化（指数级别），反向漏电流很小，有反向击穿电压。在实际使用中，应选择 。LED正向电压随温度升高而变小，具有负温度系数。LED消耗功率 ，一部分转化为光能，这是我们需要的。剩下的就转化为热能，使结温升高。散发的热量（功率）可表示为 。

 

光学特性：

　　LED提供的是半宽度很大的单 色光，由于半导体的能隙随温度的上升而减小，因此它所发射的峰值波长随温度的上升而增长，即光谱红移，温度系数为+2~3A/ 。LED发光亮度L与正向电流 近似成比例： ，K为比例系数。电流增大，发光亮度也近似增大。另外发光亮度也与环境温度有关，环境温度高时，复合效率下降，发光强度减小。

 

热学特性：

　　小电流下，LED温升不明显。若环境温度较高，LED的主波长就会红移，亮度会下降，发光均匀性、一致性变差。尤其点阵、大显示屏的温升对LED的可靠性、稳定性影响更为显著。所以散热设计很关键。

 

寿命：

　　LED的长时间工作会光衰引起老化，尤其对大功率LED来说，光衰问题更加严重。在衡量LED的寿命时，仅仅以灯的损坏来作为LED寿命的终点是远远不够的，应该以LED的光衰减百分比来规定LED的寿命，比如35%，这样更有意义。
　　

LED日光灯特点

　　LED日光灯以质优、耐用、节能为主要特点，投射角度调节范围大，15W的亮度相当于普通40W日光灯，抗高温，防潮防水，防漏电。 使用电压有:110V、220V可选，外罩可选玻璃或PC材质。灯头与普通日光灯一样。
　　LED日光灯采用最新的LED光源技术，数位化外观设计，节电高达70%以上，12W的LED 日光灯光强相当于40W的日光灯管LED日光灯寿命为普通灯管的10倍以上，几乎免维护，无须经常更换灯管、镇流器、启辉器。绿色环保的半导体电光源，光 线柔和，光谱纯，有利于使用者的视力保护及身体健康。6000K的冷光源给人视觉上清凉的感受，人性化的照度差异设计，更有助于集中精神，提高效率。
　　

普通日光灯特点

　　普通日光灯两端各有一灯丝，灯管内充有微量的氩和稀薄的汞蒸气，灯管内壁上涂有萤光粉，两个灯丝之间的气体导电时发出紫外线，使萤光粉发出柔和的可见光。
　　普通日光灯工作特点：灯管开始点燃时需要一个高电压，正常发光时只允许通过不大的电流，这时灯管两端的电压低于电源电压。
　　普通日光灯管两端装有灯丝，玻璃管内壁涂有一层均匀的薄萤光粉，管内被抽成真空度 10-3-10-4毫米汞柱以后，充入少量惰性气体，同时还注入微量的液态水银。电感镇流器是一个铁芯电感线圈，电感的性质是当线圈中的电流发生变化时， 则在线圈中将引起磁通的变化，从而产生感应电动势，其方向与电流的方向相反，因而阻碍着电流变化。
　　起辉器在电路中起开关作用，它由一个氖气放电管与一个电容并联而成，电容的作用为消除对电源的 电磁的干扰并与镇流器形成振汤回路，增加启动脉冲电压幅度。放电管中一个电极用双金属片组成，利用氖泡放电加热，使双金属片在开闭时，引起电感镇流器电流 突变并产生高压脉冲加到灯管两端。
　　当普通日光灯接入电路以后，起辉器两个电极间开始辉光放电，使双金属片受热膨胀而与静触极接 触，于是电源、镇流器、灯丝和起辉器构成一个闭合回路，电流使灯丝预热，当受热时间1-3秒后，起辉器的两个电极间的辉光放电熄灭，随之双金属片冷却而与 静触极断开，当两个电极断开的瞬间，电路中的电流突然消失，于是镇流器产生一个高压脉冲，它与电源叠加后，加到灯管两端，使灯管内的惰性气体电离而引起弧 光放电，在正常发光过程中，镇流器的自感还起着稳定电路中电流的作用。
　　通过LED日光灯属性特点与普通日光灯属性特点对比得出结论：

 

LED日光灯和普通日光灯比较具备优点如下：

　　节能，.寿命长，适用性好，因单颗LED的体积小，可以做成任何形状，回应时间短，环保，无有害金属，废弃物容易回收，色彩绚丽，发光色彩纯正，光谱范围窄，并能通过红绿蓝三基色混色成七彩或者白光。
　　LED日光灯和普通日光灯比较LED日光灯具备缺点如下：价格贵，目前能普遍做到的光效率和理论光效率还有很大差距，目前能做到的寿命和理论寿命还有很大差距，.还是有一定的发热量，光衰还可以大幅度缩小。

 

八大优点：

　　1、环保灯具,保护地球
　　传统的日光灯中含有大量的水银蒸汽，如果破碎水银蒸汽则会挥发到大气中。但LED日光灯则根本不使用水银，且LED产品也不含铅，对环境起到保护作用。LED日光灯 公认为二十一世纪的绿色照明。
　　2、高效转换,减少发热
　　传统灯具会产生大量的热能，而LED灯具则是把电能全都转换为光能，不会造成能源的浪费。 而且对文件，衣物也不会产生退色现象。
　　3、清静舒适,没有噪音
　　LED灯具不会产生噪音，对于使用精密电子仪器的场合为上佳之选。适合于图书馆，办公室之类的场合。
　　4、光线柔和,保护眼睛
　　传统的日光灯使用的是交流电，所以每秒钟会产生100－120次的频闪。LED灯具是把交流电直接转换为直流电，不会产生闪烁现象，保护眼睛。
　　5、无紫外线,没有蚊虫
　　LED灯具不会产生紫外线，因此不会象传统的灯具那样，有很多蚊虫围绕在灯源旁。室内会变得更加干净卫生整洁。
　　6、电压可调80V－245V
　　传统的日光灯是通过整流器释放的高电压来点亮的，当电压降低时则无法点亮。而LED灯具在一定范围的电压之内都能点亮，还能调整光亮度.
　　7、节省能源,寿命更长
　　LED日光灯的耗电量是传统日光灯的三分之一以下，寿命也是传统日光灯的10倍，可以长期使用而无需更换，减少人工费用。更适合于难于更换的场合。
　　8、坚固牢靠,长久使用.
　　LED灯体本身使用的是环氧树脂而并非传统的玻璃，更坚固牢靠，即使砸在地板上LED也不会轻易损坏，可以放心地使用。

 

适用范围：

　　写字楼、工厂、商场、学校、居家等室内照明。