led照明燈

LED(發光二極體)照明燈是利用第四代綠色光源LED做成的一種照明燈具。LED被稱為第四代照明光源或綠色光源,具有節能、環保、壽命長、體積小等特點,可以廣泛應用於各種照明、指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明和城市夜景等領域。

led照明燈

前景概括

2000年開始,世界上一些經濟發達國家圍繞LED的研製展開了激烈的技術競賽。美國從2000年起投資5億美元實施「國家半導體照明計劃」,歐盟也在2000年7月宣布啟動類似的「彩虹計劃」。中國科技部在「863」計劃的支持下,2003年6月份首次提出發展半導體照明計劃。

燈具簡介

高節能:節約能源無污染即為環保。直流驅動,超低功耗(單管0.03-0.06瓦)電光功率轉換接近100%,相同照明效果比傳統光源節能80%以上。

壽命長:LED光源有人稱它為長壽燈,意為永不熄滅的燈。固體冷光源,環氧樹脂封裝,燈體內也沒有鬆動的部分,不存在燈絲髮光易燒、熱沉積、光衰等缺點,使用壽命可達6萬到10萬小時,比傳統光源壽命長10倍以上。

多變幻:LED光源可利用紅、綠、藍三基色原理,在計算機技術控制下使三種顏色具有256級灰度並任意混合,即可產生256×256×256=16777216種顏色,形成不同光色的組合變化多端,實現豐富多彩的動態變化效果及各種圖像。

利環保:環保效益更佳,光譜中沒有紫外線和紅外線,既沒有熱量,也沒有輻射,眩光小,而且廢棄物可回收,沒有污染不含汞元素,冷光源,可以安全觸摸,屬於典型的綠色照明光源。

高新尖:與傳統光源單調的發光效果相比,LED光源是低壓微電子產品,成功融合了計算機技術、網路通信技術、圖像處理技術、嵌入式控制技術等,所以亦是數字信息化產品,是半導體光電器件「高新尖」技術,具有在線編程,無限升級,靈活多變的特點。

工作原理

圖一顯示的是LED的發光機理。發光二極體由P區、N區、和兩者之間的勢壘區組成,P區有多出的空穴,可當做帶正電的單位粒子;N區有多出的電子,帶負電;勢壘區是P區的空穴和N區的電子相遇的地方,在未通電的情況下可以達到某種平衡。當在PN結兩端注入正向電流時(即直流穩壓電源的輸入),注入的非平衡載流子(電子-空穴對)在擴散過程中複合發光。

圖二顯示發光二極體的發光原理同樣可以用PN結的能帶結構來解釋。製作半導體發光二極體的材料是摻入了雜質的,熱平衡狀態下的N區有很多移動性很強的電子,P區有較多的移動性較弱的空穴。由於PN結阻擋層的限制,在常態下,二者不能發生自然複合。而當給PN結加以正向電壓時,電子可以吸收qVbi的能量,成為高能態的電子,從而打破PN結的阻礙進入到P區一側;空穴的運動過程相反。於是在PN結附近稍偏於P區一邊的地方,處於高能態的電子與空穴相遇,輻射出的能量以光的形式表現出來,就是我們看到的LED發出的光。

術語介紹

波長:光的色彩強弱變化,是可以通過數據來描述,這種數據叫波長。我們能見到的光的波長,範圍在380至780nm之間。單位:納米(nm)

亮度:亮度是指物體明暗的程度,定義是單位面積的發光強度。單位:尼特(nit)

光強:指光源的明亮程度。也即表示光源在一定方向和範圍內發出的可見光輻射強弱的物理量。

單位:燭光(cd)

光通量:光源每秒鐘所發出的可見光量之總和。單位:流明(Lm)

光效:光源發出的光通量除以光源的功率。它是衡量光源節能的重要指標。單位:每瓦流明(Lm/w)。

顯色性:光源對物體呈現的程度,也就是顏色的逼真程度。通常叫做”顯色指數”單位:Ra。

色溫:光源發射光的顏色與黑體在某一溫度下輻射光色相同時,黑體的溫度稱為該光源的色溫。

單位:開爾文(k)。

眩光:視野內有亮度極高的物體或強烈的亮度對比,所造成的視覺不舒適稱為眩光,眩光是影響照明質量的重要因素。

同步性:兩個或兩個以上LED燈在不規定時間內能正常按程序設定的方式運行,一般指內控方式的LED燈,同步性是LED燈實現協調變化的基本要求。

防護等級:IP防護等級是將燈具依其防塵、防濕氣之特性加以分級,由兩個數字所組成,第一個數字代表燈具防塵、防止外物侵人的等級(分0-6級),第二個數字代表燈具防濕氣、防水侵人的密封程度(分0-8級),數字越大表示其防護等級越高。

應用發展

LED照明應用在過去以建築景觀用照明為主,如庭園路燈(Path light)、探照燈(Floodlight)、階梯燈(Step lights)、陽檯燈等,佔2008年整體LED照明市場約43%,但此一領域增長性已趨緩慢,未來看好的新興增長領域,戶外應用在於LED路燈,其增長潛力不容忽視,因全球路燈裝置盞數已達到1.8億盞,且中國、美國等國家更積極採用這一類型路燈。

室內應用則是以零售展示用照明增長最快,未來3年內增長率仍將維持5成以上。至於倍受期待的居家照明,因家用照明每天的使用時間平均約4.3小時,省電特性所能創造的效益因使用時間不足而有限,僅能期待LED燈泡/燈具發光效率大幅提升並引導燈泡/燈具成本快速下降,方能普及到一般家庭。

工業LED照明燈介紹

[span]適用於:倉庫,纜溝,巷道及特種場合照明。

性能特點:

1、採用第四代綠色環保、大功率白光LED固態光源,光效高,使用壽命長達10萬小時,可實現長期免維護;人性化的產品設計,客戶可按不同的照明場所選擇相適應的工作電壓;

能耗低,耗電量僅為相同光通量白熾燈的20%;

2、採用寬電壓設計,使用更加方便;

3、採用LED防眩燈罩使光線更柔和,無眩光,不會引起作業人員眼睛的疲勞,提高工作效率;良好的電磁兼容不會對電源造成污染;

4、外殼採用輕質合金材料,耐磨抗腐,防水防塵;

5、透明件採用進口防彈膠材料,透光率高,抗衝擊性能好,能使燈具在各種惡劣的環境下正常工作;

主要技術參數:

發展概況

LED燈難進百姓家上面已介紹了白光LED的特點及性能的提高,並開發出應用於各種場合的白光LED燈,但LED燈難進百姓家。這不是生產上存在什麼難題,主要原因是白光LED照明燈的發光效率還不太高,並且價格太貴,使一般百姓家難以接受。以家庭常用的白熾燈、節能熒光燈與相同亮度的白光LED燈的價格比較1W白光LED的單價是8~10元,3W的單價是20~25元(與LED的質量及品牌有關),另外還要驅動電路及結構件。再考慮生產廠家的利潤及商業利潤,單價可能要120元以上。

LED燈路在何方白光LED照明燈的推廣及普及的意義十分重大,但真的要在中國進入百姓家還有很多工作要做。白光LED照明燈的推廣及普及工作是一項系統工程、重大項目,需要國家的規劃、引導及扶持,在政策上及經濟上的支持。中國在上海、南昌、大連、廈門已建立四大半導體照明基地及有關科研單位,他們將對LED燈的推廣工作起到重大作用。LED照明燈雖然還難進百姓家,但是還有很多領域可以大量地應用LED照明燈。這些領域的應用可促進大功率白光LED的生產、可促進技術的提高,並可降低生產成本。在LED照明設計、應用上也可獲得更多的經驗,有利於將來的推廣。這些應用領域都是用電大戶,對節電能起到很大作用。它們是:1.城鎮街道的路燈系統(包括太陽能路燈系統);2.隧道及地下停車場(包括地下商場);3.交通工具的照明(汽車、電車、輪船、飛機等的內部及部分外部照明燈);4.大的公共場所的LED照明系統,例如火車站、地鐵站、飛機場、大型超市、大型百貨公司、大廈及醫院等;5.無電區的LED燈照明工程。由於LED照明燈一般採用低壓直流(恆流)供電。若採用交流220V市電供電,需要專門的變電裝置輸出低壓直流電(如12V、24V等)並由LED驅動器來驅動LED燈,如圖3所示。所以最好在新建這些建築時就考慮到用LED燈,則在建築設計中都把它設計在內,這要經濟得多。而歸建築原用日光燈的照明系統要改造成LED照明,則改造的費用大、改造的時間長(如改造一個地鐵站或一個候機大廳的照明系統)。新建LED照明供電系統需要比傳統照明供電系統要複雜些,費用要高得多,如果沒有政策的支持及經濟的扶持是難以成功的。

LED燈的應用是一個綜合技術的應用,它涉及到LED、太陽能電池、蓄電池、AC/DC轉換器、LED驅動器等各個領域的技術。但關鍵技術問題還是LED的發光效率不夠高、生產成本不夠低。要使LED燈進入千家萬戶,可能還要等幾年。

中國的照明市場,容量巨大,2015年,包括燈飾,燈具和光源,市場產值可達5000億人民幣。在光電企業負責人看來,LED終端售價持續下降,利潤也隨之縮水,而打造智能照明則成行業新的增長點。業內人士粗略估算,”未來幾年,中國LED光源的市場規模將突破1000億美元。而國內智能照明市場滲透率還不足2%,產品應用主要體現在可調光LED未來智能家居照明、智能道路照明、智能樓道照明、智能地下車庫照明、公共區域智能照明等市場將大大擴大。即使以20%的滲透率計算,也有數千億元的市場空間待發掘。”白熾燈已退市,照明燈具幾經變革,特別在中國乃至全球性大力倡導節能減排的環境下,新技術、新產品使得照明領域逐步細化,並且更專業更符合實際使用需求。智能化照明成為LED行業發展趨勢,用戶可根據自己的需求設置情景照明,從而控制LED燈的顏色與亮度,以滿足不同場合的照明要求。僅此一項智能化配置和一些可調光產品就可以佔領46%以上的市場份額。不僅如此,通過感應器,LED就有了”感知能力”,可根據周圍環境自行調節亮度。2013年是LED行業發展的關鍵年,2014-2015年LED產業將呈現一個爆髮式成長階段。