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LED燈具設(shè)計

 昵稱15991312 2014-02-26
LED,一種全新概念的固態(tài)光源,以其無與倫比的節(jié)能、環(huán)保、長壽命、可控性高等技術(shù)優(yōu)勢,成為近年來全球最具發(fā)展前景的高新技術(shù)之一,正式拉開全面替代傳統(tǒng)照明的序幕,半導(dǎo)體照明技術(shù)革新正在改變百年傳統(tǒng)照明歷史。隨著LED技術(shù)在照明領(lǐng)域的應(yīng)用,LED產(chǎn)品在全球掀起了一場節(jié)能環(huán)保的綠色風(fēng)暴,被業(yè)界譽為“綠色照明”產(chǎn)品。在能耗越來越高的今天,甚至有人預(yù)言:“在未來10年內(nèi),LED產(chǎn)品將成為取代高壓鈉燈、白熾燈、熒光燈等傳統(tǒng)照明燈具的唯一產(chǎn)品?!?BR>  LED燈具積小質(zhì)輕,可選用不同光色的LED組合成照度柔和的各種模塊,任意安裝在居室中,居室照明燈具的光源可能來源于地面、墻面、窗臺、家具、飾物等。因此,未來居室照明將不再局限于單個燈具,而將由單個燈具照明轉(zhuǎn)化為無照明器具感的整體照明效果的無影燈。不同的光色和亮度對人的生理和心理能產(chǎn)生不同的影響,人們在很多情況下并不需要很亮的白光,可能黃光或其它顏色的光更適合生理和心理的需要。三基色LED可以實現(xiàn)亮度、灰度、顏色的連續(xù)變換和選擇,使得照明從普遍意義上的白光擴展為多種顏色的光。
  節(jié)能燈是白熾燈的進(jìn)步
  LED燈具圖片 眾所周知,白熾燈是愛迪生的重要發(fā)明,這個重要的發(fā)明使人類從此告別了黑暗,迎來了光明,但是白熾燈太耗電了,它大概只有不到十分之一的能量才變成了光能,其它都是熱能白白的被浪費掉了,所以人們都在想辦法要用新的光源來替代白熾燈,節(jié)能燈就應(yīng)運而生了。由于它相比而言便宜又好制作,所以就得到了大量的應(yīng)用,有逐步取代白熾燈的趨勢。節(jié)能燈取代白熾燈被稱為照明領(lǐng)域的第一次革命,同時,LED照明產(chǎn)品以更加優(yōu)質(zhì)的性能取代傳統(tǒng)節(jié)能燈也是一種趨勢,被稱為照明領(lǐng)域的第二次革命。
  發(fā)光原理  50年前人們已經(jīng)了解半導(dǎo)體材料可產(chǎn)生光線的基本知識,第一個商用二極管產(chǎn)生于1960年。LED是英文light emitting diode(發(fā)光二極管)的縮寫,它的基本結(jié)構(gòu)是一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料,置于一個有引線的架子上,然后四周用環(huán)氧樹脂密封,起到保護(hù)內(nèi)部芯線的作用,所以LED的抗震性能好。
  LED結(jié)構(gòu)圖   Led 發(fā)光原理發(fā)光二極管的核心部分是由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體組成的晶片,在p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體之間有一個過渡層,稱為p-n結(jié)。在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中,注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時會把多余的能量以光的形式釋放出來,從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。PN結(jié)加反向電壓,少數(shù)載流子難以注入,故不發(fā)光。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管,通稱LED。 當(dāng)它處于正向工作狀態(tài)時(即兩端加上正向電壓),電流從LED陽極流向陰極時,半導(dǎo)體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線,光的強弱與電流有關(guān)。
  LED燈具優(yōu)點

  投光燈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:LED理論壽命可超過10萬小時,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或關(guān)斷燈絲就會發(fā)黑很快損壞;
  4,固態(tài)封裝,屬于冷光源類型。所以它很方便運輸和安裝,可以被裝置在任何微型和封閉的設(shè)備中,不怕振動,主要考慮的就是散熱。
  5,LED燈具技術(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,價格也在不斷的降低。一個白光LED燈具進(jìn)入家庭的時代正在迅速到來。
  6,環(huán)保,不含汞(Hg)等對環(huán)境有害的物質(zhì),不會對環(huán)境造成破壞。LED燈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。LED不含紅外、紫外線,所以不招蟲。
  7,顯色性好:比傳統(tǒng)燈具發(fā)出的光可以更加接近白光,在這種光線照射下,物體的顏色可以更加接近其本色;
  8,響應(yīng)速度快:LED響應(yīng)速度快,徹底消除了傳統(tǒng)高壓鈉燈啟輝過程長的缺點。
  總結(jié):很明顯,只要LED燈具的成本隨led技術(shù)的不斷提高而降低。節(jié)能燈及白熾燈必然會被LED燈具所取代。目前國家越來越重視照明節(jié)能及環(huán)保問題,已經(jīng)在大力推行使用LED燈具了。特別是政府改造路燈項目首先就是LED路燈,就指明得用LED路燈可見LED燈具替代節(jié)能燈、白熾燈的勢頭。
  LED燈具的設(shè)計理念
  LED燈具的設(shè)計理念有兩種:一種是2008年由飛利浦公司提出的以環(huán)境的需求來設(shè)計燈具,叫情景照明,另一種是2009年由凱西歐公司提出的以人的需求來設(shè)計燈具,叫情調(diào)照明。
  LED燈具特點
  LED路燈1、高純度,鮮艷豐富的色彩。目前LED產(chǎn)品幾乎覆蓋了整個可見光譜范圍,且色彩純度高。而獲得彩色光的傳統(tǒng)方式是白熾燈加濾光片,大大降低了光效。
  2、超長壽命。LED的實際壽命超過5萬小時,為一般光源的幾倍甚至幾十倍。
  3、光源中沒有水銀,光束中不含紫外線。LED是固體發(fā)光光源,綠色環(huán)保,特別適用于香水店、珠寶店、博物館、美術(shù)館等專業(yè)場所,可滿足其展示商品對照明的特殊要求。
  4、固體發(fā)光,抗震性能好,牢固可靠。
  5、節(jié)能,經(jīng)濟(jì),免維護(hù)。

       LED嵌入式燈具 6、動態(tài)的色彩控制,明暗可調(diào),三原色的LED組合可采用PWM實現(xiàn)顏色的變化。
  7、LED有很強的發(fā)光方向性,光通量利用率高,且體積小,易于LED燈具的外觀設(shè)計和光強分布的控制。
  8、LED可采用直流低壓供電,安全可靠。
  9、LED不受啟動溫度限制,可暫態(tài)啟動,一般為幾個ms,且能暫態(tài)達(dá)到全光通量輸出。
  在各個領(lǐng)域的應(yīng)用
  (1) 顯示屏、交通訊號顯示光源的應(yīng)用LED 燈具有抗震耐沖擊、光響應(yīng)速度快、省電和壽命長等特點,廣泛應(yīng)用于各種室內(nèi)、戶外顯示屏,分為全色、三色和單色顯示屏。交通信號燈主要用超高亮度紅、綠、黃色LED, 因為采用LED 信號燈既節(jié)能,交通信號燈正在逐步更新?lián)Q代,而且推廣速度快。
  (2) 汽車工業(yè)上的應(yīng)用汽車用燈包含汽車內(nèi)部的儀表板、音響指示燈、開關(guān)的背光源、閱讀燈和外部的剎車燈、尾燈、側(cè)燈以及頭燈等。
  (3) LED 背光源以高效側(cè)發(fā)光的背光源最為引人注目,LED 作為LCD 背光源應(yīng)用,具有壽命長、發(fā)光效率高、無干擾和性價比高等特點, 已廣泛應(yīng)用于電子手表、手機、BP 機、電子計算器和刷卡機上,隨著便攜電子產(chǎn)品日趨小型化,LED 背光源更具優(yōu)勢,因此背光源制作技術(shù)將向更薄型、低功耗和均勻一致方面發(fā)展。
  (4)LED 照明光源早期的產(chǎn)品發(fā)光效率低,光強一般只能達(dá)到幾個到幾十個mcd,適用在室內(nèi)場合,在家電、儀器儀表、通訊設(shè)備、微機及玩具等方面應(yīng)用。目前直接目標(biāo)是LED 光源替代白熾燈和熒光燈,這種替代趨勢已從局部應(yīng)用領(lǐng)域開始發(fā)展。
  (5) 其它應(yīng)用例如一種受到兒童歡迎的閃光鞋,走路時內(nèi)置的LED 會閃爍發(fā)光;利用發(fā)光二極管作為電動牙刷的電量指示燈;正在流行的LED 圣誕燈,造型新穎、色彩豐富、不易碎破以及低壓使用的安全性。
  (6)LED燈具的廣泛應(yīng)用更可擴展至釣魚燈。


 LED燈具的使用壽命
  LED燈具由于采取固體光源的發(fā)光方式,壽命主要取決于固體LED光源和驅(qū)動散熱部分,目前LED光源壽命已經(jīng)達(dá)到100000小時以上,隨著LED技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用技術(shù)的大量普及,在驅(qū)動和散熱方面也基本達(dá)到為理想的狀態(tài),市售的優(yōu)質(zhì)LED射燈壽命基本達(dá)到10000-50000小時,幾乎是普通鹵素射燈的10-50倍。LED照明產(chǎn)品節(jié)電高達(dá)80%以上,幾乎是免維護(hù),不存在要經(jīng)常更換部件的問題,約半年下來節(jié)省的費用就可以換回成本。綠色環(huán)保型的半導(dǎo)體電光源,光線柔和,光譜純,有利于工人的視力保護(hù)及身體健康。

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