LED燈具

LED燈具

LED照明產品以更加優質的性能取代傳統節能燈也是一種趨勢,被稱為照明領域的第三次革命。

基本信息

節能燈是白熾燈的進步

眾所周知,白熾燈是愛迪生的重要發明,這個重要的發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.節能燈就應運而生了.由於它相比而言便宜又好製作,所以就得到了大量的套用,有逐步取代白熾燈的趨勢.節能燈取代白熾燈被稱為照明領域的第二次革命,同時,LED照明產品以更加優質的性能取代傳統節能燈也是一種趨勢,被稱為照明領域的第三次革命。
LED燈具LED燈具

發展過程

隨著LED照明燈具的逐步發展,在亮化工程輔助照明等公共場合,LED照明燈具漸漸替代了一些傳統光源產品。2009年,LED燈具開始在已開發國家進入主照明普及。作為LED照明燈具的用途,LED市場發展分幾個階段。
第一階段,LED燈具替代接受階段。這一階段指的是LED燈具在發展初期,主要體現出其光效高(,壽命長的特點。因為售價高,所以在這一階段主要為商照市場。客戶有一個接受的過程,首先是使用習慣和外觀上的過渡與接受。在與傳統光源一致的使用情況下,LED燈具體現出的節電,長壽等特點使得市場容易接受它的相對高價。尤其是在商用場合。。
第二階段,LED燈具實用新型階段。在上一階段的基礎上,市場對LED燈具產品有了一定的認可和接受。LED燈具的環保,體積小,高可靠性等其他特性逐漸凸顯出來。由此而開發的一系列完全有別於傳統光源套用的產品會大行其道。照明行業會出現更大更廣的一個發展空間。光源不再是僅僅起到照明作用,它的多變使得更貼切人們工作生活中的點點滴滴。
第三階段,LED燈具智慧型控制階段。隨著物聯網等新技術的發展,LED作為半導體產業,也將搭上這趟高速列車,發揮出其高可控性特點。從家庭到辦公樓,從道路到隧道,從汽車到步行,從輔助照明到主照明,具備智慧型控制的LED照明燈具系統將給人類帶來更高等級的服務。

LED節能燈的發光原理

節能燈的兩極是普通的鎢絲.鎢絲通電發熱後,就能發射出電子.在燈管兩側加上比較高的電壓,形成電場,這些電子就會在燈管里被加速,形成有一定速度和能量的電子流. 燈管是被抽成真空的,裡面充有汞,就是我們稱為的水銀。
在燈管通電發熱的情況下,這些水銀從液態蒸發就變成了氣態.形成游離狀態的汞原子。電子流中的電子以一定速度打在汞原子上,使汞原子受到激發,變成激髮狀態的電離子.稱為發生了階躍,激髮狀態的汞過了很短的時間就自發地回落到原來的狀態,同時釋放出紫外線光,紫外線光不能用來照明.於是我們在燈管的內壁塗了一些螢光物質,在紫外線光的轟擊下,螢光物質受到激發以後,就能發出比較自然的光線, 可用於我們照明。
市面上較常見的節能燈管有一般的普通燈管及漸為主流的三基色燈管,和白熾燈泡相比都有省電的優點。所不同的是普通燈管的顯色性偏低,而三基色的燈管則呈現出自然的陽光色,並且在顯色性及光效率上都更勝過一般的普通燈管。從上面我們就可以知道,汞在節能燈管中是起中介作用的,沒有汞節能燈就不會發光。每支燈管里的汞是很少的。
據查:一支管徑為36毫米的粗管徑螢光燈含汞量在25~45毫克,一支管徑為26毫米的細管徑螢光燈含汞量為20毫克,一支管徑為10毫米的緊湊型螢光燈含汞量為10毫克。汞在常溫下呈液態,是一種易流動的銀白色液態金屬。汞在螢光燈管里作為氣體放電介質而存在,不但提高了燈的光效,而且豐富了光源的種類。所以目前的節能燈光源都含有汞。由於汞的沸點很低,在常溫下即可蒸發,廢棄的螢光燈管破碎後,立即向周圍散發汞蒸氣,瞬時可使周圍空氣中的汞濃度達到每立方米10~20毫克,國家規定的汞在空氣中的最高允許濃度為每立方米0.01毫克。它還可以隨著空氣而流動.一旦進入人體的汞超過某一閾值,就會破壞人的中樞神經系統,造成對身體的極大危害。汞進入人體後很難被排除。筆者工廠的工人有十多年沒有接觸汞了,但現在檢查身體汞的含量仍然很高,而且隨時都還在打排汞針。所以筆者對節能燈有種本能的恐懼。其實含汞照明燈在使用過程中一般沒有什麼污染,污染主要是報廢后電光源被隨意丟棄,破裂造成汞擴散到空氣中,危害人體健康,污染環境。由於回收困難和回收價值太低,加之它還有許多的其它弊病,所以唯一的辦法就是淘汰它。

節能燈有些什麼缺點

1、生產過程中和使用廢棄後有汞污染,目前西方國家對汞污染是相當的重視.國人也越來越認識到了汞污染的危害性.
2、由於是玻璃製品,易破碎,不好運輸,不好安裝.
3、其耗電量還是嫌大了些.
4、容易損壞,壽命短,節能不省錢這句話就是它的最好寫照.

LED燈具有什麼優點

高節能:節能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,具有線上編程,無限升級,靈活多變的特點。·高郵祥瑞照明電器
總結:很明顯,只要LED燈具的成本隨led技術的不斷提高而降低。節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能及環保問題,已經在大力推行使用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燈具替代節能燈、白熾燈的勢頭。

優劣對比

LED市場價格廝殺惡性競爭,大批不合格產品的上市已經違背了LED節能、長壽命、環保等真正的價值,如何區分LED燈具的優劣,應從以下幾方面著手:
一、看整體“燈具的功率因數”:功率因數低,說明使用的驅動電源、電路設計不好,會大大降低燈具的使用壽命,功率因數低,使用再好燈珠的燈具壽命也不會長。
二、看“燈具散熱條件--材料、結構”:LED燈具散熱也是非常重要的,同樣功率因數的燈具和同品質的燈珠,如果散熱條件不好,燈珠在高溫下工作,光衰會很大,燈具壽命會減少。
三、看“燈珠品質”:燈珠品質決定於晶片品質和封裝技術。
四、看燈具使用的驅動電源,電源的使用壽命相對燈具的其他部分來說,壽命要短很多,電源的壽命影響燈具的整體壽命,燈珠的理論壽命在5-10萬小時,而電源的壽命在0.2-3萬小時,電源的設計與材料選擇會決定電源的使用壽命。
五、看光效:同樣的燈珠功率,光效越高,亮度越高,同樣的照明亮度,耗電越小,越節能。
六、看電源效率,電源效率越高越好,越高,說明電源本身的功耗越小,輸出的功率越大。
七、看是否符合安全標準,我國LED燈具安全標準已經出台,請按國家規定的安全標準選擇LED燈具。
八、看做工是否精細。
一個品質好的LED燈具,除上面提到的幾個主要方面外,還要根據不同的使用環境,有不同的技術要求,如防潮、防塵、防磁、防雷擊等。

LED照明燈具特點

1、高純度,鮮艷豐富的色彩。目前LED產品幾乎覆蓋了整個可見光譜範圍,且色彩純度高。而獲得彩色光的傳統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是固體發光光源,綠色環保,特別適用於香水店、珠寶店、博物館、美術館等專業場所,可滿足其展示商品對照明的特殊要求。
4、固體發光,抗震性能好,牢固可靠。
5、節能,經濟,免維護。
6、動態的色彩控制,明暗可調,三原色的LED組合可採用PWM實現顏色的變化。
7、LED有很強的發光方向性,光通量利用率高,且體積小,易於LED燈具的外觀設計和光強分布的控制。
8、LED可採用直流低壓供電,安全可靠。
9、LED不受啟動溫度限制,可暫態啟動,一般為幾個ms,且能暫態達到全光通量輸出。

LED燈具類型

LED照明燈具可以分為室內照明和室外照明兩個部分。目前市面上常見的LED照明燈具類型主要有以下幾種產品類型:LED射燈、LED燈杯、LED燈座、LED燈頭、LED燈帶、LED燈管、LED燈具、LED燈條、LED軟燈條、LED燈串、LED燈泡、LED燈珠、LED燈芯、LED晶片、LED筒燈、LED蠟燭燈、LED星星燈LED感應燈、小功率LED燈、大功率LED燈、大功率LED節能燈、LED流星雨燈LED空氣維生素淨化燈LED聲控燈、LED平板燈、LED觸摸燈、LED半導體照明、LED大功率天花燈、LED防爆燈、LED管屏、LED防爆防腐防塵燈、LED固態免維護防爆燈、LED日光燈透鏡LED防爆投光燈、LED大功率燈、LED日光燈、LED電視、LED背光、LED車燈、LED補光燈、LED強光手電筒、LED投光燈、LED斗膽燈led玉米燈、LED埋地燈、LED櫥櫃燈LED舞檯燈、LED商場燈、LED車床專用燈LED牙燈LED礦用架線機車燈LED防爆平檯燈、LED隧道燈、其他LED分類產品。

LED發光原理

LED(LightEmittingDiode),發光二極體,是一種固態的半導體器件,它可以直接把電轉化為光。LED的心臟是一個半導體的晶片,晶片的一端附在一個支架上,一端是負極,另一端連線電源的正極,使整個晶片被環氧樹脂封裝起來。半導體晶片由兩部分組成,一部分是P型半導體,在它裡面空穴占主導地位,另一端是N型半導體,在這邊主要是電子。但這兩種半導體連線起來的時候,它們之間就形成一個P-N結。當電流通過導線作用於這個晶片的時候,電子就會被推向P區,在P區里電子跟空穴複合,然後就會以光子的形式發出能量,這就是LED發光的原理。而光的波長也就是光的顏色,是由形成P-N結的材料決定的。
最初LED用作儀器儀表的指示光源,後來各種光色的LED在交通信號燈和大面積顯示屏中得到了廣泛套用,產生了很好的經濟效益和社會效益。以12英寸的紅色交通信號燈為例,在美國本來是採用長壽命,低光效的140瓦白熾燈作為光源,它產生2000流明的白光。經紅色濾光片後,光損失90%,只剩下200流明的紅光。而在新設計的燈中,Lumileds公司採用了18個紅色LED光源,包括電路損失在內,共耗電14瓦,即可產生同樣的光效。汽車信號燈也是LED光源套用的重要領域。
對於一般照明而言,人們更需要白色的光源。1998年發白光的LED開發成功。這種LED是將GaN晶片和釔鋁石榴石(YAG)封裝在一起做成。GaN晶片發藍光(λp=465nm,Wd=30nm),高溫燒結製成的含Ce3+的YAG螢光粉受此藍光激發後發出黃色光射,峰值550nm。藍光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基片發出的藍光部分被螢光粉吸收,另一部分藍光與螢光粉發出的黃光混合,可以得到得白光。現在,對於InGaN/YAG白色LED,通過改變YAG螢光粉的化學組成和調節螢光粉層的厚度,可以獲得色溫3500-10000K的各色白光。這種通過藍光LED得到白光的方法,構造簡單、成本低廉、技術成熟度高,因此運用最多。
上個世紀60年代,科技工作者利用半導體PN結髮光的原理,研製成了LED發光二極體。當時研製的LED,所用的材料是GaASP,其發光顏色為紅色。經過近30年的發展,現在大家十分熟悉的LED,已能發出紅、橙、黃、綠、藍等多種色光。然而照明需用的白色光LED僅在近年才發展起來,這裡向讀者介紹有關照明用白光LED。

解析LED燈具死燈原因

LED封裝企業和LED照明燈具生產廠家都會遇到LED死燈現象,作為LED工程師怎么分析及解決這些問題?
LED死燈原因主要有以下兩點:

1)LED的漏電流過大造成PN結失效,使LED燈點不亮,這種情況一般不會影響其它的LED燈的工作
2)LED燈的內部連線引線斷開,造成LED無電流通過而產生死燈,這種情況會影響其它的LED燈的正常工作。
怎么預防LED死燈?

靜電對LED燈來說是一種危害極大的魔鬼,全世界因為靜電損壞的電子元器件不計其數,造成數千萬美元的經濟損失。所以防止靜電損壞電子元器件,是電子行業一項很重要的工作,LED封裝、套用的企業千萬不要掉以輕心。任何一個環節出問題,都將造成對LED的損害,使LED性能變壞甚至失效。我們知道人體(ESD)靜電可以達到三千伏左右,足可以將LED晶片擊穿損壞,在LED封裝生產線,各類設備的接地電阻是否符合要求,這也是很重要的,一般要求接地電阻為4歐姆,有些要求高的場合其接地電阻甚至要達到≤2歐姆。
人體靜電對LED的損害也是很大的,工作時應穿防靜電服裝,配帶靜電環,靜電環應接地良好,有一種不須要接地的靜電環防靜電的效果不好,建議不使用配帶該種產品,如果工作人員違反操作規程,則應接受相應的警示教育,同時也起到告示他人的作用。人體帶靜電的多少,與人穿的不同面料衣服、及各人的體質有關,秋冬季黑夜我們脫衣服就很容易看見衣服之間的放電現象,這種靜電放電的電壓就有三千伏。
有些企業採用手工焊接,使用40瓦普通烙鐵,焊接溫度無法控制,烙鐵溫度在300-400℃以上,過高的焊接溫度也會造成死燈,LED引線在高溫下膨脹係數比在150℃左右的膨脹係數高好幾倍,內部的金絲焊點會因為過大的熱脹冷縮將焊接點拉開,造成死燈現象。
針對上述現象,LED封裝廠家和LED照明燈具套用廠家應制定嚴格的LED標準使用手冊,在生產過程中杜絕上線現象的發生。

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