半導體發光二極體燈具介紹

2021-03-03 22:55:01 字數 3420 閱讀 1786

半導體發光二極體燈具即led(light emitting diode)燈具,是一種半導體固體發光器件。它是利用固體半導體晶元作為發光材料,在半導體中通重載流子發生復合放出過剩的能量而引起光子發射,直接發出紅、黃、藍、綠、青、橙、紫、白色的光。led照明產品就是利用led作為光源製造出來的照明器具。

二、 前景

當前全球能源短缺的憂慮再度公升高的背景下,節約能源是我們未來面臨的重要的問題,在照明領域,led發光產品的應用正吸引著世人的目光,led作為一種新型的綠色光源產品,必然是未來發展的趨勢,二十一世紀將進入以led為代表的新型照明光源時代。

led燈具

led被稱為***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指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明和城市夜景等領域。近年來,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2023年起投資5億美元實施「國家半導體照明計畫」,歐盟也在2023年7月宣布啟動類似的「彩虹計畫」。

我國科技部在「863」計畫的支援下,2023年6月份首次提出發展半導體照明計畫。

三、優點

高節能:節能能源無汙染即為環保。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。

led燈泡

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,不存在燈絲發光易燒、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影象。

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**,沒有汙染不含汞元素,冷光源,可以安全觸控,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、網路通訊技術、影象處理技術、嵌入式控制技術等,所以亦是數字資訊化產品,是半導體光電器件「高新尖」技術,具有**程式設計,無限公升級,靈活多變的特點。

led燈具原理圖

照明術語

波長:光的色彩強弱變化,是可以通過資料來描述,這種資料叫波長。我們能見到的光的波長,範圍在380至780nm之間。單位:奈米(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)

led室內燈

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式設定的方式執行,一般指內控方式的led燈,同步性是led燈實現協調製化的基本要求。

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,第乙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。

led應用

(1) 顯示屏、交通訊號顯示光源的應用。led 燈具有抗震耐衝擊、光響應速度快、省電和壽命長等特點,廣泛應用於各種室內、戶外顯示屏,分為全色、雙色和單色顯示屏;交通訊號燈主要用超高亮度紅、綠、黃色led,採用led 訊號燈既節能,可靠性又高,故交通訊號燈正在逐步更新換代。

(2) ****上的應用汽車用燈包含汽車內部的儀表板、音響指示燈、開關的背光源、閱讀燈和外部的剎車燈、尾燈、側燈以及頭燈等。led響應速度快, 可以及早提醒司機剎車,減少汽車追尾事故。

(3) led作為lcd背光源應用。 壽命長、發光效率高、無干擾和價效比高等特點, 已廣泛應用於電子手錶、手機、bp機、電子計算器和刷卡機上,隨著便攜電子產品日趨小型化,led背光源更具優勢。

(4) led照明光源替換傳統照明燈具。這種替換趨勢已經開始涉及戶內外,商業照明,道路工業照明等。

(5) 其它應用如電子類產品如手機,數碼**器,電腦,收音機等。例如一種受到兒童歡迎的閃光鞋,走路時內建的led會閃爍發光。

led設計理念

led的出現打破了傳統光源的設計方法與思路,目前有兩種最新的設計理念。

1.情景照明:是2023年由飛利浦提出的情景照明,以環境的需求來設計燈具。情景照明以場所為出發點,旨在營造一種漂亮、絢麗的光照環境,去烘托場景效果,使人感覺到有場景氛圍。

2.情調照明:是2023年由凱西歐提出的情調照明,以人的需求來設計燈具。

情調照明是以人情感為出發點,從人的角度去創造一種意境般的光照環境。情調照明與情景照明有所不同,情調照明是動態的,可以滿足人的精神需求的照明方式,使人感到有情調;而情景照明是靜態的,它只能強調場景光照的需求,而不能表達人的情緒,從某種意義上說,情調照明涵蓋情景照明。情調照明包含四個方面:

一是環保節能,二是健康,三是智慧型化,四是人性化。

發展  根據市場調查公司的報告,2023年全球led照明市場超過57億美元。從2023年到2023年,全球led照明的市場占有率將由7%增至40%以上,2023年led照明市場的收入將接近650億歐元,佔據全球照明市場60%的份額。

中國led產業起步於20世紀70年代。經過30多年的發展,中國led產業已初步形成了包括led外延片的生產、led晶元的製備、led晶元的封裝以及led產品應用在內的較為完整的產業鏈。在「國家半導體照明工程」的推動下,形成了上海、大連、南昌、廈門、深圳、揚州和石家莊七個國家半導體照明工程產業化基地。

長三角、珠三角、閩三角以及北方地區則成為中國led產業發展的聚集地。

led橋燈

目前,中國半導體照明產業發展向好,外延晶元企業的發展尤其迅速、封裝企業規模繼續保持較快增長、照明應用取得較大進展。2023年中國led應用產品產值已超過300億元,2023年全國led行業產值達1260億元人民幣,已成為led全彩顯示屏、太陽能led、景觀照明等應用產品世界最大的生產和出口國,新興的半導體照明產業正在形成。國內在照明領域已經形成一定特色,其中戶外照明發展最快,已有上百家led路燈企業並建設了幾十條示範道路,但國內在大尺寸lcd背光和汽車前照燈方面仍顯落後。

led廣場燈

[1]2023年led普通照明產品的產值將達260億元人民幣。

2023年北京奧運會對led照明的集中展示讓人們對led有了全新的認識,有力推動了中國半導體照明產業的發展。當前中國半導體產業產業大而不強,核心競爭力仍有待於進一步提公升。對國內企業而言,壯大規模、提高產品質量與技術水平是首要任務,提高未來取得大廠專利授權時的要價能力,或逐步通過研發突破核心專利。

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