LED照明系統(tǒng)及應(yīng)用

LED作為一種可以直接將電能轉(zhuǎn)化為可見光的同態(tài)半導(dǎo)體器件，具有著效率高、耗能小、光線質(zhì)量好、使用安全、壽命長、綠色環(huán)保、控制靈活等特點(diǎn)，這是普通燈具不可比擬的優(yōu)勢。因此，它被認(rèn)為是2l世紀(jì)的新一代照明光源。基于LED燈的巨大優(yōu)勢，它被廣泛地應(yīng)用于許多照明領(lǐng)域。包括建筑物外觀照明、景觀照明、標(biāo)識與指示燈照明、室內(nèi)空間展示照明、娛樂場所及舞臺照明、視頻屏幕、車輛指示燈照明等眾多領(lǐng)域。

1、LED燈具

1.1燈具的發(fā)光原理

LED，又稱發(fā)光二極管。它利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料，當(dāng)N級和P級兩端加上正向電壓時(shí)。半導(dǎo)體中的載流子發(fā)生復(fù)合，放出過剩能量而引起光子發(fā)射產(chǎn)生可見光，這就是其發(fā)光原理。當(dāng)LED處于工作狀態(tài)時(shí).電流從陽極流向陰極，半導(dǎo)體晶體就會發(fā)出從紫外到紅外變化不同顏色的光線。電子與空穴之間的帶隙越大.產(chǎn)生的光子能量也就越高。而LED燈具之所以能夠發(fā)出不同顏色的光，主要原因就是不同材料的燈具帶有不同的帶隙而造成的。其中以藍(lán)色光、紫色光的帶隙最大，其光子攜帶的能量也就最多。

1.2燈具優(yōu)點(diǎn)

1)效率高、耗能小。由于LDE是冷光源，與普通燈具相比，其節(jié)能節(jié)電效率可達(dá)90%以上。據(jù)研究資料顯示，在同樣的光源亮度下。LED燈具的耗電量僅是普通白熾燈的10%，是熒光燈的50%?？梢?，其強(qiáng)大節(jié)能節(jié)電效率;2)健康、環(huán)保。眾所周知，大多數(shù)半導(dǎo)體的制作材料基本含有汞元素。汞是一種液態(tài)銀白色金屬有毒物質(zhì)。失效后倘若不能及時(shí)回收處理，將對環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的污染效果。而LED燈具提倡采用水溶性樹脂，使用無毒、無溶劑樹脂與密封材料。可實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)和無污染排放，失效后的廢棄物還可回收。無環(huán)境污染等后顧之憂;3)藝術(shù)化。由于不同材料的使用材料可產(chǎn)生不同顏色的光，使得LED燈具在實(shí)用價(jià)值的基礎(chǔ)上。產(chǎn)生了強(qiáng)大的藝術(shù)效果。光色是構(gòu)成視覺美學(xué)的基本要素，因而光源的選用直接影響著燈光的藝術(shù)效果。目前，顏色LED燈具能夠展示所有可見光的顏色，且顏色純度高。所以顏色LED燈具的應(yīng)用，最大程度地向人們展示了視覺美學(xué)的藝術(shù)效果。打破了原有燈具形態(tài)的固有觀念，以藝術(shù)的角度去認(rèn)識、理解和表達(dá)光的主題。

2、LED的光源特點(diǎn)

1)電壓。LED使用低壓電源，供電電壓在6V一3.6V之間，工作電流在O.02A--.O.03A之間。同使用高電壓的燈具相比，具有更加安全的電源;2)耗能。由于LED的電壓低，電流小。消耗的電能也會相對較少。同普通白熾燈相比非常低，是白熾燈的90%;3)適用性。每個(gè)單元LED小片是3mm一5mm的正方形，通過多個(gè)LED小片能夠制成各種形狀的器件;4)穩(wěn)定性。LED燈外部是利用環(huán)氧樹脂封裝而成，內(nèi)部沒有松動(dòng)的零部件。具有堅(jiān)固耐用的使用特點(diǎn)。在正常使用情況下，使用壽命可達(dá)6萬到10萬小時(shí)，具有較長的使用期限，穩(wěn)定性非常高;5)響應(yīng)時(shí)間。LED燈的響應(yīng)時(shí)間為納秒級，反應(yīng)速度相當(dāng)迅速;6)綠色照明光源。LED是由無毒、無溶劑樹脂與密封材料制作而成。由于采用特殊的制作材料，LED等既沒有過多的熱量也沒有輻射，所以屬于典型的綠色照明光源;7)顏色。不同材質(zhì)的LED燈可以變幻出不同顏色的光。

3 LED驅(qū)動(dòng)器及其驅(qū)動(dòng)方式

LED燈具的額定電壓電流是低壓直流，在使用時(shí)就必須需要一個(gè)驅(qū)動(dòng)器把高壓交流的輸入電流轉(zhuǎn)換為LED適用的低壓直流電流，才能保證其正常運(yùn)行。所以在設(shè)計(jì)LED驅(qū)動(dòng)器時(shí)，必須使其具有高度的可靠性和工作效率來滿足電壓的負(fù)載量，使其使用壽命與LED的壽命相適配。當(dāng)前，LED驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)方式主要包括兩種：一是一個(gè)恒壓源供多個(gè)恒流源，每個(gè)恒流源單獨(dú)給每路LED供電;二是直接恒流供電，LED串聯(lián)或并聯(lián)運(yùn)行。第一種驅(qū)動(dòng)方式的主要特點(diǎn)是一路LED故障。不影響其他LED的工作，且組合形式具有較高的靈活性。第二種驅(qū)動(dòng)方式的特點(diǎn)則與第一種相反，不僅組合靈活性差，一旦某路LED發(fā)生故障，也會對其他路產(chǎn)生影響。

4 LED燈具的具體應(yīng)用舉例

基于LED強(qiáng)大無比的實(shí)用功能和藝術(shù)效果，其被廣泛地應(yīng)用于各種照明領(lǐng)域。下面將以車輛照明應(yīng)用為例，具體說明LED的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。由于白熾燈具有易損壞、壽命短、不耐震動(dòng)撞擊等缺點(diǎn)，而LED燈則具有使用壽命長、堅(jiān)固耐用等特點(diǎn)，所以被用作于汽車儀表板及其他照明部分。同時(shí)因?yàn)長ED照明系統(tǒng)響應(yīng)快，當(dāng)發(fā)生汽車追尾等情況時(shí)，它可以及早提醒司機(jī)剎車。因此，使用LED制造的中央后置高位剎車燈已成為汽車的標(biāo)準(zhǔn)件。

5、結(jié)論

LED作為第四代綠色照明電源，具有普通燈具無法比擬的優(yōu)勢，受到人們的一致認(rèn)可和好評，廣泛應(yīng)用于各種照明領(lǐng)域。通過本文對其照明系統(tǒng)的論述，使我們更加了解LED的相關(guān)知識，也認(rèn)識到其強(qiáng)大的現(xiàn)實(shí)價(jià)值.讓我們對其發(fā)展前景充滿了期待。隨著LED技術(shù)的發(fā)展與成熟。以及強(qiáng)大的優(yōu)勢，LED燈具必將成為未來燈具市場的主流產(chǎn)品，成為各項(xiàng)領(lǐng)域照明燈具的首選產(chǎn)品。

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