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发光二极管是什么意思

词条:『发光二极管』  
拼音:fā guāng èr jí guǎn

以上是发光二极管的词条读音等信息,下面是发光二极管的意思在词典中的详细解释。




◎ 详细解释
发光二极管

 拼音:fā guāng èr jí guǎn 

词条内容:发光二极管简称为LED。由镓(Ga)与砷(As)、磷(P)、氮(N)、铟(In)的化合物制成的二极管,当电子与空穴复合时能辐射出可见光,因而可以用来制成发光二极管。在电路及仪器中作为指示灯,或者组成文字或数字显示。磷砷化镓二极管发红光,磷化镓二极管发绿光,碳化硅二极管发黄光,铟镓氮二极管发蓝光。当给发光二极管加上正向电压后,从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子,在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合,产生自发辐射的荧光。砷化镓二极管发红光,磷化镓二极管发绿光,碳化硅二极管发黄光,氮化镓二极管发蓝光。因化学性质又分有机发光二极管OLED和无机发光二极管LED。
简介;发光二极管
发光二极管图册
发光二极管(LightEmittingDiode,LED),是一种半导体组件。初时多用作为指示灯、显示板等;随着白光LED的出现,也被用作照明。它被誉为21世纪的新型光源,具有效率高,寿命长,不易破损等传统光源无法与之比较的优点。加正向电压时,发光二极管能发出单色、不连续的光,这是电致发光效应的一种。改变所采用的半导体材料的化学组成成分,可使发光二极管发出在近紫外线、可见光或红外线的光。1955年,美国无线电公司(RadioCorporationofAmerica)的鲁宾•布朗石泰(RubinBraunstein)(1922年生)首次发现了砷化镓(GaAs)及其它半导体合金的红外放射作用。1962年,通用电气公司的尼克•何伦亚克(NickHolonyakJr.)(1928年生)开发出第一种实际应用的可见光发光二极管。
LED(Light Emitting Diode),发光二极管,是一种固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片,晶片的一端附在一个支架上,一端是负极,另一端连接电源的正极,使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成,一部分是P型半导体,在它里面空穴占主导地位,另一端是N型半导体,在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候,它们之间就形成一个“P-N结”。当电流通过导线作用于这个晶片的时候,电子就会被推向P区,在P区里电子跟空穴复合,然后就会以光子的形式发出能量,这就是LED发光的原理。而光的波长也就是光的颜色,是由形成P-N结的材料决定的。
行业趋势;发光二极管
发光二极管图册
据《中国LED照明产业市场前瞻与投资战略规划分析报告前瞻》分析认为,LED照明市场一直被认为是LED最重要、最具发展前景的应用。总体来看,宏观环境对于LED照明应用的发展非常有利,主要表现为:1)节能减排成为全球关注的议题并得到积极推进;2)传统光源技术成长缓慢,面临发展瓶颈;3)LED照明技术进步与成本不断降低,长期市场障碍已不大。
数据显示,2009年,全球LED路灯装置数量约250万盏,渗透率达到1%,2010年,全球LED路灯可达到450万盏,渗透率达到2%以上。报告预测全球LED路灯市场在2010年后将呈高速增长,2009至2013年复合增长率高达97.75%,至2013年,全球LED路灯市场规模达到21.59亿美元。
前瞻网LED照明行业研究小组分析认为,受“十城万盏”政策的推动,我国LED路灯市场将保持持续增长,至2013年我国LED路灯市场规模预计达到86.63亿元,占到全球市场规模的五成左右,成为全球最重要的LED路灯市场之一。
随着行业的继续发展,技术的飞跃突破,应用的大力推广,LED的光效也在不断提高,价格不断走低。新的组合式管芯的出现,也让单个LED管(模块)的功率不断提高。通过同业的不断努力研发,新型光学设计的突破,新灯种的开发,产品单一的局面也有望在进一步扭转。控制软件的改进,也使得LED照明使用更加便利。这些逐步的改变,都体现出了LED发光二极管在照明应用的前景广阔。
LED被称为第四代光源,具有节能、环保、安全、寿命长、低功耗、低热、高亮度、防水、微型、防震、易调光、光束集中、维护简便等特点,可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明等领域。
LED优点:电光转化效率高(接近100%)、绿色环保、寿命长(可达10万小时)、工作电压低(3V左右)、反复开关无损寿命、体积小、发热少、亮度高、坚固耐用、易于调光、色彩多样、光束集中稳定、启动无延时;
LED缺点:起始成本高、显色性差、大功率LED效率低、恒流驱动(需专用驱动电路)。 相比之下,各种传统照明存在一定的缺陷。
白炽灯:电光转化效率低(10%左右)、寿命短(1000小时左右)、发热温度高、颜色单一且色温低;
荧光灯:电光转化效率不高(30%左右)、危害环境(含汞等稀土元素,约3.5-5mg/只)、不可调亮度(低电压无法启辉发光)、紫外辐射、闪烁现象、启动较慢、稀土原料涨价(荧光粉占成本比重由10%上升到60~70%)、反复开关影响寿命;体积大。
高压气体放电灯:耗电量大、使用不安全、光效低、寿命短、散热问题,多用于室外照明。
洗牌在即;发光二极管
发光二极管图册
近年来,LED产业因为产业迅速扩张,市场规模迅速膨胀而被投资界所看好,然而,这种看上去一片欣欣向荣的繁荣景象,却令不少LED产业的行业巨头们感到深深的忧虑。有业内人士表示,目前大多数LED企业的下游客户赊账越来越多,付款周期越来越长,产业链上的欠款现象越来越严重。      
人民财经从近日在广州举行的“2013高工LED大会第二次CEO论坛”上了解到,过去两年,LED产业产能严重过剩,倒闭潮频频来袭。今年年初,随着LED照明市场打开,整条产业链上都一片欣欣向荣。尽管企业手上的订单骤增,但激烈的价格战几乎贯穿整条产业链上下游。      
高工LED产业研究所负责人、高工LED董事长张小飞甚至断言,未来五年,整个行业将面临产业大洗牌,非上市公司将会被基本淘汰或被整合。      
争议:未来五年行业诞生百亿级企业?      
2018年,会有一家LED企业能做到百亿么?就在11月25日举行的第二次CEO论坛上,包括飞利浦、勤上光电、清华同方、鸿利广电股份等20位LED行业掌舵领袖们竟然为这个问题打起了赌。  
据悉,G20-LED是创造性模仿国际G20峰会的模式,在整个产业链的上中下游各个细分领域选取国内外领先的,在理念、社会,对行业负责的一些人一起组成G20组织。      
观点基本上分为两派。      
飞利浦亚洲区市场总监周学军认为,在中国市场,飞利浦照明销售额60亿不到,雷氏也是仅有30亿,如果要销售额做到100亿,他对此表示质疑。他认为,未来的方向,飞利浦在日光灯领域的垄断性不会再出现。随着LED到来,它会比以前更小众化,它创造的机会可能在细分市场里面出现一些优秀的企业。“中国企业的水平都差不多,想要吃掉彼此,这是非常难的。”    
欧司朗中国区首席执行官艾小明却认为,在中国LED销售额超过100亿,这只是一个时间问题。从现在来看,2018年,市场有1000亿,100亿只是1/10。所以超过100亿是有可能,而且可能就是来自国内企业,如果在技术方面做好的话。因为任何一个产业,不可能像今天这么分散,最终是要集中的,形成产业整合,整合之后,就会出现100亿的企业。
身为论坛秘书长的张小飞表示赞同艾小明的观点,认为未来五年将会是新一轮产业大洗牌,大部分上游企业死亡,存活率仅有30%左右。中游企业1750家里面生存40%。而下游领域,整个LED照明企业死亡率超过50%,LED照明企业的比例将会超过传统照明的比例。招行业整合的力度来看,出现百亿级的企业并不难。      
台积固态照明总经理谭昌琳则表示,不可能出现100亿级的企业,因为它一天到晚在变,你投资这个自动化,明天可能就变了,所以整合才是最佳道路。不是产业上的整合,而是上下游技术的整合。      
预测未来五年非上市公司基本被淘汰      
事实上,行业整合的现象已经出现端倪。今年部分企业已经开始启动了企业的整合战略。德豪润达收购雷士照明,进行产业链上下游垂直整合;三安光电拟收购台湾璨圆光电以及美国流明,既有横向整合也有纵向整合。近日,利亚德宣布收购金达照明,希望借助后者的技术优势、项目经验、渠道资源及客户资源,加快公司LED照明业务板块的拓展。      
但在张小飞看来,2014年才是真正动手的一年,2013年是动嘴的一年。以LED销售为主的企业数量会达到最高峰,LED行业企业总数量也会达到最高峰,市场竞争开始非常激烈。部分企业会被整合和退出,渠道在流通领域省级和一二级城市市场的情况会比较清楚,但三四级城市和县镇级市场还是有进入的机会,企业开始找自己的细分市场。     
2015年是个节点,行业整合非常激烈,渠道建设会比较残酷,整个市场布局基本完毕。      
2016年,大批中下游企业退出,中下游的分化会特别明显,开始收拾整合后的战场。      
2017年,将是是决胜的一年,不一定都是做龙头,但是你要在某些细分市场站好自己的方向、占领好自己的空间,才能生存下来。      
2018年,达到市场基本供需平衡,即动态供需平衡,市场处于微调状态,但整合照明行业的市场规模开始缩小,新一轮的洗牌即将开始。      
“被洗牌企业,营业额在千万级别以下的大部分企业,未来生存的几率不大。非上市公司基本上被淘汰或整合,非上市公司,排除明年IPO开闸之后的上市公司。现在跟以往都不一样了,形势一直在变,国家的金融政策在变。非上市公司,我相信会有很多困难。”张小飞说。      
清华同方副总裁王良海对此持相同观点,他认为,从产业阶段来看,行业整合路线第一阶段是价格战,马上就要进入一个产品性能比比拼的时代,最后转入专利比拼。
价格战导致产业链欠钱严重      
参加论坛的与会人员还普遍认为,尽管今年LED照明市场整体产量处于快速上升通道,但产品价格下降过快,很多企业并没有从中真正获利。      
清华同方副总裁王良海指出,对上游企业来说,最大的问题是价格战,而价格战至少还有两年时间,他认为,采用价格战,一定是占领市场的最佳模式。“作为我来讲,现在能不能把芯片价格再卖贵一点。我也在尝试,但是看了之后,这是不可能的,还是要以市场的需求为主导,所以不可能提高价格。”      
不少与会人士反映,价格战也导致了企业资金链紧张。每个企业发现自己的客户下家欠自己的钱越来越多,连自己都越来越想欠上家供应商的钱,产业链上的欠款现象是越来越严重。     
“现在在供应链上,这是大家心里非常重要的一件事情,尤其是到了年底。”高工LED董事长张小飞道出了众企业所面临的缺钱窘境。张小飞说,他曾经访问一个公司,一个小时之内,有十个电话在讲:“兄弟,你凑一点钱给我,实在不行,一半也行。”      
专家:未来每个企业都有生存空间      
尽管大家对未来五年的行业整合做出了相同的判断,但都不约而同的表示看好市场前景,也看好自身的竞争力,表示将会加大对这个领域的投资力度。勤上光电副总祝炳忠指出,从第三季度起,公司利润已经出现好转,“渠道方面,我们会逐渐加大投入。其他各方面也会加大投入,未来趋势会保持得比较好。”广州鸿利光电董事长李国平则表示,后面会继续砸钱投资,购买并优化设备,取得规模优势,以降低整体成本,获得更好利润。      
根据高工LED产业研究所日前所发布的报告称,今年第四季度LED产业整体产值将增长20%左右,而全年L3D室内照明产值将同比去年增长110%。预计明年,尽管LED室内照明产值技术在逐年加大,但产值增速仍将维持在60%左右。      
广东省照明电器协会副秘书长刘俊对此分析认为,未来整体市场规模还是增长上扬的,但是比较残酷,很多企业会被淘汰。这就像个蛋糕,越做越大,也会有大鱼吃小鱼,快鱼吃慢鱼,这都是市场正常现象。他强调,目前大家普遍讨论比较多的是LED照明是否存在产能过剩,他认为这种过剩是种结构性过剩。      
目前因为换届结束,地方政府格局明显,因此大量路灯要替换,未来五年中国有几百万甚至上千万盏路灯要换,这是一个有近千亿的市场规模。但普遍用EMC或BT方式,现金采购不多,因此对企业要求很高。      
至于LED企业CEO们的这个赌局,厦门大学电子科学系教授、厦门市LED促进中心理事长何开钧表示,2018年,肯定有企业可以做到100亿。他认为,LED是一个创新的行业,它现在的部门行业领域太多,所以需要不断的创新。创新型的企业会不断的增多,中国的LED照明企业2/3都是小企业,百亿级的企业不可能是飞利浦、欧司朗。飞利浦在中国,那种日光灯管的时代不会有了,所以中国LED照明的小企业大有机会。若一直说要做大企业,这个导向就错了。      
“中国梦是每个人,每个企业都有生存空间,都去创新,以后未来网络下的分散性的小公司最有生存、最有创新性,不要梦想做飞利浦。”何教授希望能把这句话传达给所有中小企业。
原理;LED电路图
LED电路图图册
发光二极管是一种特殊的二极管。和普通的二极管一样,发光二极管由半导体芯片组成,这些半导体材料会预先通过注入或掺杂等工艺以产生pn结结构。与其它二极管一样,发光二极管中电流可以轻易地从p极(阳极)流向n极(负极),而相反方向则不能。两种不同的载流子:空穴和电子在不同的电极电压作用下从电极流向pn结。当空穴和电子相遇而产生复合,电子会跌落到较低的能阶,同时以光子的方式释放出能量。它所发出的光的波长,及其颜色,是由组成pn结的半导体物料的禁带能量所决定。由于硅和锗是间接禁带材料,在这些材料中电子与空穴的复合是非辐射跃迁,此类跃迁没有释出光子,所以硅和锗二极管不能发光。发光二极管所用的材料都是直接禁带型的,这些禁带能量对应着近红外线、可见光、或近紫外线波段的光能量
在发展初期,采用砷化镓(GaAs)的发光二极管只能发出红外线或红光。随着材料科学的进步,人们已经制造出可发出更短波长的、各种颜色的发光二极管。
以下是传统发光二极管所使用的无机半导体物料和所它们发光的颜色:
铝砷化稼(AlGaAs)-红色及红外线
铝磷化稼(AlGaP)-绿色
aluminiumgalliumindiumphosphide(AlGaInP)-高亮度的橘红色,橙色,黄色,绿色
磷砷化稼(GaAsP)-红色,橘红色,黄色
磷化稼(GaP)-红色,黄色,绿色
氮化镓(GaN)-绿色,翠绿色,蓝色
铟氮化稼(InGaN)-近紫外线,蓝绿色,蓝色
碳化硅(SiC)(用作衬底)-蓝色
硅(Si)(用作衬底)-蓝色(开发中)
蓝宝石(Al2O3)(用作衬底)-蓝色
zincselenide(ZnSe)-蓝色
钻石(C)-紫外线
氮化铝(AlN),aluminiumgalliumnitride(AlGaN)-波长为远至近的紫外线
光种区别;发光二极管
发光二极管图册
用GaN形成的蓝光LED1993年,当时在日本NichiaCorporation(日亚化工)工作的中村修二(ShujiNakamura)发明了基于宽禁带半导体材料氮化稼(GaN)和铟氮化稼(InGaN)的具有商业应用价值的蓝光LED,这类LED在1990
年代后期得到广泛应用。理论上蓝光LED结合原有的红光LED和绿光LED可产生白光,但现在的白光LED却很少是这样造出来的。
现时生产的白光LED大部分是通过在蓝光LED(near-UV,波长450nm至470nm)上覆盖一层淡黄色荧光粉涂层制成的,这种黄色磷光体通常是通过把掺了铈的YttriumAluminumGarnet(Ce3+:YAG)晶体磨成粉末后混和在一种稠密的黏合剂中而制成的。当LED芯片发出蓝光,部分蓝光便会被这种晶体很高效地转换成一个光谱较宽(光谱中心约为580nm)的主要为黄色的光。(实际上单晶的掺Ce的YAG被视为闪烁器多于磷光体。)由于黄光会刺激肉眼中的红光和绿光受体,再混合LED本身的蓝光,使它看起来就像白色光,而其的色泽常被称作“月光的白色”。这种制作白光LED的方法是由NichiaCorporation所开发并从1996年开始用在生产白光LED上。若要调校淡黄色光的颜色,可用其它稀土金属铽或钆取代Ce3+:YAG中掺入的铈(Ce),甚至可以以取代YAG中的部份或全部铝的方式做到。
而基于其光谱的特性,红色和绿色的对象在这种LED照射下看起来会不及阔谱光源照射时那么鲜明。
另外由于生产条件的变异,这种LED的成品的色温并不统一,从暖黄色的到冷的蓝色都有,所以在生产过程中会以其出来的特性作出区分。
另一个制作的白光LED的方法则有点像日光灯,发出近紫外光的LED会被涂上两种磷光体的混合物,一种是发红光和蓝光的铕,另一种是发绿光的,掺杂了硫化锌(ZnS)的铜和铝。但由于紫外线会使黏合剂中的环氧树脂裂化变质,所以生产难度较高,而寿命亦较短。与第一种方法比较,它效率较低而产生较多热(因为StokesShift前者较大),但好处是光谱的特性较佳,产生的光比较好看。而由于紫外光的LED功率较高,所以其效率虽比较第一种方法低,出来的亮度却相若。
最新一种制造白光LED的方法没再用上磷光体。新的做法是在硒化锌(ZnSe)基板上生长硒化锌的磊晶层。通电时其活跃地带会发出蓝光而基板会发黄光,混合起来便是白色光。
其它颜色;近期开发出来的LED颜色包括粉红色和紫色,都是在蓝光LED上覆盖上一至两层的磷光体造成。粉红色LED用的第一层磷光体能发黄光,而第二层则发出橙色或红色光。而紫色LED用的磷光体发橙色光。另外一些粉红色LED的制造方法则存在一定的问题,例如有些粉红
色LED是在蓝光LED涂上荧光漆或指甲油,但它们有机会剥落;而有些则用上白光LED加上粉红色磷光体或染料,可是在短时间内颜色会褪去。
价钱方面,紫外线、蓝色、纯绿色、白色、粉红色和紫色LED是较红色、橙色、绿色、黄色、红外线LED贵的,所以前者在商业用途上比较逊色。
发光二极管是封装在塑料透镜内的,比使用玻璃的灯泡或日光灯更坚固。而有时这些外层封装会被上色,但这只是为了装饰或增加对比度,实质上并不能改变发光二极管发光的颜色。
发光二极管 - 有机发光二极管,OLED
结合蓝色、黄绿(草绿)色,以及高亮度的红色LED等三者的频谱特性曲线,三原色在FWHM频谱中的频宽约24奈米—27奈米。主条目:有机发光半导体
有机发光二极管所用的物料是处结晶状态有机分子或高分子材料,而由后者制成的LED具有可弯曲的特性。和传统的发光二极管相比,OLED的亮度更高,将来可望应用于制造平价可弯曲显示屏、照明设备、发光衣或装饰墙壁。2004年开始,OLED已广泛应用于随身MP3播放器。
发光二极管 - 参数效率
一般最常见的LED工作功率都是设定于30至60毫瓦电能以下。在1999年开始引入了可以在1瓦电力输入下连续使用的商业品级LED。这些LED都以特大的半导体芯片来处理高电能输入的问题,而那半导体芯片都是固定在金属铁片上,以助散热。在2002年,在市场上开始有5瓦的LED的出现,而其效率大约是每瓦18至22流明。
2003年九月,Cree,Inc.公司展示了其新款的蓝光LED,在20毫安下达到35%的照明效率。他们亦制造了一款达65流明每瓦的白光LED商品,这是当时市场上最光的白光LED。在2005年他们展示了一款白光LED原型,在350毫安工作环境下,创下了每瓦70流明的记录性效率。
今天,OLED的工作效率比起一般的LED低得多,最高的都只是在10%左右。但OLED的生产成本低得多,例如可以用简单的印制方法将特大的OLED数组安放在屏幕上,用以制造彩色显示屏。
散热方法;LED电路图
LED电路图图册
目前LED 的发光效率还是比较低, 从而引起结温升高,寿命降低。为了降低结温以提高寿命就必须十分重视散热的问题。LED 的散热设计必须从芯片开始一直到整个散热器,每一个环节都要给于充分的注意。任何一个环节设计不当都会引起严重的散热问题。
微槽群相变冷却技术是依靠技术手段(如设备结构:微槽等手段)把密闭循环的冷却介质(若介质为水)变为纳米数量级的水膜,水膜越薄,遇热蒸发能力越强,潜热交换能力越强,大功率电子器件的热量被蒸气带走。
冷却器的组成:系统主要由四部分组成,即取热器、冷凝器、输送管路、取热介质(如水、乙醇等)。
工作原理:在毛细微槽群复合相变取热器内表面加工许多微槽道,形成微槽群结构,利用微细尺度复合相变强化换热机理,实现在狭小空间内,对小体积的高热流密度及大功率的器件的高效率地取热。毛细微槽群复合相变取热器取出的热量由蒸汽经蒸汽回路输运到远程的高效微结构凝结器中,在微结构冷凝器内微细尺度凝结槽群结构表面上进行高强度微尺度蒸汽凝结放热。冷凝器凝结所释放的热量可迅捷地扩散到微细尺度凝结槽群结构表面,并经壁面向外传导到微结构冷凝器的外壁的肋表面上,通过与外界环境进行对流换热将热量释放到环境中去。凝结液通过凝结液体回路,在压力梯度作用流回到微槽群复合相变取热器。从而实现系统自身取热与放热的高效率、无功耗的封闭循环,达到器件冷却的目的。微槽群复合相变取热器的取热面与电力电子器件紧密接触,其内表面刻有许多复合相变微槽道,集成为复合相变微槽群。微槽群复合相变取热器中有少量的具有一定汽化潜热的液体工质。液体工质在微槽群自身结构所形成的毛细压力梯度的作用下沿微槽流动,同时在微槽中形成扩展弯月面薄液膜蒸发和厚液膜核态沸腾的高强度微细尺度复合相变强化换热过程,使液体工质变成蒸汽,利用汽化潜热带走电力电子器件工作时产生的巨大热量,从而将器件的工作温度降低并控制在理想的范围内。微槽群复合相变冷却系统由小尺寸取热元件(微槽群复合相变取热器)、热量及流体输运管路、远程放热元件(远程微结构凝结器)部分构成。其中,热量及流体输运管路包括输运热量的蒸汽回路和输运凝结液的凝结液回路两部分,分别将微槽群复合相变取热器和远程微结构凝结器连接起来,形成一个对外封闭的微负压循环系统。微槽群复合相变取热器取出的巨大热量由蒸汽在系统的蒸发与凝结压差作用下经蒸汽回路输运到远程微结构凝结器中,在微结构凝结器内腔中的微细尺度凝结槽群结构表面上进行高强度微尺度蒸汽凝结放热。蒸汽凝结所释放的热量由微细尺度凝结槽群结构表面经壁面向外传导到微结构凝结器外壁的肋表面上或外壁上的冷却水通道群中(注:微结构凝结器壁面将外界环境和冷却水与微结构凝结器内部隔开,外界环境和冷却水与微结构凝结器中的凝结液不接触),通过与外界环境进行的空气(自然或强制)对流换热或与冷却水通道群中的冷却水进行单相强制对流换热,最终散失到外界环境中。而凝结液则通过凝结液回路,借助于重力和系统微细尺度槽群结构所产生的压力梯度作用,流回到微槽群复合相变取热器中。从而整个系统按照由微槽群复合相变取热器、蒸汽回路、远程微结构凝结器、凝结液回路再回到微槽群复合相变取热器的顺序形成一个具有工质单向性流动的、液-汽-液相变取热和放热模式的无功耗循环(被动式循环),达到使发热的大功率电力电子器件冷却的目的。
发光二极管 - 光衰原因
导致LED光衰主要有以下因素。
一、LED产品本身品质问题:
1、采用的LED芯片体质不好,亮度衰减较快。
2、生产工艺存在缺陷,LED芯片散热不能良好的从PIN脚导出,导致LED芯片温度过高使芯片衰减加剧。
二、使用条件问题:
1、LED为恒流驱动,有部分LED采用电压驱动原因使LED衰减过来。
2、驱动电流大于额定驱动条件。
三个影响LED灯具质量光衰的因素
首先,选择什么样的LED白灯;
其次,LED灯珠工作环境温度;
再次,LED灯珠的工作电性参数设计。
高功率白光LED散热与寿命问题改善设计
可见光的光谱和LED白光的关系
众所周之,可见光光谱的波长范围为380nm~760nm,是人眼可感受到的七色光——红、橙、黄、绿、青、蓝、紫,但这七种颜色的光都各自是一种单色光。例如LED发的红光的峰值波长为565nm。在可见光的光谱中是没有白色光的,因为白光不是单色光,而是由多种单色光合成的复合光,正如太阳光是由七种单色光合成的白色光,而彩色电视机中的白色光也是由三基色红、绿、蓝合成。由此可见,要使LED发出白光,它的光谱特性应包括整个可见的光谱范围。但要制造这种性能的LED,在目前的工艺条件下是不可能的。根据人们对可见光的研究,人眼睛所能见的白光,至少需两种光的混合,即二波长发光(蓝色光+黄色光)或三波长发光(蓝色光+绿色光+红色光)的模式。上述两种模式的白光,都需要蓝色光,所以摄取蓝色光已成为制造白光的关键技术,即当前各大LED制造公司追逐的“蓝光技术”。目前国际上掌握“蓝光技术”的厂商仅有少数几家,所以白光LED的推广应用,尤其是高亮度白光LED在我国的推广还有一个过程。
白光LED的工艺结构和白色光源
对于一般照明,在工艺结构上,白光LED通常采用两种方法形成,第一种是利用“蓝光技术”与荧光粉配合形成白光;第二种是多种单色光混合方法。这两种方法都已能成功产生白光器件。
白光LED照明新光源的应用前景。 为了说明白光LED的特点,先看看目前所用的照明灯光源的状况。白炽灯和卤钨灯,其光效为12~24流明/瓦;荧光灯和HID灯的光效为50~120流明/瓦。对白光LED:在1998年,白光LED的光效只有5流明/瓦,到了1999年已达到15流明/瓦,这一指标与一般家用白炽灯相近,而在2000年时,白光LED的光效已达25流明/瓦,这一指标与卤钨灯相近。2012年,白光LED的光效已达120流明/瓦,白光LED作家用照明光源开始推广普及。预计到2020年时,LED的光效可望达到200流明/瓦。
普通照明用的白炽灯和卤钨灯虽价格便宜,但光效低(灯的热效应白白耗电),寿命短,维护工作量大,但若用白光LED作照明,不仅光效高,而且寿命长(连续工作时间10000小时以上),几乎无需维护。目前,德国Hella公司利用白光LED开发了飞机阅读灯;澳大利亚首都堪培拉的一条街道已用了白光LED作路灯照明;我国的城市交通管理灯也正用白光
ED取代早期的交通秩序指示灯。可以预见不久的将来,白光LED定会进入家庭取代现有的照明灯。
LED光源具有使用低压电源、耗能少、适用性强、稳定性高、响应时间短、对环境无污染、多色发光等的优点,虽然价格较现有照明器材昂贵,仍被认为是它将不可避免地现有照明器件。
高功率白光LED散热与寿命问题改善设计
高功率白光LED应用于日常照明用途,其实在环保光源日益受到重视后,已经成为开发环保光源的首要选择。但实际上白光LED仍有许多技术上的瓶颈尚待克服,目前已有相关改善方案,用以强化白光LED在发光均匀性、封装材料寿命、散热强化等各方面设计瓶颈,进行重点功能与效能之改善。
环保光源需求增加 高功率白光LED应用出线
LED光源受到青睐的主因,不外乎产品寿命长、光电转换效率高、材料特性可在任意平面进行嵌装等特性。但在发展日常照明光源方面,由于需达到实用的“照明”需求,原以指示用途的LED就无法直接对应照明应用,必须从芯片、封装、载板、制作技术与外部电路各方面进行强化,才能达到照明用途所需的高功率、高亮度照明效用。
就市场需求层面观察,针对照明应用市场开发的白光LED,可以说是未来用量较高的产品项目,但为达到使用效用,白光LED必须针对照明应用进行重点功能改善。其一是针对LED芯片进行强化,例如,增加其光-电转换效率,或是加大芯片面积,让单个LED的发光量(光通量)达到其设计极限。其二,属于较折衷的设计方案,若在持续加大单片LED芯片面积较困难的前提下,改用多片LED芯片封装在同一个光源模组,也是可以达到接近前述方法的实用技术方案。
以多芯片封装满足低成本、高亮度设计要求
就产业实务需求检视,碍于量产弹性、设计难度与控制产品良率/成本问题,LED芯片持续加大会碰到成本与良率的设计瓶颈。一昧的加大芯片面积可能会碰到的设计困难,并非技术上与生产技术办不到,而是在成本与效益考量上,大面积之LED芯片成本较高,而且对于实际制造需求的变更设计弹性较低。
反而是利用多片芯片的整合封装方式,让多片LED小芯片在载板上的等距排列,利用打线连接各芯片、搭配光学封装材料的整体封装,形成一光源模组产品,而多片封装可以在进行芯片测试后,利用二次加工整合成一个等效大芯片的光源模组,但却在制作弹性上较单片设计LED光源用元件要更具弹性。
同时,多片之LED芯片模组解决方案,其生产成本也可因为芯片成本而大幅降低,等于在获得单片式设计方案同等光通量下,拥有成本更低的开发选项。
多芯片整合光源模组 仍需考量成本效益最大化
另一个发展方向,是将LED芯片面积持续增大,透过大面积获得高亮度、高光通量输出效果。但过大的LED芯片面积也会出现不如设计预期之问题,常见的改进方案为修改复晶的结构,在芯片表面进行制作改善;但相关改善方案也容易影响芯片本身的散热效率,尤其在光源应用的LED模组,大多要求在高功率下驱动以获得更高的光通量,这会造成芯片进行发光过程中芯片接面所汇集的高热不容易消散,影响模组产品的应用弹性与主/被动散热设计方案。
一般设计方案中,据分析采行7mm2的芯片尺寸,其发光效率为最佳,但7mm2大型芯片在良率与光表现控制较不易,成本也相对较高;反而使用多片式芯片,如4片或8片小功率芯片,进行二次加工于载板搭配封装材料形成一LED光源模组,是较能快速开发所需亮度、功率表现之LED光源模组产品的设计方案。
例如Philips、OSRAM、CREE等光源产品制造商,就推出整合4、8片或更多小型LED芯片封装之LED光源模组产品。但这类利用多片LED芯片架构的高亮度元件方案也引起了一些设计问题,例如:多颗LED芯片组合封装即必须搭配内置绝缘材料,用以避免各别LED芯片短路现象;这样的制程相对于单片式设计多了许多程序,因此即使能较单片式方案节省成本,也会因额外绝缘材料制程而缩小了两种方案的成本差距。
应用芯片表面制程改善 也可强化LED光输出量
除了增加芯片面积或数量是最直接的方法外,也有另一种针对芯片本身材料特性的发光效能改善。例如,可在LED蓝宝石基板上制作不平坦的表面结构,利用此一凹凸不规则之设计表面强化LED光输出量,即为在芯片表面建立Texture表面结晶架构。
OSRAM即有利用此方案开发Thin GaN高亮度产品,于InGaN层先行形成金属膜材质、再进行剥离制程,使剥离后的表面可间接获得更高的光输出量!OSRAM号称此技术可以让相同的芯片获得75%光取出效率。
另一方面,日本OMRON的开发思维就相当不同,一样是致力榨出芯片的光取出效率,OMRON即尝试利用平面光源技术,搭配LENS光学系统为芯片光源进行反射、引导与控制,针对传统炮弹型封装结构的LED产品常见的光损失问题,进一步改善其设计结构,利用双层反射效果进而控制与强化LED的光取出量,但这种封装技术相对更为复杂、成本高,因此大多仅用于LCD TV背光模组设计。
LED照明应用仍须改善元件光衰与寿命问题
如果期待LED光源导入日常照明应用,其应用需克服的问题就会更多!因为日常照明光源会有长时间使用之情境,往往一开启就连续用上数个小时、甚至数十小时,那长时间开启的LED将会因为元件的高热造成芯片的发光衰减、寿命降低现象,元件必须针对热处理提出更好的方案,以便于减缓光衰问题过早发生,影响产品使用体验。
LED光源导入日常应用的另一大问题是,如传统使用的萤光灯具,使用超过数十小时均可维持相同的发光效率,但LED就不同了。因为LED发光芯片会因为元件高热而导致其发光效率递减,且此一问题不管在高功率或低功率LED皆然,只是低功率LED多仅用于指示性用途,对使用者来说影响相当小;但若LED作为光源使用,其光输出递减问题会在为提高亮度而加强单颗元件的驱动功率下越形加剧,一般会在使用过几小时后出现亮度下滑,必须进行散热设计改善才能达到光源应用需求。
LED封装材料需因应高温、短波长光线进行改善
在光源设计方案中,往往会利用增加驱动电流来换取LED芯片更高的光输出量,但这会让芯片表面在发光过程产生的热度持续增高,而芯片的高温考验封装材料的耐用度,连续运行高温的状态下会致使原具备高热耐用度的封装材料出现劣化,且材料劣化或质变也会进一步造成透光度下滑,因此在开发LED光源模组时,亦必须针对封装材料考量改用高抗热材质。
增加LED光源模组元件散热方法相当多,可以从芯片、封装材料、模组之导热结构、PCB载板设计等进行重点改善。例如,芯片到封装材料之间,若能强化散热传导速度,快速将核心热源透过封装材料表面逸散也是一种方法。或是由芯片与载板间的接触,直接将芯片核心高热透过材料的直接传导热源至载板逸散,进行LED芯片高热的重点改善。此外,PCB采行金属材料搭配与LED芯片紧贴组装设计,也可因为减少热传导的热阻,达到快速散逸发光元件核心高热的设计目标。
另在封装材料方面,以往LED元件多数采环氧树脂进行封装,其实环氧树脂本身的耐热性并不高,往往LED芯片还在使用寿命未结束前,环氧树脂就已经因为长时间高热运行而出现劣化、变质的变色现象,这种状况在照明应用的LED模组设计中,会因为芯片高功率驱动而使封装材料劣化的速度加快,甚至影响元件的安全性。
不只是高热问题,环氧树脂这类塑料材质,对于光的敏感度较高,尤其是短波长的光会让环氧树脂材料出现破坏现象,而高功率的LED光源模组,其短波长光线会更多,对材料恶化速度也会有加剧现象。
针对LED光源应用设计方案,多数业者大多倾向放弃环氧树脂封装材料,改用更耐高温、抗短波长光线的封装材料,例如矽树脂即具备较环氧树脂更高的抗热性,且在材料特性方面,矽树脂可达到处于150~180°C环境下仍不会变色的材料优势。
此外,矽树脂亦可分散蓝色光与紫外线,矽树脂可以抑制封装材料因高热或短波长光线的材料劣化问题,减缓封装材料因为变质而导致透光率下滑问题。而就LED光源模组来说,矽树脂也有延长LED元件使用寿命优点,因为矽树脂本身抗高热与抗短波长光线优点,在封装材料可抵御LED长时间使用产生的持续高热与光线照射,材料的寿命相对长许多,也可让LED元件有超过4万小时的使用寿命。
LED应用中必须知道的注意事项
LED有着独特的优势,但LED是一种脆弱性的半导体产品,所以我们在用LED产品的时候要格外小心,现在给大家总结一些LED使用注意事项,在使用的过程中请高度重视。
(一)应使用直流电源供电
有些生产厂家为了降低产品成本采用“阻容降压”方式给LED产品供电,这样会直接影响LED产品的寿命。采用专用开关电源(最好是恒流源)给LED产品供电就不会影响产品的使用寿命,但产品成本相对较高。
(二)须做好防静电措施
LED产品在加工生产的过程中要采用一定的防静电措施,如:工作台要接地,工人要穿防静电服装,带防静电环,以及带防静电手套等,有条件的可以安装防静电离子风机,同时也要保证车间的湿度在65%左右,以免空气过于干燥产生静电,尤其是绿色LED相对而言更容易被静电损坏。另外,不同质量档次的LED抗静电能力也不一样,质量档次高的LED抗静电能力要强一些。可能有很多的朋友对静电不是很了解,我在这里再详细的介绍一下静电的知识: 静电的实质是存在剩余电荷。电荷是所有的有关静电现象本质方面的物理量,英文叫ESD。
电位、电场、电流等有关的量都是由于电荷的存在或电荷的移动而产生的物理量。很多静电问题都是由于人们没有ESD意识而造成的,即使现在也有很多人怀疑ESD会对电子产品造成损坏。这是因为大多数ESD损害发生在人的感觉以下,因为人体对静电放电的感知电压约为3KV,而许多电子元件在几百伏甚至几十伏时就会损坏,通常电子器件被ESD损坏后没有明显的界限,把元件安装在PCB上以后再检测,结果出现很多问题,分析也相当困难。特别是潜在损坏,即使用精密仪器也很难测量出其性能有明显的变化,所以很都电子工程师和设计人员都怀疑ESD,近年但实验证实,这种潜在损坏在一定时间以后,电子产品的可靠性明显下降。
(三)LED的温度
要注意温度的升高会使LED内阻变小 当外界环境温度升高后,LED光源内阻会减小,若使用稳压电源供电会造成LED工作电流升高,当超过其额定工作电流后,会影响LED产品的使用寿命,严重的将使LED光源“烧坏”,因此最好选用恒流源供电,以保证LED的工作电流不受外界温度的影响。LED温度也是影响LED寿命的最重要的因素.请大家引起重视。
(四)LED产品的密封
不管是什么LED产品,只要应用于室外,都面临着防水、防潮的密封问题,如果处理不好就会直接影响LED产品的使用寿命。现在有少部分对产品质量要求比较高的生产厂家采用传统的环氧树脂“浇灌”的方法来密封LED产品,这种方法操作起来比较麻烦,对于体积较大的LED产品不是很适合,也会造成产品的重量增加。
(五)LED的电流不能超过LED的IF电流
过流的工作会使LED寿命很快下降,如果超出过来,就会马上把LED烧坏。
(六)LED折角须注意
LED在弯角或折角时请不要离胶体太近,应与胶体保持2mm以上的距离,否则会使LED胶体里面支架与金线分离,弯角在同一处的折叠次数不能超过三次,拐角弯成90°,再回到原位置为1次
(七)焊接温度
焊接溫度在260℃左右,时间控制在5S以內,焊接点离胶体底部在2.5mm以上,电烙铁一定要接地,绝对不充许带电焊接LED。
性能要求;LED电路图
LED电路图图册
1.高可靠性特别像LED路灯的驱动电源,装在高空,维修不方便,维修的花费也大。
2.高效率LED是节能产品,驱动电源的效率要高。对于电源安装在灯具内的结构,尤为重要。因为LED的发光效率随着LED温度的升高而下降,所以LED的散热非常重要。电源的效率高,它的耗损功率小,在灯具内发热量就小,也就降低了灯具的温升。对延缓LED的光衰有利。
3.高功率因素功率因素是电网对负载的要求。一般70瓦以下的用电器,没有强制性指标。虽然功率不大的单个用电器功率因素低一点对电网的影响不大,但晚上大家点灯,同类负载太集中,会对电网产生较严重的污染。对于30瓦~40瓦的LED驱动电源,据说不久的将来,也许会对功率因素方面有一定的指标要求。
4.驱动方式通行的有两种:其一是一个恒压源供多个恒流源,每个恒流源单独给每路LED供电。这种方式,组合灵活,一路LED故障,不影响其他LED的工作,但成本会略高一点。另一种是直接恒流供电,LED串联或并联运行。它的优点是成本低一点,但灵活性差,还要解决某个LED故障,不影响其他LED运行的问题。这两种形式,在一段时间内并存。多路恒流输出供电方式,在成本和性能方面会较好。也许是以后的主流方向。
5.浪涌保护LED抗浪涌的能力是比较差的,特别是抗反向电压能力。加强这方面的保护也很重要。有些LED灯装在户外,如LED路灯。由于电网负载的启甩和雷击的感应,从电网系统会侵入各种浪涌,有些浪涌会导致LED的损坏。因此LED驱动电源要有抑制浪涌的侵入,保护LED不被损坏的能力。
6.保护功能电源除了常规的保护功能外,最好在恒流输出中增加LED温度负反馈,防止LED温度过高。
7.防护方面灯具外安装型,电源结构要防水、防潮,外壳要耐晒。
8.驱动电源的寿命要与LED的寿命相适配。
9.要符合安规和电磁兼容的要求。
错误方式;最共同的方式为LEDs(和二极管lasers)失败是逐渐降低效率光输出和损失。但是,突然的失败可能发生当活跃区域的退化well.The机制,辐射性再结合发生,介入脱臼生核和成长;这要求一个现有的瑕疵的出
现在水晶和被热、高电流密度,和散发的光加速。砷化镓和铝砷化镓是易受这个机制比砷化镓磷化物、铟砷化镓磷化物,和铟磷化物。
由于活跃地区、镓氮化物和铟镓氮化物的不同的物产是实际上厚脸皮的对这种瑕疵;但是,高电流密度可能导致原子的电移在活跃地区,导致脱臼和点瑕疵诞生,作为nonradiative再结合中心和导致热外面代替光。致电离辐射可能导致创作的这样瑕疵,导致问题以辐射硬化电路包含LEDs(即在optoisolators里)。
早期的红色LEDs经常是著名的至于他们短的lifetime.WhiteLEDs使用一个或更多黄磷。黄磷倾向于贬低以热并且年龄,丢失的效率和导致变化在导致的光color.High电流上在被举起的温度可能导致金属原子扩散从电极入活跃区域。
一些材料,著名地铟罐子氧化物和银,是依于电移。在某些情况下,特别是与GaN/InGaN二极管,障碍金属层数使用妨害电移作用。机械重音,高潮流,并且腐蚀性环境可能导致颊须的形成,导致短的circuits.High力量LEDs是易受当前拥挤,电流密度的nonhomogenous发行在连接点。
这也鸟伬P地方化的热点的创作,形成热量逃亡风险。Nonhomogenities在基体,导致导热性地方化的损失,加重情况;最共同那些是空隙由电移作用和Kirkendall无效造成由残缺不全焊接,或。热量逃亡是LEDfailures.Laser二极管的同道会也闭O依于灾难光学损伤,当光输出超出一个重要水平并且熔化塑料包裹facet.Some材料倾向于染黄当服从对热的起因,导致部份效率吸收(和因此损失)受影响的wavelengths.Sudden失败由热量重音经常造成。
使用LED的权衡考虑
近看一颗典型的LED,可以看到其内部结构。不同于白炽电灯泡,白炽灯不管电流的极性,但LED有单向导电性。当电流从p-n结方向正向流动时,成为正向偏置。
如果电流是反向流过PN结,称为反向偏置,只能通过很少的电流,并且不会发光。LED可能接在交流电中使用,但他们只会点亮正面电压,导致LED转动断断续续闪动,以AC的频率闪亮。
发光二极管 - 应用列表
其中一些应用在以下文本进一步详尽阐述。
发光二极管
发光二极管图册
LEDs使用作为情报显示以嵌入系统的各种各样的类型:
Status显示
continuity显示在紧急车的Light酒吧。
Thin,轻量级信息显示在机场和火车站和当火车、公共汽车、电车和轮渡的目的地显示。
Red或黄色LEDs在必须保留夜视的环境里用于显示和字母数字显示器:飞机座舱、潜水艇和航运船桥,天文观测所,和领域的,即夜间动物观看和军事野外使用。
Red、黄色、绿色和蓝色LEDs可以为模型铺铁路的应用使用
to传送数字信息:电视的,录象机等等Remote控制,使用红外LEDs。
In光纤通信。
红色或黄色LEDs在必须保留夜视的环境里用于显示和字母数字显示器:飞机座舱、潜水艇和航运船桥,天文观测所,和领域的,即夜间动物观看和军事野外使用。
Red、黄色、绿色和蓝色LEDs可以为模型铺铁路的应用使用
to传送数字信息:
电视的,录象机等等Remote控制,使用红外LEDs。 
In光纤通信。
In显示的消息点矩阵安排。
In交通信号,LED群替换色的白炽电灯泡。
Movement传感器,例如,在光学计算机老鼠
照明应用;作为替换的[1] s用于白炽光电灯泡和日光灯叫作固体照明设备(SSL)-被包装,一起被编组的白色LEDs群形成一个光源(被生动描述)。LEDs是适度地高效率的:平均商务SSL当前输出每瓦特32流明(lm/W)和新技术许诺交付80lm/W。长的终身LEDs使SSL非常有吸引力。他们比白炽光电灯泡和荧光灯管也更加机械上健壮的。目前,固体照明设备不是可用的为家庭使用,不要求在家庭应用的电源转换,并且不是相对地昂贵的,虽然费用是越来越少的。然而LED手电已经变得广泛可用。
发光二极管 - 分类
一、按发光管发光颜色
按发光管发光颜色分,可分成红色、橙色、绿色(又细分黄绿、标准绿和纯绿)、蓝光等。另外,有的发光二极管中包含二种或三种颜色的芯片。
根据发光二极管出光处掺或不掺散射剂、有色还是无色,上述各种颜色的发光二极管还可分成有色透明、无色透明、有色散射和无色散射四种类型。散射型发光二极管和达于做指示灯用。
二、按发光管出光面特征
按发光管出光面特征分圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等。圆形灯按直径分为φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等。国外通常把φ3mm的发光二极管记作T-1;把φ5mm的记作T-1(3/4);把φ4.4mm的记作T-1(1/4)。
由半值角大小可以估计圆形发光强度角分布情况。从发光强度角分布图来分有三类:
(一)高指向性。一般为尖头环氧封装,或是带金属反射腔封装,且不加散射剂。半值角为5~20或更小,具有很高的指向性,可作局部照明光源用,或与光检出器联用以组成自动检测系统。
(二)标准型。通常作指示灯用,其半值角为20~45。
(三)散射型。这是视角较大的指示灯,半值角为45~90或更大,散射剂的量较大。
三、按发光二极管的结构
按发光二极管的结构分有全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等结构。
四、按发光强度和工作电流
按发光强度和工作电流分有普通亮度的LED(发光强度<;10mcd);超高亮度的LED(发光强度>100mcd);把发光强度在10~100mcd间的叫高亮度发光二极管。
一般LED的工作电流在十几mA至几十mA,而低电流LED的工作电流在2mA以下(亮度与普通发光管相同)。
除上述分类方法外,还有按芯片材料分类及按功能分类的方法。
发光二极管 - 应用缺点
散热问题,如果散热不佳会大幅缩短寿命。
低端LED灯的省电性还是低于节能灯(冷阴极管,CCFL)。
初期购买成本较高。
因LED光源方向性很强,灯具设计需要考虑LED特殊光学特性。
历史发展;50年前人们已经了解半导体材料可产生光线的基本知识,1962年,通用电气公司的尼克•何伦亚克(NickHolonyakJr.)开发出第一种实际应用的可见光发光二极管。LED是英文light emitting diode(发光二极管)的缩写,它的基本结构是一块电致发光的半导体材料,置于一个有引线的架子上,然后四周用环氧树脂密封,即固体封装,所以能起到保护内部芯线的作用,所以LED的抗震性能好。 
发光二极管的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片,在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层,称为P-N结。在某些半导体材料的PN结中,注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来,从而把电能直接转换为光能。PN结施加反向电压时,少数载流子难以注入,故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管,通称LED。 当它处于正向工作状态时(即两端加上正向电压),电流从LED阳极流向阴极时,半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线,光的强弱与电流有关。 
LED 
最初LED用作仪器仪表的指示光源,后来各种光色的LED在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用,产生了很好的经济效益和社会效益。以12英寸的红色交通信号灯为例,在美国本来是采用长寿命、低光效的140瓦白炽灯作为光源,它产生2000流明的白光。经红色滤光片后,光损失90%,只剩下200流明的红光。而在新设计的灯中,Lumileds公司采用了18个红色LED光源,包括电路损失在内,共耗电14瓦,即可产生同样的光效。 汽车信号灯也是LED光源应用的重要领域。 
对于一般照明而言,人们更需要白色的光源。1998年白光的LED开发成功。这种LED是将GaN芯片和钇铝石榴石(YAG)封装在一起做成。GaN芯片发蓝光(λp=465nm,Wd=30nm),高温烧结制成的含Ce3+的YAG荧光粉受此蓝光激发后发出黄色光射,峰值550nm。蓝光LED基片安装在碗形反射腔中,覆盖以混有YAG的树脂薄层,约200-500nm。 LED基片发出的蓝光部分被荧光粉吸收,另一部分蓝光与荧光粉发出的黄光混合,可以得到得白光。现在,对于InGaN/YAG白色LED,通过改变YAG荧光粉的化学组成和调节荧光粉层的厚度,可以获得色温3500-10000K的各色白光。这种通过蓝光LED得到白光的方法,构造简单、成本低廉、批量生产、技术成熟度高,因此运用最多。
发展优势;LED相比白炽灯和荧光灯优势显著
LED相比白炽灯和荧光灯优势显著图册
LED被称为第四代光源,具有节能、环保、安全、寿命长、低功耗、低热、高亮度、防水、微型、防震、易调光、光束集中、维护简便等特点,可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明等领域。
LED优点:电光转化效率高(接近100%)、绿色环保、寿命长(可达10万小时)、工作电压低(3V左右)、反复开关无损寿命、体积小、发热少、亮度高、坚固耐用、易于调光、色彩多样、光束集中稳定、启动无延时;
LED缺点:起始成本高、显色性差、大功率LED效率低、恒流驱动(需专用驱动电路)。 相比之下,各种传统照明存在一定的缺陷。
白炽灯:电光转化效率低(10%左右)、寿命短(1000小时左右)、发热温度高、颜色单一且色温低;
荧光灯:电光转化效率不高(30%左右)、危害环境(含汞等稀土元素,约3.5-5mg/只)、不可调亮度(低电压无法启辉发光)、紫外辐射、闪烁现象、启动较慢、稀土原料涨价(荧光粉占成本比重由10%上升到60~70%)、反复开关影响寿命;体积大。
高压气体放电灯:耗电量大、使用不安全、光效低、寿命短、散热问题,多用于室外照明;
LED相比白炽灯和荧光灯优势显著。
应用展望;在LED于20世纪60年代问世到80年代之前这10多年中,LED只有红、黄、绿几种颜色,发光效率很低(仅约1 lm/W),亮度比较低,而且价格高,人们只是将其用作电子产品的指示灯。从LED发展和应用历程上看,这一时期为LED的指示应用阶段。 
1 交流电源指示灯
该电路只要连接220V/50Hz的交流供电线路,LED就会被点亮,指示电源接通。限流电阻R的阻值为220V/IF。
2 交流开关指示灯
用LED作白炽灯开关指示灯的电路,当开关断开灯泡熄灭时,电流经R、LED 和灯泡EL形成回路,LED亮,方便人们在黑暗中找到开关。此时曲于回路中的电流很小,灯泡是不会亮的。当接通开关时,灯泡被点亮,而LED则熄灭。
3 交流电源插座指示灯
用双色(共阴极) LED作交流电源插座指示灯的电路。插座的供电由开关S控制。当红光LED亮时,插座无电;当绿光LED亮时,插座有电。
4 保险管座指示灯
LED用作工厂设备配电箱保险管座指示灯的电路。当保险管完好时,LED不亮;当保险管熔断时,LED会被点亮,以指示用户是哪一个熔断器已被烧断,以便更换。这对于用肉眼无法观察好坏的瓷芯式熔断器来说是非常方便的。 
 



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