LED燈光源知識(shí)介紹

一、什么是LED光源

LED光源是以發(fā)光二極管（LED）為發(fā)光體的光源。發(fā)光二極管發(fā)明于20世紀(jì)60年代，起初主要作為收錄機(jī)等電子設(shè)備的指示燈。其具有效率高、壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，可連續(xù)使用10萬小時(shí)，比普通白熾燈泡長(zhǎng)100倍?？茖W(xué)家預(yù)測(cè)，未來5年它很可能成為下一代照明的主流產(chǎn)品。

二、LED光源的基本特征

1. 發(fā)光效率高：經(jīng)過幾十年技術(shù)改良，LED發(fā)光效率大幅提升。白熾燈、鹵鎢燈光效為12 - 24流明/瓦，熒光燈50 - 70流明/瓦，鈉燈90 - 140流明/瓦，且大部分耗電變成熱量損耗。改良后LED光效可達(dá)50 - 200流明/瓦，光的單色性好、光譜窄，無需過濾可直接發(fā)出有色可見光，未來發(fā)光效率有望進(jìn)一步提高。
2. 耗電量少：LED單管功率0.03 - 0.06瓦，采用直流驅(qū)動(dòng)，單管驅(qū)動(dòng)電壓1.5 - 3.5伏，電流15 - 18毫安，反應(yīng)速度快，可高頻操作。同樣照明效果下，耗電量是白熾燈泡的萬分之一，熒光燈管的二分之一。如日本若采用光效比熒光燈高兩倍的LED替代一半的白熾燈和熒光燈，每年可節(jié)約相當(dāng)于60億升原油。以橋梁護(hù)欄燈為例，同樣效果的日光燈40多瓦，而LED每支功率僅8瓦，還可七彩變化。
3. 使用壽命長(zhǎng)：采用電子光場(chǎng)輻射發(fā)光，避免了燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光衰減等缺點(diǎn)。LED燈體積小、重量輕，環(huán)氧樹脂封裝，可承受高強(qiáng)度機(jī)械沖擊和震動(dòng)，不易破碎，平均壽命達(dá)10萬小時(shí)，燈具使用壽命可達(dá)5 - 10年，可降低維護(hù)費(fèi)用，避免頻繁換燈。
4. 安全可靠性強(qiáng)：發(fā)熱量低，無熱輻射性，是冷光源，可安全觸摸；能精確控制光型及發(fā)光角度，光色柔和，無眩光；不含汞、鈉等可能危害健康的物質(zhì)。內(nèi)置微處理系統(tǒng)可控制發(fā)光強(qiáng)度，調(diào)整發(fā)光方式，實(shí)現(xiàn)光與藝術(shù)結(jié)合。
5. 有利于環(huán)保：LED為全固體發(fā)光體，耐震、耐沖擊不易破碎，廢棄物可回收，無污染。光源體積小，可隨意組合，易開發(fā)成輕便薄短小型照明產(chǎn)品，便于安裝和維護(hù)。雖LED光源比傳統(tǒng)光源昂貴，但用一年節(jié)能可收回投資，獲得4 - 9年每年幾倍的節(jié)能凈收益期。

三、LED光源種類

1. 二基色熒光粉轉(zhuǎn)換：二基色白光LED利用藍(lán)光LED芯片和YAG熒光粉制成，常用藍(lán)光芯片是InGaN芯片，也可用A1InGaN芯片。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低、制作工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，且YAG熒光粉在熒光燈中應(yīng)用多年，工藝成熟。缺點(diǎn)是藍(lán)光LED效率不夠高導(dǎo)致LED效率低，熒光粉自身有能量損耗，熒光粉與封裝材料隨時(shí)間老化會(huì)導(dǎo)致色溫漂移和壽命縮短。
2. 三基色熒光粉轉(zhuǎn)換：可在較高效率前提下有效提升LED的顯色性。常用辦法是利用紫外光LED激發(fā)一組可被輻射有效的三基色熒光粉。此類白光LED具有高顯色性，光色和色溫可調(diào)，使用高轉(zhuǎn)換效率熒光粉可提高光效。但存在熒光粉轉(zhuǎn)換紫外輻射效率低、粉體混合困難、封裝材料在紫外光照射下易老化壽命短等缺陷。
3. 多芯片白光LED光源：將紅、綠、藍(lán)三色LED芯片封裝在一起，混合發(fā)出的光得到白光。與熒光粉轉(zhuǎn)換白光LED相比，可避免熒光粉光轉(zhuǎn)換過程中的能量損耗，獲得較高光效，還可分開控制不同光色LED光強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)全彩變色和較好的顯色性。弊端是不同光色LED芯片半導(dǎo)體材質(zhì)差異大，量子效率不同，光色隨驅(qū)動(dòng)電流、溫度和時(shí)間變化不一致，需對(duì)三種顏色LED分別加反饋電路補(bǔ)償調(diào)節(jié)，使電路復(fù)雜，且散熱是主要問題。

本文全面介紹了LED燈光源的定義、特征、種類等相關(guān)知識(shí)，有助于讀者了解LED光源并合理選擇使用。