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LED燈發光原理是什么,與傳統白熾燈和節能燈比有何優點
所屬分類:公司資訊
發布日期:2020-04-17
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我們生活中普遍的都是LED燈,那么它的原理是什么呢?...

我們生活中普遍的都是LED燈,那么它的原理是什么呢?


目前LED照明燈在照明領域已經基本上完全替代了白熾燈,與節能燈相比,LED燈也有很明顯的優勢,LED燈是怎樣發光的,白光照明用的LED是如何研發出來的,LED燈與傳統的白熾燈和節能燈相比有什么優點和缺點呢?

1,LED發光原理
熟悉電子技術的朋友都知道,LED發光二極管在電路中的元件符號與二極管很相近,只是在二極管的基礎上增加了表示發光的箭頭,其實它的物理結構也與二極管有相近之處,在它的燈珠上有一個很小的晶片,這個晶片是由多層組成的,最上層是P型半導體層,最下層是N型半導體層,位于中間的則是發光層。如果在PN兩層施加適當的正向電壓,則在中間的發光層就會因為有電流流過而產生人眼可見的光子,這就是它可以發光的原因,聽起來并不復雜是吧!

2,發光二極管的顏色
發光二極管有多種不同的顏色,比如紅色、黃色、綠色、藍色等等,但是因為半導體器件還沒有被發現有能直接發出白色光的,所以也就沒有直接發出白色光的發光二極管??赡芎芏嗤瑢W要問了,那現在我們生活中常見的白光二極管是怎么來的呢?這里就不得不提到一位日本的諾貝爾獎獲得者,中村修二博士,他在上世紀90年代發明了藍光LED,之后在1998年的時候又藍光LED的基礎上進行研發,研發成功了白光LED,白光LED是在中間層增加一層熒光粉,藍光光子的能量高,可以激發熒光粉,其中有一部分會穿過熒光粉圖層,還有一部分會因為打到這個圖層后與圖層的熒光物質作用而產生了黃色光,藍光和黃光結合就產生了白光。中村修二博士也因在LED發光二極管領域所作的貢獻在2014年獲得諾貝爾物理學獎。

3,白光LED的色溫
根據藍光和黃光所占比例的多少,白光會表現出不同的色溫;如果藍光所占比例大,則白光的色溫會偏高,給人的感覺就是有點偏藍色,反之,如果黃光所占比例大,則白光的色溫會偏低,給人的感覺就是有點偏黃色。比如一般的攝影燈就具有調節色溫的功能,可以在不同色溫范圍進行調節,以適應實際的應用環境。根據藍光產生白光的方法成本低,結構簡單,制造方便,可以產生3500到10000K的各色白光。

4,LED燈的應用
目前LED燈的應用非常廣泛,在室內和室外都可以見到它的身影,在室外比如路邊的街燈和樹木裝飾燈,汽車的照明燈和剎車燈,樓道里的指引燈,樓宇或者建筑物外面的投射燈等等。在室內比如家用照明燈,平板電視的背光燈,投影儀的投射燈以及LED手電筒等等。這些傳統應用都使用白熾燈或者稀有氣體燈的現在都改為使用LED燈了。

5,LED燈的優點
LED燈與傳統的白熾燈相比有很多優點,第一,發光效率高,節能性能好,在同等發光強度下,LED的功耗只相當于白熾燈的十分之一。即使與節能燈相比,LED燈的功耗也只有節能燈的四分之一,在不斷提倡節能減排的今天,這種低能耗高效率的設備不正是我們最想要的嗎?第二,壽命長,LED燈因為其內部是PN結和發光層構成的,不像白熾燈那樣有燈絲,所以其壽命可高達5萬小時,而普通白熾燈的壽命一般只有1千小時左右,普通節能燈的壽命也只有8千小時左右。第三,LED燈采用直流供電,無閃頻,白熾燈使用交流供電,存在閃頻現象,時間長了會使人眼產生疲勞感。

6,LED燈的缺點:
第一:由于白光的LED中含有藍光成份,而藍光對人的視網膜有害,人眼長時間接受LED燈的這種藍光會導致視力下降,甚至在一定程序上會引起更嚴重的視覺問題,關于藍光對人眼造成的危害,目前還沒有有效的解決方案。

第二:LED燈的發光面積小,所以光的散射性不好,在某些角度上會使人有刺眼的感覺。

第三:LED燈如果使用交流驅動也會和普通白熾燈一樣有頻閃現象,而普通的節能燈則沒有頻閃問題。

7,LED燈未來的發展方向
對于LED燈存在的這些缺點,急需人們去解決的是藍光對人眼的傷害問題,而散射性不好和頻閃的問題可以通過燈具的制造形態和LED驅動電源上進行改進,正如諾貝爾獲獎者中村修二博士所說,20世紀白熾燈照亮了地球,21世紀照亮地球的則是LED燈。

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