LED光源是一种固体冷光源,它可以直接将电能转化为光能,是我们日常生活中常见的一种电光源,被认为是21世纪最有价值的新光源,已经取代现有的日光灯和白炽灯成为照明市场的主导。那么,LED光源有什么优势?LED光源可以做标准光源吗?本文为大家做了介绍,对LED光源知识感兴趣的朋友可以了解一下!
LED(Light-Emiting-Diode中文意思为发光二极管)是一种能够将电能转化为可见光的半导体,它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理,而采用电场发光。作为一种具有巨大发展潜力的固体发光源,其长寿命,低功耗,小外形,性能稳定,耐冲击,多色彩,快响应,坚固耐用,绿色环保,光效高,无辐射等优点得到了越来越多的关注,LED被誉为21世纪新光源,有望成为继白织灯,荧光灯,高强度气体发电灯之后的第四代光源。
LED是一种固态的半导体器件,它能直接把电转化为光。其核心是一个半导体的晶片,晶片的一端是负极,附在一个支架上,另一端连接到电源的正极上,使整个的晶片被环氧树脂封装起来。
半导体的晶片由两部分组成,一部分是空穴占主导地位的P型半导体,另一端是电子的N型半导体。两个部分连接起来时,形成了一个P-N结。当电流通过导线作用在晶片上的时候,电子会被推向P区,在P区里空穴和电子复合,就会以光子的形式发出来能量,这就是LED的发光原理。光的波长也就是光的颜色,是由形成P-N结的材料所决定的。目前也可以制造各种不同波长的LED。一般的LED晶片都是由稼基晶体所形成的,这个稼基晶体里边包含的荧光粉产生的一种特定颜色。
1.发光效率高
白炽灯、卤钨灯的发光效率为12~24lm/W,荧光灯的发光效率为50~70lm/W,钠灯的发光效率为90~140lm/W,而LED的发光效率可以达到50~200lm/W,而且其光的单色性好,光谱窄,无须过滤可直接发出有色可见光。
2.耗电量低
在同样照明效果的前提下,LED的耗电量是白炽灯的八分之一,是荧光灯的二分之一。
3.使用寿命长
LED是半导体元件,与白炽灯不同,没有玻璃、钨丝等易损可动部件,故障率极低。LED体积小,质量轻,采用环氧树脂封装,可承受高强度的机械冲击和振动,不易破碎。LED灯具的使用寿命可达5~10年,可大大降低灯具的维护费用,避免经常换灯的麻烦。
4.安全可靠性强
LED发热量低,无热辐射,可以安全触摸;能精确控制发光角度,光色柔和,无眩光;不含汞、钠等可能危害健康的物质。
5.环保
LED耐振、耐冲击,不易破碎;废弃物可回收,没有污染;光源体积小,可以随意组合,易开发成轻便的小型照明产品,也便于安装和维护。
6.色彩鲜艳丰富
LED的颜色饱和度可以达到130%,使灯光更加清晰、柔和。
7.响应时间短
LED的响应时间只有60ns,特别适合用于汽车光源中,可为驾驶员争取宝贵的预防事故发生的时间。由于 LED响应时间短,故可在高频下使用。
8.平面发光,方向性强
LED与点光源白炽灯不同,其可视角度小于180°,设计使用时一定要注意。
LED的光学参数中重要的参数为:波长、光通量、发光强度、发光效率和光强分布。
发光效率是光通量与电功率的比值,发光效率表明了光源的节能特性,这也是衡量现代光源性能的重要指标。
LED的发光强度是表征在某个方向上的发光的强弱,因为LED在不同的空间角度光强相差很多,所以就必须要研究LED的光强分布特性。这个参数的实际意义很大,直接影响到了LED显示装置的最小观察角度。比如在体育场馆里的LED大型彩色显示屏,如果选用的LED单管分布范围是很窄的,那么处于较大角度的面对显示屏的观众将看到失真的图像。而且交通标志灯也要求人们能识别到较大的范围。
对于LED光谱的特性主要还是要看它的单色性是否优良,而且要注意到蓝、红、绿、白、黄色LED等主要颜色是否纯正。因为在很多场合下,比如对颜色要求比较严格的交通信号灯,不过据观察现阶段我国的一些LED信号灯中红色的为深红,绿色发蓝,因此对LED光谱的特性进行一下专门的研究是非常必要而且非常有意义的。
LED的光输出量会随着封装方法的不同以及芯片的类型等其他的一些区别而变化的。但在国际上目前还没有一个统一的标准去衡量它的亮度。一般以轴向的一个光点上的高度值来衡量的LED的发光总量的,并且用烛来表示。一个具有很高亮度值的LED,并不能代表它的光输出量就会很高,要计算出其总输出量,就必须考虑发光角度。不同封装外壳的芯片LED就会有不同的亮度值。如果两个LED有相同的亮度值,那么发光角度越大的输出量也会越大。
标准光源是CIE规定的其辐射近似CIE标准照明体的人造光源。标准照明体是指具有与某一时刻的昼光相同或近似相同相对光谱功率分布的照明体。物体的颜色是光照射在该物体表面后所呈现的光谱反映,同一物体在不同光源照射下,由于对不同波长光吸收程度的差异,使物体呈现的颜色是不同的。自然光被认为是观察物体颜色最为理想的光源,但是受时间和环境的限制,人们不可能时时刻刻在自然光下观察物体的颜色,在多数情况下,人们只能采用人造光源来观察物体颜色。为了提高颜色观察的准确性,就必须使用接近自然光光谱成分的人造标准光源来观察物体的颜色。
为了满足标准光源照明要求,就需要所使用的led满足色温、显色指数、光谱分布等条件。目前,市面上的大多数LED灯管并不是标准光源!只有符合ISO3664:2000的要求,才可以用作观察颜色的人造标准光源。
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