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LED光源是什么光源?LED光源有什么优点?

发布日期:2023-09-06 浏览次数:586

LED光源是什么光源?LED光源是一种固体冷光源,它被被誉为新一代的绿色照明光源,将取代现有的日光灯和白炽灯成为照明市场的主导光源。那么,LED光源有什么优点?本文对LED光源的类型、优点及光学特性参数进行了介绍,对LED光源知识感兴趣的朋友不妨了解一下!

LED光源

LED光源是什么光源?

LED是英文Light Emitting Diode(发光二极管)的缩写,是一种固态的半导体冷光源,它是利用半导体化合物材料制成PN结的光电器件,其发光原理是:当PN结内的电子与空穴复合时,电子由高能级跃迁到低能级,电子将多余的能量以发射光子(电磁波)的形式释放出来,产生电致发光现象。LED的发光颜色与构成其基底的材质元素有关。其具有使用寿命长、耗电量低、响应时间快等特点。


LED光源常见类型:

目前LED有很多种类型,下面是几种主要的分类方式:

1.按发光颜色

从发光颜色上可分成红色、橙色、绿色(又细分黄绿、标准绿和纯绿)、蓝光、白光等。

2.按发光强度

分有普通亮度的LED(发光强度<100mcd),高亮度LED(发光强度>100mcd),发光强度在10000mcd以上的称超高亮度发光二极管。

3.按发光管出光面特征

分为圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等。

4.按直径

分为Φ2mm,Φ4.4mm,Φ5mm,Φ8mm,Φ10mm及Φ20mm等。人们通常把Φ3mm的LED记作T-1,把Φ5mm的记作T-1(3/4)。

5.按发光强度角

从发光强度角来分有三种:高指向型,标准型和散射型。高指向型一般为尖头形环氧封装,或是带金属反射腔封装,且不加散射剂,半强度角为5°-20°或更小,具有很高的指向性,可作局部照明光源用;标准型的半强度角为20°-45°,通常作指示灯用;而散射型的半强度角为45°-90°或更大,散射剂的量较大。


LED光源的优点:

LED是一种新型的光源,目前广泛用于指示性照明和特种照明市场上,随着性能的不断提高,正向通用照明光源的方向发展。与传统人工照明光源相比,LED照明光源具有很多优点,其发展潜力非常巨大:

1.发光效率高

基于特别的材料构成,在电子转移的过程中,LED释放的能量主要集中在可见光范围内,不像钨丝灯发出的电磁能很多集中在红外线区,令人感觉到非常热。也就是说,理论上LED几乎能把所有的电能都转化为光能,而白炽灯的可见光效率仅为10-20%。现在商品化的LED的发光效率已超过35流明每瓦,这几乎是钨丝灯泡的两倍。

2.光线质量高

由于光谱中几乎没有紫外线和红外线,故没有辐射,产生的热量很小,LED属于典型的绿色照明光源。

3.光色纯

与白炽灯全频段光谱不同,典型的LED光谱狭窄,发出的光线很纯。

4.LED光源颜色丰富

既有白色的LED,也有发各种单色光的LED,而且颜色饱和度高,在需要色光的场合,不再需要用滤色片来进行滤光,有利于节约电能。

5.能耗小

单体LED的功率一般在0.05-3W,通过集群方式可以量体裁衣地满足不同的需要,浪费很少。

6.寿命长

目前光通量衰减到70%的标称寿命为10万小时,远远高于白炽灯的1500小时和荧光灯的1万小时。

7.可靠耐用

没有钨丝、玻壳等容易损坏的部件,非正常报废的可能性很小,维护费用极为低廉。

8.应用灵活

体积小,可平面封装,易开发成轻薄短小产品,目前封装后LED的厚度可小于1mm,易于做成点、线、面等各种形式的具体应用产品。

9.绿色环保

废弃物可回收,没有污染,不像荧光灯含有汞等有害成分。


LED光源的光学特性参数:

1.光通量

光通量的定义是计量光源被人眼所观察时呈现的光功率,光通量的单位为lm(流明)。其表达式:

光通量的表达式

其中Фv(λ)为光通量,Фe(λ)为辐射通量,V(λ)为视觉函数,Km=683lm/W。

2.发光效率

光源的发光效率:CIE(国际照明委员会)定义光源发出的光通量与耗费电功率之比值称之为该光源的发光效率。公式如下:

光源的发光效率

3.发光强度

发光强度的定义是在给定方向上的单位立体角内光源所发出的光通量,发光强度的单位为cd(坎德拉)。其表达式如下:

光源的发光强度

4.光照度

光照度的定义是单位面元上光源照射的光通量,其单位为lx(勒克斯)。其表达式为:

光照度的表达式

5.光亮度

光亮度的定义是光源在垂直其辐射传输方向上单位面积单位立体角内发出的光通量,其单位为cd/m2。其表达式为:

光亮度的表达式

6.光视效能

光视效能的定义是目视引起刺激的光通量与光源发出的辐射通量之比,其单位为lm/W。其表达式为:

光视效能表达式

其中,V=K/Km为光视效率,量纲为1。在照明工程中,通常希望光源有高的光视效能,当然还要考虑到光的颜色。下表给出了常见光源的光视效能。

在光源以上众多的光学特性中,光度量中最基本的单位是发光强度——坎德拉(Candela),记作cd,它是国际单位制中7个基本单位之一。

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