<meter id="pryje"><nav id="pryje"><delect id="pryje"></delect></nav></meter>
          <label id="pryje"></label>

          新聞中心

          EEPW首頁 > 光電顯示 > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > LED照明設(shè)計(jì)專輯(一)

          LED照明設(shè)計(jì)專輯(一)

          作者: 時(shí)間:2013-01-19 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          LED日光燈、頂燈

            一、基礎(chǔ)知識

            1、發(fā)光原理

            (Light Emitting Diode)是發(fā)光二極管的簡稱。由鎵(Ga)與砷(AS)、磷(P)的化合物制成的二極管,當(dāng)電子與空穴復(fù)合時(shí)能輻射出可見光,因而可以用來制成發(fā)光二極管,在電路及儀器中作為指示燈,或者組成文字或數(shù)字顯示。磷砷化鎵二極管發(fā)紅光,磷化鎵二極管發(fā)綠光,碳化硅二極管發(fā)黃光。隨著科技的進(jìn)步,出現(xiàn)了可以發(fā)出類似白熾燈光色的LED,這就為現(xiàn)代照明提供了一種壽命長,效率高的照明光源,最為可貴的是,LED器件具有長達(dá)5萬以至10萬小時(shí)以上壽命,適合多種場合應(yīng)用的特點(diǎn)。

            2、LED的特點(diǎn)

            LED發(fā)出的光與自然光不同,其頻譜不是連續(xù)的,缺少紅外部分,所以與白熾燈不同,LED產(chǎn)生的熱量不是靠輻射散出,而是必須通過傳導(dǎo)方式散出,這也是LED被稱為冷光源的原因。LED具有以下優(yōu)點(diǎn):

            高效節(jié)能白光LED是目前已知的最為節(jié)能的白光光源器件。一千小時(shí)僅耗幾度電(普通60W白熾燈十七小時(shí)耗1度電,普通10W節(jié)能燈一百小時(shí)耗1度電)

            超長壽命:半導(dǎo)體芯片發(fā)光,無燈絲,無玻璃泡,不怕震動(dòng),不易破碎,使用壽命可達(dá)五萬小時(shí)以上(普通白熾燈使用壽命僅有數(shù)百小時(shí),普通節(jié)能燈使用壽命也只有八千小時(shí))

            綠色環(huán)保:不含汞和氙等有害元素,利于回收和利用,而且不會(huì)產(chǎn)生電磁干擾(普通燈管中含有汞和鉛等元素,節(jié)能燈中的電子鎮(zhèn)流器會(huì)產(chǎn)生電磁干擾,且燈管中照樣存在汞元素)

            保護(hù)視力:直流驅(qū)動(dòng),無頻閃(普通燈都是交流驅(qū)動(dòng),就必然產(chǎn)生頻閃)

            光效率高:發(fā)熱小:90%的電能轉(zhuǎn)化為可見光(普通白熾燈80%的電能轉(zhuǎn)化為熱能,僅有20%電能轉(zhuǎn)化為光能)

            市場潛力大:低壓、直流供電,電池、太陽能供電即可,可用于邊遠(yuǎn)山區(qū)及野外照明等缺電、少電場所。

            根據(jù)國際權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)測,半導(dǎo)體發(fā)光二極管照明將在未來5-10年內(nèi)取代現(xiàn)有傳統(tǒng)光源,當(dāng)然這將取決于白光LED更加便宜,科技進(jìn)步必然造成市場總體容量快速增長。技術(shù)人員經(jīng)測量發(fā)現(xiàn),在同樣亮度下,LED的電能消耗僅為白熾燈的1/10,壽命則是白熾燈的100倍。由于LED具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長、體積小等優(yōu)點(diǎn),專家們稱其為人類照明史上繼白熾燈和熒光燈之后的又一次飛躍。根據(jù)美國能源部的預(yù)計(jì),傳統(tǒng)照明器件的徹底更新?lián)Q代將在2010年開始啟動(dòng)。日、美、歐、韓等國均已正式啟動(dòng)戰(zhàn)略計(jì)劃。據(jù)報(bào)道,今年在我國上海召開的世博會(huì)上許多發(fā)達(dá)國家展館已全面使用了LED作為照明光源。在我國,LED的應(yīng)用也處于蓬蓬勃勃的發(fā)展階段,但是由于我國沒有掌握大功率LED的核心技術(shù),國內(nèi)目前還處于進(jìn)口半導(dǎo)體芯片,國內(nèi)封裝階段,因此從價(jià)格上相對于國外還處于高位,應(yīng)用也就稍加受到影響。

            3、LED發(fā)光二極管的電氣特性

            LED處于正向工作狀態(tài),在達(dá)到其發(fā)光電壓值時(shí),LED開始發(fā)光,繼續(xù)增加電壓時(shí),LED發(fā)光亮度急劇增加,如再略增加電壓,LED則可能瞬間燒毀,由此可見,LED屬于一種電流器件,正是這一特性,決定了LED必須在恒流狀態(tài)下才能安全工作,這是LED器件在使用上與其他光源不一致的主要方面,也是安全使用LED的關(guān)鍵因素,需要設(shè)計(jì)者充分注意的要點(diǎn)。

            LED照明設(shè)計(jì)專輯(一)

            圖一 功率為1W的LED芯片正向驅(qū)動(dòng)電流與輸出亮度的關(guān)系

            圖一所示是功率為1W的LED芯片正向驅(qū)動(dòng)電流與輸出亮度的關(guān)系,從中可以看出,驅(qū)動(dòng)電流與流明輸出在350mA范圍內(nèi)呈現(xiàn)明顯的線性關(guān)系。但是,隨著正向電流的增加,兩者之間漸漸出現(xiàn)非線性關(guān)系。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電流超過線性范圍時(shí),每瓦產(chǎn)生的流明效率將會(huì)降低,而在線性范圍內(nèi),每瓦產(chǎn)生的流明數(shù)將呈現(xiàn)上升的趨勢。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電流超過線性范圍時(shí),會(huì)導(dǎo)致輸出功率從LED轉(zhuǎn)換為熱能形式,此種熱能會(huì)成為LED驅(qū)動(dòng)器的負(fù)擔(dān),增加熱能設(shè)計(jì)的復(fù)雜度,并降低LED壽命。所以對于1W功率的LED器件,其正向驅(qū)動(dòng)電流不超過350mA。 對于目前常用的Ф5小功率LED燈珠,正向電流不超過20mA。對于3W大功率LED芯片,正向電流不宜超過700mA。

            二、LED設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

            1、LED驅(qū)動(dòng)電源的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

            根據(jù)LED的特性,其安全的使用方法是采用恒流式驅(qū)動(dòng), 恒流驅(qū)動(dòng)電路特點(diǎn)是:輸出的電流是恒定的,而輸出的直流電壓卻隨著負(fù)載阻值的大小不同在一定范圍內(nèi)變化,負(fù)載阻值小,輸出電壓就低,負(fù)載阻值越大,輸出電壓也就越高。

            細(xì)心的讀者可能會(huì)發(fā)現(xiàn),目前市場上以LED為主要器件的成品,大多采用簡單的電容降壓方式,通過電容達(dá)到恒流作用,這類產(chǎn)品有一個(gè)致命的缺點(diǎn),那就是往往在開關(guān)電源的瞬間,一下子將LED器件全部燒毀,其原因在于,電容器的充放電特性造成的,在這里電容器處于微分電路的電容,發(fā)光管內(nèi)阻等等效于微分電路中的電阻,微分電路的時(shí)間參數(shù)t=0.7RC,則在t的充放電的瞬間,流過LED的瞬間電流極大(可能達(dá)到正常電流的數(shù)十倍以至數(shù)百倍),造成瞬間永久性的損壞芯片。

            一個(gè)可靠性較高的LED驅(qū)動(dòng)電路如圖二(比較適合二手LED串聯(lián)應(yīng)用):

            LED照明設(shè)計(jì)專輯(一)

            圖二可靠性較高的LED驅(qū)動(dòng)電路圖

            這個(gè)電路中,C 1可以省略,另外U1可以用價(jià)格低廉的普通二極管代替,該電路的缺點(diǎn)在于其效率較低,當(dāng)使用數(shù)十個(gè)(65個(gè)以下)以上的發(fā)光管串聯(lián)時(shí),效率較高。本電路還可以簡化,取消U1及C1,Q1基極直接與R1下端相連即可,穩(wěn)定流為0.6/R1決定,當(dāng)R1取30歐姆時(shí),恒定電流為20mA。

            理論上LED都是能發(fā)光的二極管,而實(shí)際上所有LED的電性能都是不一樣的,特別對于電子愛好者容易得到的二手LED,每支LED的閥值Vf都有差異,這就是說LED的發(fā)光強(qiáng)度與驅(qū)動(dòng)電流是不完全相同的,或者相差很大,此時(shí)設(shè)計(jì)者就需要針對實(shí)際情況加以分析采用最合理的設(shè)計(jì)方案,才可能達(dá)到最有效的可靠性及經(jīng)濟(jì)效益。

            由于LED屬于電流型器件,嚴(yán)格的說只能采用串聯(lián)工作方式,在并聯(lián)工作狀態(tài)下,必須對所并聯(lián)的發(fā)光管進(jìn)行帥選,不論并聯(lián)的管子多少,實(shí)踐證明管壓降差不得超過0.005V,否則很容易造成損壞。前幾年我國市場上出現(xiàn)了許多由7、9甚至更多的LED并聯(lián)生產(chǎn)的手電筒,曾經(jīng)也風(fēng)光一時(shí),但是自出現(xiàn)了單只管子的1W、3W、5W的LED手電筒之后,這種以串聯(lián)方式生產(chǎn)的手電筒在價(jià)格上則直線下降,到了幾乎無人問津的地步,恐怕就不完全是手電筒外形等原因了,關(guān)鍵在于技術(shù)方式落后,可靠性差才是問題的關(guān)鍵了。

            最為理想的LED驅(qū)動(dòng)電路是PWM恒流控制方式的開關(guān)電源,主要由四部分組成,輸入整流濾波部分、輸出整流濾波部分、PWM穩(wěn)流控制部分、開關(guān)能量轉(zhuǎn)換部分。PWM開關(guān)穩(wěn)流的基本工作原理就是在輸入電壓、內(nèi)部參數(shù)及外接負(fù)載變化的情況下,控制電路通過被控制信號與基準(zhǔn)信號的差值進(jìn)行閉環(huán)反饋,調(diào)節(jié)主電路開關(guān)器件導(dǎo)通的脈沖寬度,使得開關(guān)電源的輸出電流穩(wěn)定(即恒流電源)。電源效率極高,一般可以做到80%~90%,輸出電流相當(dāng)穩(wěn)定。一般這種電路都有完善的保護(hù)措施,屬高可靠性電源。其缺點(diǎn)在于成本較高。

            2、LED的解決方案

            LED的問題也是設(shè)計(jì)者必須考慮的關(guān)鍵問題,LED的光衰與LED的工作時(shí)間和工作電流以及LED工作時(shí)的溫度有關(guān)。正確工作

          電子鎮(zhèn)流器相關(guān)文章:電子鎮(zhèn)流器工作原理


          電子鎮(zhèn)流器相關(guān)文章:




          評論


          相關(guān)推薦

          技術(shù)專區(qū)

          關(guān)閉
          看屁屁www成人影院,亚洲人妻成人图片,亚洲精品成人午夜在线,日韩在线 欧美成人 (function(){ var bp = document.createElement('script'); var curProtocol = window.location.protocol.split(':')[0]; if (curProtocol === 'https') { bp.src = 'https://zz.bdstatic.com/linksubmit/push.js'; } else { bp.src = 'http://push.zhanzhang.baidu.com/push.js'; } var s = document.getElementsByTagName("script")[0]; s.parentNode.insertBefore(bp, s); })();