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LED電路基礎知識

admin @ 2014-03-17 , reply:0

概述

LED(Light-Emitting-Diode中文意思為發光二極體)是一種能夠將電能轉化為可見光的半導體,它改變了白熾燈鎢絲髮光與節能燈三基色粉發光的原理,而採用電場發光。據分析,LED的特點非常明……

LED(Light-Emitting-Diode中文意思為發光二極體)是一種能夠將電能轉化為可見光的半導體,它改變了白熾燈鎢絲髮光與節能燈三基色粉發光的原理,而採用電場發光。據分析,LED的特點非常明顯,壽命長、光效高、無輻射與低功耗。LED的光譜幾乎全部集中於可見光頻段,其發光效率可達80~90%。將LED與普通白熾燈、螺旋節能燈及T5三基色熒光燈進行對比,結果顯示:普通白熾燈的光效為12lm/W,壽命小於2000小時,螺旋節能燈的光效為60lm/W,壽命小於8000小時,T5熒光燈則為96lm/W,壽命大約為10000小時,而直徑為5毫米的白光LED為20~28lm/W,壽命可大於100000小時。有人還預測,未來的LED壽命上限將無窮大。
    大功率,指發光工率大,一般指0.5W,1W 3W 5W或更高的。光強與流明是比小功率大,但同樣散熱也很大,現在大功率都是單顆應用,加很大的散熱片。小功率一般是0.06W左右的。插件和食人魚等。現在LED手電筒一般是用小功率用的,光散不散,取決於LED的發光角度,有大角度小角度之分,小角度不散,大角度才散。市面上的手電筒一般是用草帽頭做的。效果很好。現在就擔心有些廠家不重質量,拿的次品LED做電筒,用不了多久就有死燈。
    LED的亮度是跟LED的發光角度有必然關係的,LED的角度越小它的亮度越高,沒有什麼超亮不超亮的,那是騙小孩的,如果是質量好的LED不管是那家LED廠家生產的大家的亮度都差不多的,只是生產工藝不一樣,使用壽命略有不同,因為大家用的都是那幾家國外的LED晶元.如果是5MM的LED180度角的白光的亮度只有幾百MCD,如果是15度角的亮度就要去到一萬多兩萬MCD的亮度了,亮度相差好幾十倍了,如果是用於照明用的,在戶外最好是用大功率的LED了,亮度就更高了,單個功率有1W,3W,5W,還有的是用多個大功率組合成一個大功率的LED,功率去到幾百都有.

    色溫和亮度沒關係,而亮度和流明值有關
來看幾個概念:
1.發光強度(光度)的含義是什麼?
答:發光強度(光度,I)定義為:點光源在某一方向上的發光強度,即是發光體在單位時間內所射出的光量,也簡稱為光度,常用單位為燭光(cd,坎德拉),一個國際燭光的定義為以鯨魚油脂製成的蠟燭每小時燃燒120格冷(grain)所發出的光度,一格冷等於0.0648克
2.發光強度(光度)的單位是什麼?
答:發光強度常用單位為燭光(cd,坎德拉),國際標準燭光(lcd)的定義為理想黑體在鉑凝固點溫度(1769℃)時,垂直於黑體(其表面積為1m2)方向上的60萬分之一的光度,所謂理想黑體是指物體的放射率等於1,物體所吸收的能量可以全部放射出去,使溫度一直保持均勻固定,國際標準燭光(candela)與舊標準燭光(candle)的互換關係為 1candela=0.981candle
3.什麼叫做光通量?光通量的單位是什麼?
答:光通量(φ)的定義是:點光源或非點光源在單位時間內所發出的能量,其中可產生視覺者(人能感覺出來的輻射通量)即稱為光通量。光通量的單位為流明(簡寫lm),1流明(lumen或lm)定義為一國際標準燭光的光源在單位立體弧角內所通過的光通量,由於整個球面面積為4πR2,所以一流明光通量等於一燭光所發出光通量的1/4π,或者說球面有4π,因此按照流明的定義可知一個cd的點光源會輻射4π流明,即φ(流明)=4πI(燭光),假定△Ω為很小的立體弧角,在△Ω立體角內光通量△φ,則有△φ=△ΩI
4.一英尺燭光的含義是什麼?
答:一英尺燭光是指距離一燭光的光源(點光源或非點光源)一英尺遠而與光線正交的面上的光照度,簡寫為1ftc(1 lm/ft2,流明/英尺2),即每平方英尺內所接收的光通量為1流明時的照度,並且1ftc=10.76 lux
5.一米燭光的含義是什麼?
答:一米燭光是指距離一燭光的光源(點光源或非點光源)一米遠而與光線正交的面上的光照度,稱為勒克斯(lux,也有寫成lx),即每平方公尺內所接收的光通量為1流明時的照度(流明/米2)
6. 1 lux的含義是什麼?
答:每平方公尺內所接收的光通量為1流明時的照度
7.照度的含義是什麼?
答:照度(E)的定義為:被照物體單位受照面積上所接受的光通量,或者說受光照射的物體在單位時間內每單位面積上所接受的光度,單位以米燭光或英尺燭光(ftc)表示
8.照度與光度、距離之間有什麼關係?
答:照度與光度、距離間的關係是:E(照度)=I(光度)/r2(距離平方)
9.被照體的照度大小與哪些因素有關?
答:被照體的照度與光源的發光強度及被照體和光源之間的距離有關,而與被照體的顏色、表面性質及表面積大小無關
從上面可以推出:
1L=cd/m⒉)=1LM/sr×m2
也就是說,亮度與流明成正比,而流明與色溫無直接關係
關於LED光源應用的簡介:

二、LED壽命的理解
         LED的使用壽命,一般認為在理想狀態下有10萬小時。實際在使用過程中其光強會隨使用時間的推移逐漸衰減,即電能轉化為光能的效率逐漸降低。我們能真正使用的有效光強範圍應在其衰減到初始光強的70%以上時,壽命是否可以定義為光效逐漸降低至70%的時間段。目前還沒有明確的國家標準用來衡量。而且LED的使用壽命與其晶元的質量和封裝技術、工藝直接相關,據某LED封裝廠的試驗數據有些晶元在20mA條件下連續點亮4000小時后其光亮度衰減已達50%。但是隨著技術、工藝的提高,光衰時間越來越緩慢,即壽命也越長。
三、LED的節能及可靠性
         LED是電流控制元件,通過流過的電流,直接將電能轉變為光能,故也稱光電轉換器。因其不存在摩擦損耗和機械損耗,所以在節能方面比一般的光源的效率高,但是LED光源並不能像一般的普通光源一樣可以直接使用電網電壓,它必須配置一個電壓轉換裝置,提供滿足其額定的電壓、電流,才能正常使用,即LED專用電源。但是各種不同的LED電源其性能和轉換效率各不相同,所以選擇合適、高效的LED專用電源,才能真正體現LED光源高效特性。因為低效率的LED電源本身就需要消耗大量電能,在配合LED的使用過程中根本就體現不出LED的高效節能特性。而且LED電源也必須是高可靠性電源,才能使LED光源系統長壽命。

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