LED照明系统应用

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琼州学院,海南三亚572022

摘 要本文介绍了LED灯具、LED的光源特点、LED驱动器及其驱动方式,在此基础上实例探讨了LED照明系统的应用.

关 键 词LED;发光原理;优点;光源特点;驱动器;车辆照明

中图分类号TN248.4文献标识码A文章编号1674-6708(2012)61-0126-01

LED作为一种可以直接将电能转化为可见光的固态半导体器件,具有着效率高、耗能小、光线质量好、使用安全、寿命长、绿色环保、控制灵活等特点,这是普通灯具不可比拟的优势.因此,它被认为是21世纪的新一代照明光源.基于LED灯的巨大优势,它被广泛地应用于许多照明领域.包括建筑物外观照明、景观照明、标识与指示灯照明、室内空间展示照明、所及舞台照明、视频屏幕、车辆指示灯照明等众多领域.

1LED灯具

1.1灯具的发光原理

LED,又称发光二极管.它利用固体半导体芯片作为发光材料,当N级和P级两端加上正向电压时,半导体中的载流子发生复合,放出过剩能量而引起光子发射产生可见光,这就是其发光原理.当LED处于工作状态时,电流从阳极流向阴极,半导体晶体就会发出从紫外到红外变化不同颜色的光线.电子与空穴之间的带隙越大,产生的光子能量也就越高.而LED灯具之所以能够发出不同颜色的光,主要原因就是不同材料的灯具带有不同的带隙而造成的.其中以蓝色光、紫色光的带隙最大,其光子携带的能量也就最多.

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1.2灯具优点

1)效率高、耗能小.由于LDE是冷光源,与普通灯具相比,其节能节电效率可达90%以上.据研究资料显示,在同样的光源亮度下,LED灯具的耗电量仅是普通白炽灯的10%,是荧光灯的50%.可见,其强大节能节电效率;2)健康、环保.众所周知,大多数半导体的制作材料基本含有汞元素.汞是一种液态银白色金属有毒物质.失效后倘若不能及时回收处理,将对环境产生严重的污染效果.而LED灯具提倡采用水溶性树脂,使用无毒、无溶剂树脂与密封材料.可实现绿色生产和无污染排放,失效后的废弃物还可回收,无环境污染等后顾之忧;3)艺术化.由于不同材料的使用材料可产生不同颜色的光,使得LED灯具在实用价值的基础上,产生了强大的艺术效果.光色是构成视觉美学的基本要素,因而光源的选用直接影响着灯光的艺术效果.目前,颜色LED灯具能够展示所有可见光的颜色,且颜色纯度高.所以颜色LED灯具的应用,最大程度地向人们展示了视觉美学的艺术效果.打破了原有灯具形态的固有观念,以艺术的角度去认识、理解和表达光的主题.

2LED的光源特点

1)电压.LED使用低压电源,供电电压在6V~3.6V之间,工作电流在0.02A~0.03A之间.同使用高电压的灯具相比,具有更加安全的电源;2)耗能.由于LED的电压低,电流小,消耗的电能也会相对较少.同普通白炽灯相比非常低,是白炽灯的90%;3)适用性.每个单元LED小片是3mm~5mm的正方形,通过多个LED小片能够制成各种形状的器件;4)稳定性.LED灯外部是利用环氧树脂封装而成,内部没有松动的零部件,具有坚固耐用的使用特点.在正常使用情况下,使用寿命可达6万到10万小时,具有较长的使用期限,稳定性非常高;5)响应时间.LED灯的响应时间为纳秒级,反应速度相当迅速;6)绿色照明光源.LED是由无毒、无溶剂树脂与密封材料制作而成.由于采用特殊的制作材料,LED等既没有过多的热量也没有辐射,所以属于典型的绿色照明光源;7)颜色.不同材质的LED灯可以变幻出不同颜色的光.


3LED驱动器及其驱动方式

LED灯具的额定电压电流是低压直流,在使用时就必须需要一个驱动器把高压交流的输入电流转换为LED适用的低压直流电流,才能保证其正常运行.所以在设计LED驱动器时,必须使其具有高度的可靠性和工作效率来满足电压的负载量,使其使用寿命与LED的寿命相适配.当前,LED驱动器的驱动方式主要包括两种:一是一个恒压源供多个恒流源,每个恒流源单独给每路LED供电;二是直接恒流供电,LED串联或并联运行.第一种驱动方式的主要特点是一路LED故障,不影响其他LED的工作,且组合形式具有较高的灵活性.第二种驱动方式的特点则与第一种相反,不仅组合灵活性差,一旦某路LED发生故障,也会对其他路产生影响.

4LED灯具的具体应用举例

基于LED强大无比的实用功能和艺术效果,其被广泛地应用于各种照明领域.下面将以车辆照明应用为例,具体说明LED的现实价值.由于白炽灯具有易损坏、寿命短、不耐震动撞击等缺点,而LED灯则具有使用寿命长、坚固耐用等特点,所以被用作于汽车仪表板及其他照明部分.同时因为LED照明系统响应快,当发生汽车追尾等情况时,它可以及早提醒司机刹车.因此,使用LED制造的后置高位刹车灯已成为汽车的标准件.

5结论

LED作为第四代绿色照明电源,具有普通灯具无法比拟的优势,受到人们的一致认可和好评,广泛应用于各种照明领域.通过本文对其照明系统的论述,使我们更加了解LED的相关知识,也认识到其强大的现实价值,让我们对其发展前景充满了期待.随着LED技术的发展与成熟,以及强大的优势,LED灯具必将成为未来灯具市场的主流产品,成为各项领域照明灯具的首选产品.