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闪亮的 频率依据输入交流电的频率而定

作者:大玩家网站 发布时间:2021-01-24 16:09

  led 照明灯原理图 led 照明灯原理图 LED 是发光二极体( Light Emitting Diode, LED)的简称,也被称作发光二极管,这种半导 体组件发展以来一般是作为指示灯、显示板,但目前 随着技术增加,已经能作为光源使用,它不但能够高 效率地直接将电能转化为光能,而且拥有最长达数万 小时~10 万小时的使用寿命, 同时具备不若传统灯泡 易碎,并能省电,同时拥有环保无汞、体积小、可应 用在低温环境、光源具方向性、造成光害少与色域丰 富等优点。 随着白光 LED 的出现与更多科技的导入, 目前在家用电器及笔记本电脑的指示灯、 汽车防雾灯、 室内照明等照明设备日渐蓬勃,LED 的应用越来越普 遍。 LED 的发明 在 1955 年时,美国无线电公司(Radio Corporation of America)的 Rubin Braunstein 发现 了砷化鎵(GaAs)与及其他半导体合金的红外线 年美国通用电气公司(GE)的 Nick Holonyak Jr 则开发出可见光的 LEDLED。不过,LED 线 年代白光 LED 出现后, 才开始渐 渐被重视,而应用面越来越广。 LED 的发光原理 LED 是一种可以将电能转化为光能的电 子零件,并同时具备二极体的特性,也就是具备一正 极一负极,LED 最特别的地方在于只有从正极通电才 是会发光,故一般给予直流电时,LED 会稳定地发光, 但如果接上交流电,LED 会呈现闪烁的型态,闪亮的 频率依据输入交流电的频率而定。LED 的发光原理是 外加电压,让电子与电洞在半导体内结合后,将能量 以光的形式释放。目前全球产业所发展出的不同种类 LED 能够发出从红外线到蓝之间不同波长的光线,而 业界也有紫色~紫外线的 LED,近年来 LED 最吸引人 的发展是在蓝光 LED 上涂上萤光粉,将蓝光转化成白 光的白光 LED 产品。LED 之所以被称为世纪新光源, 原因在于 LED 具备点光源与固态光源的特性,能够节 省能源、高耐震、寿命长、体积小响应快速、并且色 彩饱和度高。 LED 的顏色: 由于随着 LED 的制造材料不同, 产生出来 的光子拥有的能量也不同,故业界透过制造材料来控 制 LED 发光的波长,进而产生拥有不同光谱与顏色的 各种 LED。 全球第一颗 LED 采用的材料是砷(As) 化 鎵(Ga),工作电压为 1.424V,其发出的光线为红外光 谱。 之后, 业界发展出以磷(P)化鎵(Ga)作为 LED 的材 料,工作电压为 2.261V,发出的光为绿光。业界早期 就透过这 2 种型态 LED 所需的材料,调配出从红外线 到绿色光范围内所有波长的 LED 产品,发展出常见的 红光 LED、黄光 LED、橙光 LED 等等,这 3 大类 LED 因为使用了鎵、 砷、 磷 3 种元素, 故被称为 3 元素 LED, 而蓝光 LED、绿光 LED 与红外光 LED 则被称为 2 元素 LED。业界后来发展出采用混合铝(Al)、钙(Ca) 、銦 (In)和氮(N)共 4 种元素的 4 元素 LED,就能够发出所 有可见光范围与部份紫外线光谱的光线。 LED 的亮度: 在讨论 LED 产品会看的发光亮度有 3 种单 位,分别是照度单位勒克司(Lux)、光量单位流明 (Lumen;lm)、发光强度单位烛光(Candle power; CD),3 种单位各自有适合使用的领域,但是在数值 上是互通的。 1 CD 表示完全辐射的物体,在白金凝固 点温度下,每六十分之一平方公分面积的发光强度。 适合用在主动发光灯具领域,如白热灯泡。 1 lm 表示 1 CD 光照射在距离为 1 公分, 面积为 1 平方公分平面上的光量。适合用在反射灯具 与穿透灯具领域,如投影机。 1 Lux 表示指 1 Lm 光量均匀分佈在 1 平 方米面积上的照度。适合用在摄影领域。 一般而言,单一 LED 的发光强度以 CD 为 单位,并配上视角参数,而 LED 的发光强度从各位数 mCD 到 5,000mCD 不等。厂商在标示 LED 单一产品时, 其发光强度规格是说 LED 在 20mA 电流下点亮时, 最佳 视角上和中心位置上发光强度最大点的发光强度。 LED 的节能效益 基于环保立场以及节约能源诉求, 全球各 国政府重视 LED 与节能灯具带来的经济与节能效益, 而厂商也看好这次照明革命的商机而纷纷投入。除了 欧盟与美国国会均进行阶段性禁止白炙灯泡的使用 外,目前已经有加拿大宣佈 2010 年全面禁用白炙灯 泡, 而美国加州在内的部份州, 也要在 2012 年禁止白 炙灯泡, 而澳洲则宣佈在 2010 年全面禁止贩售白炙灯 泡,中国、日本也有 LED 的奖励方案在规划中。 虽然目前市面上已经有另一种节能灯具 产品省电型萤光灯(CFL),但由于其照明品质仍旧不 够,啟动时间较一般白炙灯泡长,而且不能调整光源 输出亮度,普及度仍不够高。LED 则具备更多的节能 效益,并且藉由技术的提昇,亮度已经达到让人满意 的程度,但价格高昂是一大问题,未来随着全球 LED 厂商的量产脚步加快,价格降低后可加速 LED 灯具的 普及程度。 LED 的寿命: 一般 LED 的发光寿命很长, 产品大多标明 为 100,000 小时以上,但事实上 LED 的亮度是会衰减 的,在运用一段时间后,亮度会衰捡到原本的一半或 甚至更少。但所幸随着业界技术的进步,减少 LED 亮 度衰减问题的方案很多。在生产过程中,选用如 4 元 素 LEC 材料能够拥有较久的亮度衰减週期,而厂商使 用的 LED 工艺与成品究竟能耐用多久有很大的关係, 配色也是 LED 厂的生产关键。 LED 的使用寿命,比一般白炙灯泡的 1,000 小时、日光灯具的 1 万小时,LED 使用寿命可达 5 万 小时,大幅降低灯具替换的成本。这项特性帮助 LED 灯具在价格竞争上,有了将


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