一个小小的LED灯泡需要多少伏才能点亮？挂在圣诞树上的带装饰灯的小灯泡..
LED是英文发光二极管的缩写。它的基本结构是一块电致发光半导体材料，用引线放在架子上，然后用环氧树脂密封，保护内部芯线，所以led抗震性能好。
【编辑本段】1。LED的结构和发光原理
50年前，人们就知道了半导体材料可以发光的基本知识。发光二极管的结构图，第一个商用二极管产生于1960年。发光二极管的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片，在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层，称为pn结。在一些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时，多余的能量会以光的形式释放出来，从而直接将电能转化为光能。PN结加反向电压时，少数载流子很难注入，所以不发光。这种利用注入电致发光原理制成的二极管称为发光二极管，俗称led。当它工作在正[1]方向时(即两端加直流电压)，当电流从LED的阳极流向阴极时，半导体晶体发出从紫外到红外不同颜色的光，光的强度与电流有关。
[编辑本段]二、LED光源的特点
1.电压:LED使用低压电源，电源电压在6-24V之间，根据产品不同而不同，所以是比使用高压电源更安全的电源，特别适合公共场所。2.效率:与同等光效的白炽灯相比，能耗降低80%。3.适用性:非常小，每个单元LED管芯为3-5mm见方，因此可以做成各种形状的器件，适用于多变的环境。4.稳定性:65，438+百万小时。光衰减是初始值的50%。5.响应时间:白炽灯的响应时间为毫秒，LED灯的响应时间为纳秒。6.环境污染:不含有害金属汞。7.颜色:可以通过改变电流来改变颜色。该LED通过化学修饰可以很容易地调节材料的能带结构和带隙，从而实现红色和黄色LED灯的多色发射。例如，当电流较低时，红色的LED会变成橙色、黄色，最后变成绿色。8.价格:LED的价格比较贵。与白炽灯相比，几个白炽灯的价格可以相当于一个LED灯的价格，通常每组信号灯需要由300 ~ 500个二极管组成。
【编辑本段】三。单色发光二极管的种类和发展历史
最早的用半导体pn结发光原理制作的LED光源问世于20世纪60年代初。当时用的材料是GaAsP，发出红光(λ p =650nm)。当驱动电流为20 mA时，光通量仅为千分之几流明，对应的发光效率约为0.1流明/瓦。70年代中期，In和n元素的引入导致了绿光(λ p =555nm)、黄光(λ p =590nm)和橙光(λ p =610nm)，光效也提高到了1流明/瓦。80年代初，GaAlAs LED光源出现，使红色LED的光效达到10流明/瓦。上世纪90年代初，发射红黄光的GaAlInP和发射绿蓝光的GaInN两种新材料研制成功，大大提高了LED的光效。在2000年，前者制造的LED在红色和橙色区域(λ p =615nm)的光效率达到100流明/瓦，而后者制造的LED在绿色区域(λ p =530nm)的光效率达到50流明/瓦。
【编辑本段】四。单色LED的应用
起初，LED被用作仪器仪表的指示光源。后来，各种光色的led广泛应用于交通信号灯和大面积显示屏，产生了良好的经济效益和社会效益。以12寸红色红绿灯为例。在美国，最初采用140瓦的长寿命低光效白炽灯作为光源，LED线灯产生2000流明的白光。通过红色滤光片后，损失了90%的光，只剩下200流明的红光。在新设计的灯具中，Lumileds公司采用了65，438+08个红色LED光源，消耗65，438+04瓦，包括电路损耗，可以产生同样的光效。汽车信号灯也是LED光源应用的一个重要领域。1987年，我国开始在汽车上安装高位刹车灯。由于LED响应速度快(纳秒级)，后车驾驶员可以尽早了解行驶情况，减少追尾事故的发生。此外，LED灯已应用于户外红绿蓝全彩显示屏、钥匙扣微型手电筒等领域。
[编辑本段]五、白光LED的发展
对于一般照明，人们更需要一个白色光源。1998白光LED研制成功。这种LED由GaN芯片和钇铝石榴石(YAG)封装而成。GaN芯片发出蓝光(λ p =465nm，Wd=30nm)，高温烧结的含Ce3+的YAG荧光粉被这种蓝光激发后发出黄光，峰值为550nm。蓝色LED基板安装在碗状反射腔内，覆盖一层薄薄的混有YAG的树脂，约200-500nm。LED基板发出的一部分蓝光被荧光粉吸收，另一部分蓝光与荧光粉发出的黄光混合得到白光。现在对于InGaN/YAG白光LED，通过改变YAG荧光粉的化学成分，调整荧光粉层的厚度，就可以得到3500-10000 K的各种白光，其实LED灯就是我们通常所说的节能灯。(这是错误的，日常生活中使用的节能灯和led的工作原理是完全不同的！但是LED灯叫节能灯是没有问题的。)不同功率的LED灯价格不同。而且工艺不同，外观材质不同也会造成价格差异。
【编辑本段】六。新型霓虹灯与LED灯的优劣比较与竞争
下面是霓虹灯和LED灯的对比，加入了最新的LED技术进行对比，不是你之前在网络上看到的资料。1.LED光源的寿命是100000小时吗？按照光衰7%计算，实际时间只有50000小时左右。按照光衰减3%计算，实际应用可达80000小时。2.led不会发热吗？是的，它需要散热。3.LED能代替白炽灯吗？光通量、光效、显色性都还可以，只是目前太贵，近几年不会降低。但是更换白炽灯的成本可以通过提高产品的光通量来降低。4.LED可以简单的作为普通光源吗？【2】不是，要驱动电源，光学和热传导要配合。5.两种光源相比霓虹灯的优势已经被LED掩盖了，但是目前LED灯的价格太高。6.两种光源的供电比低电压的LED要好，但是水电阻差，负载电流太大。大颗粒1瓦LED单灯输入电流350mA。7.两种光源的控制技术比LED更容易实现，但霓虹灯已经成熟。8.和LED相比，两种光源的稳定性不一致，霓虹灯相当稳定。少数厂商可以做到相对稳定，比如将CREE与AOD芯片结合，取各自芯片之长。9.两种光源价格都比LED贵，但黄色和红色相当，主要贵的是LED白光。10.两种户外用光源的比较LED防水性差是户外使用的致命弱点。11.目前市场上两种光源的比较。全球照明产品年产值420亿美元(中国15亿美元)，LED光源占比不到1%。
【编辑本段】七。led灯的包装是怎样的？
led灯封装说明:简单来说，led封装就是将led封装材料封装成led灯的过程；Led灯封装工艺:一般led封装都要经过扩晶、固晶、焊线、灌胶、切脚、分光、分色等工艺。Led灯封装材料:led的主要封装材料有:芯片、金丝、支架、胶水等。Led灯封装设备:扩晶设备、固晶机、焊接机、点胶机、烘烤箱等。，一般分为自动包装设备和人工包装设备两种。
[编辑本段]八。如何判断led灯封装的好坏？
led灯质量的指标:led灯质量的几个指标有:角度、亮度、颜色(波长)一致性、抗静电能力、抗衰减能力等。led灯的封装材料:led封装材料是led灯的直接和基本因素。led灯是几种主要材料的组合，一个好的led灯一定是所有封装材料和生产工艺的组合。Led灯封装技术:一般自动化设备封装优于手工封装，封装的技术水平也是led灯封装的主要因素，同一材质不同厂家生产的产品差别很大；
[编辑本段] 9。做一个led显示屏需要什么样的led灯？
led灯外观:室外led电子屏主要采用直入式椭圆形led灯，室内led电子屏主要采用表贴式led灯。led灯的参数:亮度因使用环境等因素而异。红光波长为620纳米-625纳米，绿光波长为520纳米-525纳米，蓝光波长为465纳米-470纳米。
[编辑本段]十、led-定义
LED(发光二极管)是一种固态半导体器件，可以直接将电转化为光。LED的核心是半导体芯片。LED芯片的一端贴在支架上，一端为负极，另一端接电源正极，使整个芯片被环氧树脂封装。半导体晶圆由两部分组成，一部分是P型半导体，其中空穴占优势，另一部分是N型半导体，这里主要是电子。但是当这两个半导体连接在一起时，它们之间就形成了一个pn结。当电流通过导线作用于芯片时，电子会被推到P区，在那里与空穴复合，然后以光子的形式放出能量，这就是LED发光的原理。光的波长，也就是光的颜色，是由形成pn结的材料决定的。50年前，人们就知道了半导体材料可以发光的基本知识。第一个商用二极管产生于1960年。LED是英文发光二极管的缩写。它的基本结构是一块电致发光半导体材料，用引线放在架子上，然后用环氧树脂密封，保护内部芯线，所以led抗震性能好。发光二极管的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片，在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层，称为pn结。在一些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时，多余的能量会以光的形式释放出来，从而直接将电能转化为光能。PN结加反向电压时，少数载流子很难注入，所以不发光。这种利用注入电致发光原理制成的二极管称为发光二极管，俗称led。当处于正向工作状态时(即两端加直流电压)，当电流从LED的阳极流向阴极时，半导体晶体发出从紫外到红外不同颜色的光，光的强度与电流有关。起初，LED被用作仪器仪表的指示光源。后来，各种光色的led广泛应用于交通信号灯和大面积显示屏，产生了良好的经济效益和社会效益。以12寸红色红绿灯为例。在美国，最初采用140瓦的长寿命低光效白炽灯作为光源，产生2000流明的白光。通过红色滤光片后，损失了90%的光，只剩下200流明的红光。在新设计的灯具中，Lumileds公司采用了65，438+08个红色LED光源，消耗65，438+04瓦，包括电路损耗，可以产生同样的光效。汽车信号灯也是LED光源应用的一个重要领域。对于一般照明，人们更需要一个白色光源。1998白光LED研制成功。这种LED由GaN芯片和钇铝石榴石(YAG)封装而成。GaN芯片发出蓝光(λp=465nm，Wd=30nm)，高温烧结的含Ce3+的YAG荧光粉被这种蓝光激发后发出峰值为550nm的黄光。蓝色LED基板安装在碗状反射腔内，覆盖一层薄薄的混有YAG的树脂，约200-500nm。LED基板发出的一部分蓝光被荧光粉吸收，另一部分蓝光与荧光粉发出的黄光混合得到白光。现在对于InGaN/YAG白光LED，通过改变YAG荧光粉的化学成分，调整荧光粉层的厚度，可以获得3500-10000K的各种白光。这种通过蓝光LED获得白光的方法由于结构简单、成本低、技术成熟度高而被广泛应用。20世纪60年代，科学家和技术人员根据半导体PN结的原理开发了LED。当时开发的LED是GaASP材质，发光颜色是红色。经过近30年的发展，我们熟悉的LED已经可以发出红、橙、黄、绿、蓝等多种颜色的光。然而，用于照明的白光LED仅在最近几年才发展起来。这里向读者介绍照明用的白色LED。Led-介绍可见光光谱和Led白光之间的关系。众所周知，可见光光谱的波长范围是380 nm ~ 760 nm，这是人眼可以感受到的七种颜色的光——红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，但这七种颜色的光都是单色光。例如，LED发出的红光的峰值波长为565纳米。可见光的光谱中没有白光，因为白光不是单色光，而是由许多单色光组成的合成光，就像太阳光是由七种单色光组成的白光，彩色电视机中的白光也是由红、绿、蓝三原色组成的。因此，为了使LED发出白光，其光谱特性应该包括整个可见光谱范围。然而，在目前的工艺条件下，不可能制造出具有这种性能的LED。根据人们对可见光的研究，人们能看到的白光至少需要两种光的混合，即双波长光(蓝光+黄光)或三波长光(蓝光+绿光+红光)。以上两种模式的白光都需要蓝光，所以取蓝光就成了制作白光的关键技术，也就是各大LED制造公司所追求的“蓝光技术”。目前世界上掌握“蓝光技术”的厂商屈指可数，所以白光LED的推广应用，尤其是高亮度白光LED在国内的推广，还有一个过程。2.白光LED与白光光源的技术结构。对于一般照明来说，从工艺结构上来说，白光LED通常由两种方法形成。第一种方法是利用“蓝光技术”和荧光粉形成白光；二是多种单色光混合方式。这两种方法已经成功地制造了白光器件。通过第一种方法产生白光的系统如图1所示。图中LED GaM芯片发出蓝光(λ p = 465 nm)，封装有YAG(钇铝石榴石)荧光粉。当磷光体被蓝光激发时，它发出黄光。结果蓝光和黄光混合形成白光(LED的结构如图2所示)。第二种方法是将不同颜色光的芯片封装在一起，通过混合光的颜色产生白光。3.白光LED照明新光源的应用前景。为了说明白光LED的特点，我们先来看看照明光源的现状。白炽灯和卤钨灯，其发光效率为12 ~ 24流明/瓦；荧光灯和HID灯的发光效率为50 ~ 120流明/瓦。白光LED:1998年，白光LED光效只有5流明/瓦，1999年，达到15流明/瓦，和普通家用白炽灯差不多。2000年，白光LED的光效达到25流明/瓦，和卤钨灯差不多。有公司预测，到2005年，LED的光效将达到50流明/瓦，到2015年，LED的光效有望达到150 ~ 200流明/瓦。届时白光LED的工作电流可以达到安培级。可见，为写手开发白光LED照明光源将成为可能的现实。一般照明用的白炽灯、卤钨灯虽然价格便宜，但发光效率低(灯的热效应白白耗电)，使用寿命短，维护工作量大。但如果采用白光LED作为照明，它们不仅发光效率高，而且使用寿命长(连续工作时间大于10000小时)，几乎不需要维护。目前，德国海拉公司已经利用白光LED开发出飞机阅读灯。澳大利亚首都堪培拉的一条街道已经使用白色LED作为街道照明。中国的城市交通管理灯也在用白色led取代早期的交通秩序指示灯。可以预见，在不久的将来，白光LED必将进入家庭，取代现有的照明。LED光源具有使用低压电源、能耗低、适用性强、稳定性高、响应时间短、对环境无污染、多色发光等优点。虽然价格比现有的照明设备贵，但还是考虑到必然会有现有的照明设备。Led-特性Led的特性和优点LED的固有特性决定了它是替代传统光源最理想的光源，而且用途广泛。小LED基本上就是一个用环氧树脂封装的小芯片，所以很小很轻。低功耗LED功耗很低，一般来说，LED的工作电压为2-3.6V..工作电流0.02-0.03A .也就是说，耗电不超过0.1W。使用寿命长在适当的电流和电压下，LED的使用寿命可达65，438+100，000小时。高亮度低热环保LED采用无毒材料制成，不像荧光灯含汞会造成污染，LED还可以回收利用。耐用的LED完全封装在环氧树脂中，比灯泡和荧光灯管更坚固。灯体内没有松动的部分，使得LED不易损坏。色温及颜色的应用:(1)光源色温:人们用一个完全辐射体的绝对温度等于或接近光源色温来描述光源的色表(人眼直接观察光源时看到的颜色)，也称为光源色温。色温表示为绝对温度k，不同的色温会引起不同的情绪反应。我们一般把光源的色温分为三类:a .暖色光:暖色光的色温在3300K K以下，暖色光类似于白炽灯，红色成分较多，给人温暖、健康、舒适的感觉。适用于家庭、住宅、宿舍、医院、宾馆等场所，或温度相对较低的场所。b .暖白光:也叫中间色，它的色温在3300k-5300k之间，暖色白光加上柔和的光线，使人感到愉快、舒适、宁静。适用于商店、医院、办公室、饭店、餐厅、候车室等场所。c .冷色光:又称日光色，其色温在5300K以上，光源接近自然光，有明亮感，使人注意力集中。适用于办公室、会议室、教室、画室、设计室、图书馆阅览室、展览橱窗等场所。显色性:光源呈现物体颜色的程度称为显色性，即颜色逼真的程度。显色性高的光源在色彩上表现更好，我们看到的色彩更接近自然色。显色性低的光源对色彩的表现更差，我们看到的色差也更大。为什么显色会有差异？关键在于光的光谱特性。可见光的波长在380mm到780mm的范围内，也就是我们在光谱中看到的红、橙、黄、绿、青、蓝、紫光的范围。如果光源发出的光所包含的各种光的比例接近自然光，我们眼睛看到的颜色就更真实。我们通常以显色指数作为显色的表示。在标准光源的照射下，标准色的显色指数设定为100。当颜色标签被测试光源照射时，颜色的视觉失真程度就是该光源的显色指数。显色指数越大，失真越小。反之，失真越大，显色指数越小。不同的地方对光源的显色指数有不同的要求。在国际照明协会中，显色指数一般分为五类:Ra类，适用范围，1A >90，美术馆，博物馆，印刷等行业和场所，2B 80—90—90，家庭，餐饮，高档纺织品加工及类似行业，2，60—80，办公室，学校，室外路灯照明，3，40—60，重工业工厂，室外路灯照明，4，20—40，室外道路照明及一些要求不高的场所。
[编辑本段] XI。LED灯具的安全要求
LED具有节能环保的优势，其在照明行业的发展已成为主要趋势。由于LED使用的技术和产品属性与传统灯具有很大不同，目前通用的灯具安全标准和规范显然不适用。为了帮助业界正视这一问题，本期将介绍LED灯使用的技术、可能的应用范围以及UL目前使用的安全评估。led灯的技术和特点所谓LED灯，顾名思义，是指采用LED(发光二极管)技术作为主要光源的灯具产品。LED是一种固体半导体元件，利用电流向前流向半导体p-n结的结，然后从半导体中分离出来的带负电荷的电子和带正电荷的空穴载流子相互结合产生光子发射。不同种类的发光二极管可以发出不同波长的光，从红外光到蓝光，从紫光到紫外光。近年来的新发展是在蓝色LED上涂荧光粉，将蓝色LED转化为白色LED产品。这种操作一般需要配合驱动电路(LED驱动器)或电源。驱动电路或电源的主要作用是将交流电压转换成DC功率，同时完成与LED一致的电压和电流来驱动匹配的元器件。LED灯的灯泡体积小，重量轻，采用环氧树脂封装，能承受高强度的机械冲击和振动，不易破碎，亮度衰减期长，因此使用寿命可长达50000-100000小时，远远超过传统钨丝灯泡1000小时和荧光灯10000小时。由于LED灯的使用寿命可以达到5 ~10年，不仅可以大大降低灯具的更换成本，而且可以用很小的电流驱动灯光，在同样的照明效果下，耗电量只有日光灯管的一半，所以LED还具有省电节能的优点。但是LED的一些技术还存在不足，所以一开始使用LED灯的缺点有光质(显色性、一致性、色温)差，散热困难，价格高，散热不当会导致LED灯的亮度和电路元件的使用寿命加速衰减。随着近十几年制造技术的飞速发展，上述缺点，包括LED的热阻逐渐降低，光质的提高也在改善。2008年，LED白光的发光效率已经达到100 Lm/W，2010年，LED暖白光的发光效率有望从目前的70 Lm/W提高到100 Lm/W。与目前其他通用光源相比，LED的发光效率明显越来越有优势，钨丝灯泡约15 Lm/W，荧光荧光灯约45~60 Lm/W，HID灯约120 ~ 150 lm/w:以下是LED与其他常用灯具的照明特性对比:照明方式的特点
白光LED具有热源少、工作环境广、小型化、抗振动、光束集中等优点。
日光(日光灯)日光灯省电，但废料易碎，有汞污染等问题
白炽灯钨丝灯泡效率低，耗电高，寿命短，易碎。
产品选择指南的应用方向是1。建筑的外部照明投射建筑的某个区域，无非是用一个控制光束角的圆头和方头形状的投射灯，和投射灯的传统概念完全一致。但是由于LED光源的小而薄，线性投射灯的研发无疑成为了LED投射灯的一大亮点，因为很多建筑没有突出的地方放置传统的投射灯。其安装方便，可以水平安装，也可以垂直安装，与建筑表面结合更好，为照明设计师带来了新的照明词汇，拓展了创作空间。也会对现代建筑和历史建筑的采光技术产生影响。2、景观照明LED灯效果图由于LED不像传统灯具，光源多为玻璃灯泡，可以很好的与城市街道设施结合。它可用于城市休闲空间的照明，如小路、楼梯、甲板、滨水区和花园。对于花卉或者低矮的灌木，可以使用LED作为照明的光源。LED隐藏式投射灯将会特别受欢迎。固定端可设计为插入式，便于根据植物生长高度进行调节。3.对于需要用标志和指示照明来限定和引导空间的场所，如道路和人行道的分开显示、楼梯踏步的局部照明、紧急出口的指示照明等，可采用表面亮度适当的LED自发光埋地灯或嵌在垂直墙壁中的灯，如剧院观众厅的地面引导灯或座位侧边的指示灯、购物中心楼层的引导灯等。另外，与霓虹灯相比，LED是低压的，没有易碎的玻璃，不会因为生产中的弯曲而增加成本，所以在logo设计上值得推广。4.室内空间展示照明就照明质量而言，LED光源没有热量、紫外线和红外线辐射，因此不会损坏展品或商品。与传统光源相比，灯具不需要额外的滤光装置，照明系统简单，成本低，易于安装。其精确的配光可以作为博物馆光纤照明的替代品。商业照明大都会采用彩色LED，室内装饰白色LED结合室内装修提供辅助照明，LED可用于隐藏光带，特别有利于低矮空间。5.娱乐场所和舞台照明由于LED对色彩、亮度和调光的动态和数字控制，活泼饱和的色彩可以创造静态和动态的灯光效果。从白光到全光谱的任何颜色，LED的使用都为这类空间的照明开辟了新的思路。长寿命高流明的维持值(10000小时后仍维持90%光通量)相比PAR灯和金属卤化物灯50 ~ 250小时的使用寿命，降低了维护成本和更换光源的频率。此外，LED克服了金属卤化物灯使用一段时间后颜色偏移的现象。与PAR灯相比，没有热辐射，可以让空间更加舒适。目前，LED彩色装饰墙在餐饮建筑中的应用已经蔚然成风。6.视频屏幕全彩LED显示屏是当今世界上最引人注目的户外大型显示设备。它采用先进的数字视频处理技术，拥有无与伦比的超大面积和超高亮度。根据不同的室内外环境，采用不同规格的发光像素，实现不同的亮度、色彩和分辨率，满足各种用途。它可以利用多媒体技术动态显示图形动画信息，播放各种多媒体文件。目前世界上最有影响力的LED显示屏属于美国曼哈顿时代广场的纽约证券交易所，共有65，438+08，677，760个LED，面积为65，438+00，736平方英尺。屏幕可分为多个屏幕，同时显示，向公众一目了然地展示华尔街股市的行情。此外，在上海浦东陆家嘴金融中心拔地而起的极光国际总部，拥有长达100m的超大LED屏幕，总面积达3600平米。这是世界上第一个。7.本发明适用于电动车、摩托车、汽车的各种灯的照明。
【编辑本段】十二。LED灯的电源决定了LED灯的寿命。
恒流源驱动是最好的LED驱动模式。采用恒流源驱动，不需要在输出电路中串联限流电阻。流经LED的电流不受外部电源电压变化、环境温度和LED参数离散性的影响，可以保持电流恒定，充分发挥LED的各种优良特性。LED恒流电源用于给LED灯供电。由于在电源运行过程中，流经led的电流会被自动检测和控制，所以不需要担心通电瞬间流经LED的电流过大，也不需要担心负载短路，烧坏电源。