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半导体发光二极管(LED)灯具

发布时间:2016-01-22 点击数:472

半导体发光二极管灯具

发光二极管灯具,亦称LED灯具,是指能透光、分配和改变LED光源光分布的器具,包括除LED光源外所有用于固定和保护LED光源所需的全部零、部件,以及与电源连接所必需的线路附件。发光二极管灯具以其高效、节能、安全、长寿、小巧等技术特点,正在成为新一代照明市场的主力产品,且有力地拉动环保节能产业的高速发展。

发光原理

PN结的端电压构成一定势垒,当加正向偏置电压时势垒下降,P区和N区的多数载流子向对方扩散。由于电子迁移率比空穴迁移率大得多,所以会出现大量电子向P区扩散,构成对P区少数载流子的注入。这些电子与价带上的空穴复合,复合时得到的能量以光能的形式释放出去。这就是PN结发光的原理。

前景

当前全球能源短缺的忧虑再度升高的背景下,节约能源是我们未来面临的重要的问题,在照明领域,LED发光产品的应用正吸引着世人的目光,LED作为一种新型的绿色光源产品,必然是未来发展的趋势,二十一世纪将进入以LED为代表的新型照明光源时代。LED被称为第四代照明光源或绿色光源,具有节能、环保、寿命长、体积小等特点,可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。世界上一些经济发达国家围绕LED的研制展开了激烈的技术竞赛。美国从2000年起投资5亿美元实施“国家半导体照明计划”,欧盟也在2000年7月宣布启动类似的“彩虹计划”。我国科技部在“863”计划的支持下,2003年6月份首次提出发展半导体照明计划。

发展阶段

随着LED照明灯具的逐步发展,在亮化工程辅助照明等公共场合,LED照明灯具渐渐替代了一些传统光源产品。2009年,LED灯具开始在发达国家进入主照明普及。作为LED照明灯具的用途,LED市场发展分几个阶段。
第一阶段,LED灯具替代接受阶段。这一阶段指的是LED灯具在发展初期,主要体现出其光效高(,寿命长的特点。因为售价高,所以在这一阶段主要为商照市场。客户有一个接受的过程,首先是使用习惯和外观上的过渡与接受。在与传统光源一致的使用情况下,LED灯具体现出的节电,长寿等特点使得市场容易接受它的相对高价。尤其是在商用场合。各厂商拼的是质量价格优势。
第二阶段,LED灯具实用新型阶段。在上一阶段的基础上,市场对LED灯具产品有了一定的认可和接受。LED灯具的环保,体积小,高可靠性等其他特性逐渐凸显出来。由此而开发的一系列完全有别于传统光源应用的产品会大行其道。照明行业会出现更大更广的一个发展空间。光源不再是仅仅起到照明作用,它的多变使得更贴切人们工作生活中的点点滴滴。各厂商拼的是设计应用优势。
第三阶段,LED灯具智能控制阶段。随着物联网等新技术的发展,LED作为半导体产业,也将搭上这趟高速列车,发挥出其高可控性特点。从家庭到办公楼,从道路到隧道,从汽车到步行,从辅助照明到主照明,具备智能控制的LED照明灯具系统将给人类带来更高等级的服务。

灯具类型
LED室内灯 LED室内灯
市面上常见的LED照明灯具类型主要有以下几种产品类型:LED射灯、LED灯杯、LED灯座、LED灯头、LED灯带、LED灯管、LED灯具、LED灯条、LED软灯条、LED灯串、LED灯泡、LED灯珠、LED灯芯、LED芯片、LED筒灯、LED蜡烛灯、LED星星灯、LED感应灯、小功率LED灯、大功率LED灯、大功率LED节能灯、LED流星雨灯、LED空气维生素净化灯、LED声控灯、LED平板灯、LED触摸灯、LED半导体照明、LED大功率天花灯、LED防爆灯、LED管屏、LED防爆防腐防尘灯、LED固态免维护防爆灯、LED日光灯透镜、LED防爆投光灯、LED大功率灯、LED日光灯、LED电视、LED背光、LED车灯、LED补光灯、LED强光手电筒、LED投光灯、LED斗胆灯、LED玉米灯、LED埋地灯、LED橱柜灯、LED舞台灯、LED商场灯、LED车床专用灯、LED牙灯、LED矿用架线机车灯、LED防爆平台灯、LED隧道灯、其他LED分类产品。

照明术语
波长:光的色彩强弱变化,是可以通过数据来描述,这种数据叫波长。我们能见到的光的波长,范围在380至780nm之间,单位:纳米(nm)。
亮度:亮度是指物体明暗的程度,定义是单位面积的发光强度,单位:尼特(nit)。
光强:指光源的明亮程度,也即表示光源在一定方向和范围内发出的可见光辐射强弱的物理量,单位:烛光(cd)。
光通量:光源每秒钟所发出的可见光量之总和,单位:流明(Lm)。
光效:光源发出的光通量除以光源的功率,它是衡量光源节能的重要指标,单位:每瓦流明(Lm/w)。
显色性:光源对物体呈现的程度,也就是颜色的逼真程度,通常叫做"显色指数",单位:Ra。
色温:光源发射光的颜色与黑体在某一温度下辐射光色相同时,黑体的温度称为该光源的色温,单位:开尔文(k)。
眩光:视野内有亮度极高的物体或强烈的亮度对比,所造成的视觉不舒适称为眩光,眩光是影响照明质量的重要因素。
同步性:两个或两个以上LED灯在不规定时间内能正常按程序设定的方式运行,一般指内控方式的LED灯,同步性是LED灯实现协调变化的基本要求。防护等级:IP防护等级是将灯具依其防尘、防湿气之特性加以分级,由两个数字所组成,第一个数字代表灯具防尘、防止外物侵人的等级(分0-6级),第二个数字代表灯具防湿气、防水侵人的密封程度(分0-8级),数字越大表示其防护等级越高。

发展

根据市场调查公司的报告,2010年全球LED照明市场超过57亿美元。从2010年到2016年,全球LED照明的市场占有率将由7%增至40%以上,2020年LED照明市场的收入将接近650亿欧元,占据全球照明市场60%的份额。中国LED产业起步于20世纪70年代。经过30多年的发展,中国LED产业已初步形成了包括LED外延片的生产、LED芯片的制备、LED芯片的封装以及LED产品应用在内的较为完整的产业链。在“国家半导体照明工程”的推动下,形成了上海、大连、南昌、厦门、深圳、扬州和石家庄七个国家半导体照明工程产业化基地。长三角、珠三角、闽三角以及北方地区则成为中国LED产业发展的聚集地。
LED桥灯 LED桥灯
中国半导体照明产业发展向好,外延芯片企业的发展尤其迅速、封装企业规模继续保持较快增长、照明应用取得较大进展。2007年中国LED应用产品产值已超过300亿元,2010年全国LED行业产值达1260亿元人民币,已成为LED全彩显示屏、太阳能LED、景观照明等应用产品世界最大的生产和出口国,新兴的半导体照明产业正在形成。国内在照明领域已经形成一定特色,其中户外照明发展最快,已有上百家LED路灯企业并建设了几十条示范道路,但国内在大尺寸LCD背光和汽车前照灯方面仍显落后。
LED广场灯 LED广场灯
2011年LED普通照明产品的产值将达260亿元人民币。
2008年北京奥运会对LED照明的集中展示让人们对LED有了全新的认识,有力推动了中国半导体照明产业的发展。当前中国半导体产业产业大而不强,核心竞争力仍有待于进一步提升。对国内企业而言,壮大规模、提高产品质量与技术水平是首要任务,提高未来取得大厂专利授权时的要价能力,或逐步通过研发突破核心专利。

优点

高节能:节能能源无污染即为环保。直流驱动,超低功耗(单管0.03-0.06瓦)电光功率转换接近100%,相同照明效果比传统光源节能80%以上。
LED灯泡 LED灯泡
寿命长:LED光源有人称它为长寿灯,意为永不熄灭的灯。固体冷光源,环氧树脂封装,灯体内也没有松动的部分,不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点,使用寿命可达6万到10万小时,比传统光源寿命长10倍以上。
多变幻:LED光源可利用红、绿、蓝三基色原理,在计算机技术控制下使三种颜色具有256级灰度并任意混合,即可产生256×256×256=16777216种颜色,形成不同光色的组合变化多端,实现丰富多彩的动态变化效果及各种图像。
利环保:环保效益更佳,光谱中没有紫外线和红外线,既没有热量,也没有辐射,眩光小,而且废弃物可回收,没有污染不含汞元素,冷光源,可以安全触摸,属于典型的绿色照明光源。
高新尖:与传统光源单调的发光效果相比,LED光源是低压微电子产品,成功融合了计算机技术、网络通信技术、图像处理技术、嵌入式控制技术等,所以亦是数字信息化产品,是半导体光电器件“高新尖”技术,具有在线编程,无限升级,灵活多变的特点。

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