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    LED半导体照明灯的前世与今生
    发布者: 发布时间:2016-10-30 阅读:416

    LED灯的基本结构是一块电致发光的半导体材料,置于一个有引线的架子上,然后四周用环氧树脂密封,起到保护内部芯线的作用,所以LED的抗震性能好。LED是一项快速发展技术,正在广泛用于众多通用照明领域,通常称作固态照明。LED照明的典型应用是:室内照明(用于商业、工业及住宅环境)、室外照明(路灯、停车场照明)以及建筑、装饰照明等,最初,发光二极管由于能够发射整个频谱的彩色而被用于装饰照明。

    某些情况下,LED已经成为建筑照明的有效方案。与其它照明技术相比,LED具有更优异的性能,因而成为当前通用照明市场的主流方案:

    1.与其它照明技术相比,LED具有更长的使用寿命。LED的工作寿命长达50,000个小时,而白炽灯的使用寿命只有1,000至2,000个小时,小型荧光灯(CFL)的使用寿命大约为5,000至10,000小时。使用寿命上的显着优势使得LED非常适合那些需要投入较大人力成本更换照明灯的商业和工业应用。

    2.能效优于白炽灯和卤素灯,等同于荧光灯。另外,LED的效率也在不断提高;白光LED(WLED)的效率在随后3至4年内预计提高大约50%。

    3.更小的外形尺寸。LED灯的外形尺寸等同于MR16和GU10,而CFL无法满足这类应用。

    4.可以采用适当的驱动器提供亮度调节。对于需要调节亮度的应用,荧光灯在技术上具有局限性。尽管传统的LED设计也遇到了类似问题,但是Maxim提供的LED驱动创新方案兼容于可控硅调光和后沿调光设计。

    5.具有较强的发光方向性。与其它照明技术不同,LED非常适合需要定向照明的应用,例如:小角度反射灯。

    6.温度较低时具有更高效率。荧光灯的工作效率在低温时会下降。相比之下,LED非常适合低温工作环境,例如:冰箱灯。

    7.可轻松更改发光颜色。这一优势使得RGBLED成为建筑和情景照明的理想选择,能够根据具体要求实时更改灯光颜色。

    总之,LED具有白炽灯和荧光灯所不具备的众多优势。基于这些优势,设计人员也在不断地发掘适合LED照明的更多应用,但是,由于篇幅有限,我们不在此赘述。本文将主要讨论LED照明换代产品,用于替代相同规格的白炽灯、卤素灯或荧光灯。这些LED灯必须能够安装到现有规格尺寸内并兼容现有的基础设施。

    LED换代灯

    许多人认为LED换代灯是当前LED照明增长最快的市场。快速增长的原因很简单:这些照明灯不需要更新电气基础设施(即布线、变压器、调光器和插座),这是LED技术的显着优势。

    对于设计人员,将LED灯安装到现有的基础架构上主要存在两方面的挑战:

    1.外形尺寸。

    换代灯必须能够安装到前期灯源的框架内。

    2.电气兼容。换代灯必须能够在现有的电气架构上正常工作,不会发生灯光闪烁。

    下面,我们将逐一讨论每项挑战。

    安装到现有框架现有框架对换代灯提出了物理限制(即驱动板必须足够小)和热限制要求。这些因素制约了设计人员更换照明方案的条件(例如PAR、R和A型规格),尺寸越小的应用所面临的困难也越大,例如MR16和GU10。

    尺寸是制约换代方案的关键因素,而热限制往往更加关键。LED只发射可见光,与其它技术不同,它们不产生红外波辐射能量。因此,白光LED比白炽灯或卤素灯的能效更高,绝大多数热量通过灯内导体耗散。

    散热是制约灯管所能产生的光强的关键因素,目前在照明换代产品中使用的LED技术很难达到主流市场所能接受的亮度水平。为了突破亮度限制,需要解决散热问题,这也是产品成功地走向商业化必不可少的条件。

    散热问题还直接影响到驱动板的使用寿命。为了发出更高光强,照明灯必须工作在相当高的温度下(+80°C至+100°C)。这种温度下,驱动板的寿命会限制整个照明灯的工作,特别是电解电容成为设计面临的一个棘手问题。因为电解电容在高温下会很快干燥,在这样的条件下,这种电容的工作寿命不会超过数千小时,这也成为制约整个照明灯使用寿命的因素。较长的工作寿命是LED灯的一个主要卖点,对于设计者来说,寿命相对较短的电解电容成为设计的主要屏障。

     
     

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