介紹LED節(jié)能燈的工作原理和原理圖

時(shí)間:2010-03-18 08:41:54來(lái)源:網(wǎng)友作者:admin 點(diǎn)擊:次

無(wú)

一、LED發(fā)光效率：稱(chēng)為組件的外部量子效率，其為組件的內(nèi)部量子效率與組件的取出效率的乘積。所謂組件的內(nèi)部量子效率，其實(shí)組件本身的電光轉(zhuǎn)換效率，主要與組件本身的特性（如組件材料的能帶、缺陷、雜質(zhì)）、組件的壘晶組成及結(jié)構(gòu)等相關(guān)。而組件的取出效率則指的是組件內(nèi)部產(chǎn)生的光子，在組件本身的吸收、折射、反射后，在組件外部可測(cè)量到的光子數(shù)目。，關(guān)于取出效率的因素了組件材料本身的吸收、組件的幾何結(jié)構(gòu)、組件及封裝材料的折射率差及組件結(jié)構(gòu)的散射特性等。而組件的內(nèi)部量子效率與組件的取出效率的乘積，整個(gè)組件的發(fā)光效果，也組件的外部量子效率。早期組件發(fā)展集中在提高其內(nèi)部量子效率，主要方法是通過(guò)提高壘晶的質(zhì)量及改變壘晶的結(jié)構(gòu)，使電能不易轉(zhuǎn)換成熱能，進(jìn)而間接提高LED的發(fā)光效率，從而可獲得70%左右的理論內(nèi)部量子效率，但是這樣的內(nèi)部量子效率幾乎已經(jīng)接近理論上的極限。在這樣的狀況下，光靠提高組件的內(nèi)部量子效率是不提高組件的總光量的，提高組件的取出效率便成為重要的研究課題。目前的方法主要是：晶粒外型的改變——TIP結(jié)構(gòu)，表面粗化技術(shù)。
二、LED發(fā)光機(jī)理：PN結(jié)的端電壓構(gòu)成勢(shì)壘，當(dāng)加正向偏置電壓時(shí)勢(shì)壘下降，P區(qū)和N區(qū)的多數(shù)載流子向?qū)Ψ綌U(kuò)散。電子遷移率比空穴遷移率大得多，會(huì)出現(xiàn)大量電子向P區(qū)擴(kuò)散，構(gòu)成對(duì)P區(qū)少數(shù)載流子的注入。這些電子與價(jià)帶上的空穴復(fù)合，復(fù)合時(shí)得到的能量以光能的形式釋放出去。這PN結(jié)發(fā)光的原理。
三、LED熱學(xué)特性：小電流下，LED溫升不明顯。若環(huán)境溫度較高，LED的主波長(zhǎng)就會(huì)紅移，亮度會(huì)下降，發(fā)光均勻性、一致性變差。尤其點(diǎn)陣、大顯示屏的溫升對(duì)LED的可靠性、穩(wěn)定性影響更為顯著。散熱設(shè)計(jì)很關(guān)鍵。
四、LED電氣特性：電流控制型器件，負(fù)載特性類(lèi)似PN結(jié)的UI曲線(xiàn)，正向?qū)妷旱臉O小變化會(huì)引起正向電流的很大變化（指數(shù)級(jí)別），反向漏電流很小，有反向擊穿電壓。在使用中，應(yīng)選擇。LED正向電壓隨溫度升高而變小，具有負(fù)溫度系數(shù)。LED消耗功率，一部分轉(zhuǎn)化為光能，這是我們的。剩下的就轉(zhuǎn)化為熱能，使結(jié)溫升高。散發(fā)的熱量（功率）可表示為。
五、LED光學(xué)特性：LED提供的是半寬度很大的單色光，半導(dǎo)體的能隙隨溫度的上升而減小，它所發(fā)射的峰值波長(zhǎng)隨溫度的上升而增長(zhǎng)，即光譜紅移，溫度系數(shù)為+2~3A/ 。LED發(fā)光亮度L與正向電流近似成比例：，K為比例系數(shù)。電流增大，發(fā)光亮度也近似增大。發(fā)光亮度也與環(huán)境溫度有關(guān)，環(huán)境溫度高時(shí)，復(fù)合效率下降，發(fā)光強(qiáng)度減小。
六、白光LED：類(lèi)自然光譜白光LED主要有三種：第一種是比較成熟且已商業(yè)化的藍(lán)光芯片+黃色熒光粉來(lái)獲得白光，這種白光成本最低，但是藍(lán)光晶粒發(fā)光波長(zhǎng)的偏移、強(qiáng)度的變化及熒光粉涂布厚度的改變均會(huì)影響白光的均勻度，而且光譜呈帶狀較窄，色彩不全，色溫偏高，顯色性偏低，燈光對(duì)眼睛不柔和不協(xié)調(diào)。人眼進(jìn)化最適應(yīng)的是太陽(yáng)光，白熾燈的連續(xù)光譜是最好的，色溫為2500K，顯色指數(shù)為100。這種白光還改進(jìn)，比如加多發(fā)光過(guò)程來(lái)改善光譜，使之連續(xù)且足夠?qū)挕５诙N是紫外光或紫光芯片+紅、藍(lán)、綠三基色熒光粉來(lái)獲得白光，發(fā)光原理類(lèi)似于日光燈，該方法顯色性更好，而且UV-LED不參與白光的配色，UV-LED波長(zhǎng)與強(qiáng)度的波動(dòng)對(duì)于配出的白光而言不會(huì)特別地敏感，并可由各色熒光粉的選擇和配比，調(diào)制出可接受色溫及演色性的白光。但同樣存在所用熒光粉有效轉(zhuǎn)化效率低，尤其是紅色熒光粉的效率大幅度提高的問(wèn)題。這類(lèi)熒光粉發(fā)光穩(wěn)定性差、光衰較大、配合熒光粉紫外光波長(zhǎng)的選擇、UV-LED制作的難度及抗UV封裝材料的開(kāi)發(fā)也是克服的困難。第三種是三基色原理將RGB三種超高亮度LED混合成白光，該方法的優(yōu)點(diǎn)是不需熒光粉的轉(zhuǎn)換而直接配出白光，除了可避免熒光粉轉(zhuǎn)換的損失而得到較佳的發(fā)光效率外，更可以分開(kāi)控制紅、綠、藍(lán)光LED的發(fā)光強(qiáng)度，達(dá)成全彩的變色效果（可變色溫），并可由LED波長(zhǎng)及強(qiáng)度的選擇得到較佳的演色性。但這種辦法的問(wèn)題是綠光的轉(zhuǎn)換效率低，混光困難，驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)容－源－電－子－網(wǎng)－為你提供技術(shù)支持

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