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LED灯具为何成为照明主流?

文章来源:未知时间:2023-02-28 点击:
如今,LED灯具已经迅速取代了白炽灯和节能灯,成为日常照明灯具的绝对主流。这是因为LED灯具相比于传统照明灯具,有着大量无可比拟的优势。驭光者联盟俱乐部这就带大家来梳理一下LED灯具的前世今生。

LED灯具原理

LED(Light Emitting Diode),全名叫发光二极管,是一种能够将电能转化为可见光的固态半导体器件。LED发光部件由两部分组成,一部分叫P型半导体,里面以空穴为主;另一部分叫N型半导体,里面以电子为主。两部分连接在一起的结构叫做P-N结。通电以后,N型半导体里的电子就会移动到P型半导体里填充空穴,产生的能量以光的形式释放出来。发光的颜色取决于制作半导体的材料。

如今日常照明常用的白光LED,一般是将发出蓝光的GaN(氮化镓)半导体芯片,用混合有YAG(钇铝石榴石)黄色荧光粉的树脂封装起来。YAG荧光粉吸收了芯片发出的蓝光,转而发出黄光,再与剩余的蓝光混合,就形成了人眼看到的白光。蓝光芯片结合黄色荧光粉原理的LED,技术成熟,生产规模大,成本低,是目前最常见的LED发光技术。其他发光技术还有蓝光芯片结合红绿色荧光粉、紫光芯片结合红绿蓝色荧光粉、红绿蓝三色芯片混合发光三种。

照明历史大事记

1879年,爱迪生发明了第一盏白炽灯,人类照明进入电灯时代。

1938年,荧光灯(节能灯)问世。

1959年,卤素灯问世。

1961年,高压钠灯问世。

1969年,第一盏LED灯问世。当时使用的材料是GaAsP,发红光。

1976年,随着新材料的引入,发绿光和黄光的LED问世,光效也有了一定的提高。

1980年代,GaAlAs材料问世,使得红色LED的光效大幅提高,并开始应用于交通信号灯和汽车刹车灯,展现出了良好的节能效果。

1990年代初,发红光、黄光的GaAlInP和发绿、蓝光的GaInN两种新材料开发成功,使LED的光效再次大幅度提高。

1993年,日本科学家中村修二发明了以GaN为材料的高功率蓝光LED芯片,使得LED集齐了红绿蓝三基色,补上了LED用于日常照明的最后一块拼图。中村修二也凭借此项发明获得2014年诺贝尔物理学奖。

1999年,GaN蓝光LED芯片与YAG黄色荧光粉相结合的商用照明LED灯具问世。LED照明时代正式开启。

LED灯具的优点

LED灯具的原理决定了,其相比传统的白炽灯和节能灯,各方面都具有无可比拟的优点。主要优点有以下这些:

节能。LED作为一种将电能直接转化为光能的发光器件,能量转化效率高。同等亮度下,能耗仅为白炽灯的10%,节能灯的25%。

不同灯具的能量转化效率

寿命长。经过良好散热设计,采用优质加工工艺的LED灯具,使用寿命可达5万小时以上,远超白炽灯的1000小时和节能灯的8000小时。对于普通家庭来说,一次安装基本相当于一劳永逸。

抗冲击。LED灯具不含灯丝,一般不含有玻璃灯泡和灯管,不用担心磕碰损坏的问题。

环保。LED灯具不含汞等有害物质,不像节能灯含汞会污染环境。

安全:LED灯具采用低压供电,工作过程中发热少,不产生紫外线和红外线辐射,对人体无伤害。

灵活。LED芯片可以用于灯带、筒射灯、吸顶灯、吊灯、台灯等各种种类和形状的灯具,能够满足各类家装照明、办公照明、户外照明等多样化的设计需求。

可调节。LED灯通过改变电流,就能实现调光调色功能,满足未来智能照明的需求。

随着全自动化机械封装、机械贴片工艺的普及,LED灯具产品摆脱了过去可靠性低下的手工焊接模式,质量品控得到了保证,同时生产成本也得以进一步降低。机械贴片工艺能够确保LED芯片与散热底座牢固相连,提高了产品散热性能,使用寿命得到了充分的保证。

现如今,Ra>90的LED灯具产品已经十分常见。显色指数也已经不再是LED产品的缺点,今后随着紫光LED芯片结合红绿蓝荧光粉技术的普及,LED灯具的发光质量也能达到接近自然光的水准。相比过去的白炽灯和节能灯,LED灯在各个方面都具有非常显著的优点。而随着技术的进步,早期LED灯的缺点也早已被克服。未来,LED灯具的优势只会越发凸显,21世纪将是LED照亮的世纪。
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