led光學(xué)需掌握哪些知識(shí)
- 教育綜合
- 2023-07-16 07:57:12
LED燈用到的光學(xué)知識(shí)?
1、光( light ) 光的本質(zhì)是電磁波 , 是整個(gè)電磁波譜中極小范圍的一部分光是能量的一種形態(tài);光是電磁波輻 射到人的眼睛,經(jīng)視覺(jué)神經(jīng)轉(zhuǎn)換為光線,即能被肉眼看見(jiàn)的那部份光譜。這類射線的波長(zhǎng)范圍在 380 到 760nm 之間,僅僅是電磁輻射光譜非常小的一部份。溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于50Hz 工作時(shí)的溫度, 從而產(chǎn)生更高色溫的白色色表和更好的顯色性。 2、光通量(光束)Φ 光源發(fā)射并被人的眼睛接收的能量之和為光通量。一般情況下,同類型的燈的功率越高,光通 量也越大。例如:一只 40W 的普通白熾燈的光通量為 350---470lm,而一只 40W 的普通直管形 熒光燈的光通量為 2800lm 左右,為led特性有哪些?詳細(xì)介紹
led是我們?nèi)粘I钪蟹浅3R?jiàn)的一種燈光使用,LED作為一種新的發(fā)光方法,給我們的日常生活帶來(lái)非常多的便利。但是我們對(duì)于LED實(shí)際上又有多少的了解呢?除了那總所周知的LED的發(fā)光方法是通過(guò)發(fā)光二極管之外,其實(shí)大家對(duì)于LED實(shí)在了解非常少。那么接下來(lái),小編就LED的特性來(lái)給講講LED的一些小知識(shí)吧。同時(shí)了解了LED的特性,大家在日常生活中也能夠更好地使用LED了。
1、LED電學(xué)特性
LED工作時(shí),外加偏壓、偏流一定促使載流子復(fù)合發(fā)出光,還有一部分變?yōu)闊?,使結(jié)溫升高。若結(jié)溫為T(mén)j、外部環(huán)境溫度為T(mén)a,則當(dāng)Tj>Ta時(shí),內(nèi)部熱量借助管座向外傳熱,散逸熱量(功率),可表示為P=KT(Tj-Ta)。響應(yīng)時(shí)間表征某一顯示器跟蹤外部信息變化的快慢。不同材料制得的LED響應(yīng)時(shí)間各不相同;如GaAs、GaAsP、GaAlAs其響應(yīng)時(shí)間<10-9S,GaP為10-7S。因此它們可用在10~100MHZ高頻系統(tǒng)。
2、LED光學(xué)特性
發(fā)光二極管有紅外(非可見(jiàn))與可見(jiàn)光兩個(gè)系列,前者可用輻射度,后者可用光度學(xué)來(lái)量度其光學(xué)特性。發(fā)光法向光強(qiáng)及其角分布:發(fā)光強(qiáng)度(法向光強(qiáng))是表征發(fā)光器件發(fā)光強(qiáng)弱的重要性能。LED大量應(yīng)用要求是圓柱、圓球封裝,由于凸透鏡的作用,故都具有很強(qiáng)指向性:位于法向方向光強(qiáng)最大,其與水平面交角為90°。當(dāng)偏離正法向不同θ角度,光強(qiáng)也隨之變化。發(fā)光強(qiáng)度隨著不同封裝形狀而強(qiáng)度依賴角方向。
3、熱學(xué)特性
LED的光學(xué)參數(shù)與pn結(jié)結(jié)溫有很大的關(guān)系。一般工作在小電流IF<10mA,或者10~20mA長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)點(diǎn)亮LED溫升不明顯。若環(huán)境溫度較高,LED的主波長(zhǎng)或λp就會(huì)向長(zhǎng)波長(zhǎng)漂移,BO也會(huì)下降,尤其是點(diǎn)陣、大顯示屏的溫升對(duì)LED的可靠性、穩(wěn)定性影響應(yīng)專門(mén)設(shè)計(jì)散射通風(fēng)裝置。每當(dāng)結(jié)溫升高10℃,則波長(zhǎng)向長(zhǎng)波漂移1nm,且發(fā)光的均勻性、一致性變差。這對(duì)于作為照明用的燈具光源要求小型化、密集排列以提高單位面積上的光強(qiáng)、光亮度的設(shè)計(jì)尤其應(yīng)注意用散熱好的燈具外殼或?qū)iT(mén)通用設(shè)備、確保LED長(zhǎng)期工作。
總結(jié):小編在上文中就LED的三個(gè)不同特性來(lái)給大家介紹了有關(guān)LED的另外的知識(shí)。大家通過(guò)上文中關(guān)于LED特性的一些了解,能夠在日常生活中更好地使用LED了。因?yàn)長(zhǎng)ED的使用,不僅僅只是單純地使用,使用環(huán)境對(duì)于LED的具體表現(xiàn)有非常大的影響。因此大家在下次使用LED的時(shí)候,一定要好好地了解和明白LED的一些特性,使得LED能夠更好地發(fā)光發(fā)亮。
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led燈具設(shè)計(jì)需要具備哪些基本知識(shí)?
LED燈具組成 無(wú)論哪種燈具,都由以下幾個(gè)部分組件構(gòu)成 1、電源輸入接口:起連接電源的作用,如球泡燈的燈頭 。 2、外殼:一般由散熱良好的鋁型材構(gòu)成,燈具外形的特征,LED散熱作用,外殼的散熱設(shè)計(jì)直接影響到燈具的使用效率及壽命。 3、燈罩:不僅僅是罩在燈上為了使光聚集在一起的作用,還可以防止觸電,對(duì)保護(hù)眼睛也有作用,所以每個(gè)燈上都會(huì)有燈罩 有PC燈罩、玻璃燈罩、塑料燈罩 4、LED光源:由N個(gè)LED組合在一起,是此燈具的核心部件,燈具均通過(guò)它發(fā)出最初可見(jiàn)光 5、驅(qū)動(dòng)電源:因?yàn)閱蝹€(gè)LED工作電壓為低電壓,且工作電壓范圍很窄直接供電,LED不能正常工作且極易損壞,所以必須通過(guò)電路對(duì)輸入電源進(jìn)行恒壓求led相關(guān)專業(yè)知識(shí)?
LED的發(fā)光原理 LED手電筒 發(fā)光二極管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物,如GaAs(砷化鎵)、GaP(磷化鎵)、GaAsP(磷砷化鎵)等半導(dǎo)體制成的,其核心是PN結(jié)。因此它具有一般P-N結(jié)的I-N特性,即正向?qū)?,反向截止、擊穿特性。此外,在一定條件下,它還具有發(fā)光特性。在正向電壓下,電子由N區(qū)注入P區(qū),空穴由P區(qū)注入N區(qū)。進(jìn)入對(duì)方區(qū)域的少數(shù)載流子(少子)一部分與多數(shù)載流子(多子)復(fù)合而發(fā)光,如圖1所示。 假設(shè)發(fā)光是在P區(qū)中發(fā)生的,那么注入的電子與價(jià)帶空穴直接復(fù)合而發(fā)光,或者先被發(fā)光中心捕獲后,再與空穴復(fù)合發(fā)光。除了這種發(fā)光復(fù)合外,還有些電子被非發(fā)光中心(這個(gè)中心介于導(dǎo)帶、介帶中間附近)捕獲,而后再與空LED的光學(xué)數(shù)值有哪些?
LED燈的主要參數(shù):1、色溫:常規(guī)色溫:暖白光(WW)2700-3200k、自然光(NW)4000-4500K、正白光(PW)6000-6500K、 冷白光(CW)7000-7500k 【此處冷白光區(qū)別與珠寶燈的冷白光,珠寶燈的冷白光一般為15000-20000K】另外,紅色、綠色、藍(lán)色等單一彩色燈珠chang也可以做。2、功率:LED球泡燈一般的功率都在12W以下。常見(jiàn)LED球泡燈功率分為:3w、4w、5w、6w、7w、8w、9w、10w。3、電壓和電流:電壓和電流也是LED球泡燈很重要的基本參數(shù)。世界不同國(guó)家的電網(wǎng)電壓以及某些場(chǎng)合使用的電壓是不一樣的。常用的電壓為12v、110v、220v、85v-265v。電流分為輸入電流和燈珠電流。第一:輸入電流:可以用電源測(cè)試出來(lái)了,不同的功率不一樣,以儀器為準(zhǔn)。第二:燈珠電流:一般大功率都是以300mA—320mA-之間。電流對(duì)LED燈的光衰影響很大,因此電流的穩(wěn)定性也很重要。燈珠電流和電壓不能給的太大,否則會(huì)嚴(yán)重影響LED燈的壽命。4、光效:光效也是LED球泡燈很重要的一個(gè)因素。目前(2013年8月)為止,用日亞、科銳等芯片的燈珠光效一般為150-0Lm/W左右?!敬颂幉豢紤]實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下測(cè)試的光效,目前(2013-4月為止,科銳公布的實(shí)驗(yàn)室下最高光效為276Lm/W】,目前國(guó)內(nèi)用臺(tái)灣芯片的燈珠光效基本在100-130Lm/W上下。5、光通量:光通量主要由LED球泡燈的光效和功率來(lái)決定。一般用積分球測(cè)量。6、照度:照度一般燈光設(shè)計(jì)師會(huì)考慮的比較多,一般情況下,我們考慮的很少。照度的單位為勒克斯,英文為L(zhǎng)ux,現(xiàn)在也可以縮寫(xiě)為L(zhǎng)x。1 Lm的光通量均勻分布在1平方米表面上所產(chǎn)生的光照度.照度通常用照度表進(jìn)行測(cè)量,照度表使用簡(jiǎn)單,購(gòu)買(mǎi)成本便宜,在沒(méi)有積分球系統(tǒng)的時(shí)候可以用照度表來(lái)測(cè)量作為一些參考。7、光衰:光衰用通俗的話講,就是球泡燈在使用一定時(shí)間后,亮度下降了多少。影響LED燈光衰最主要的因素是散熱和電流。電流不穩(wěn)定、散熱效果差,光衰就會(huì)很嚴(yán)重。如果LED燈泡使用的是隔離式恒壓+恒流LED驅(qū)動(dòng)電源、車鋁燈殼散熱,則光衰控制在2‰以內(nèi)。8、色差:色差就是色溫的不一致性,一般暖白光(2700-3200k)會(huì)考慮到色差問(wèn)題。暖白光就是我們平時(shí)說(shuō)的黃光,有時(shí)候我們買(mǎi)了兩支同樣品牌、同樣功率發(fā)黃光的節(jié)能燈,在同一環(huán)境下點(diǎn)亮,會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)光色比較亮,一個(gè)光色比較暗,這種情況就是色差。在有些場(chǎng)合,色差是覺(jué)得不允許出現(xiàn)的。9、顯色性:光源對(duì)物體本身顏色呈現(xiàn)的程度稱為顯色性,也就是顏色逼真的程度;光源的顯色性是由顯色指數(shù)來(lái)表明,它表示物體在光下顏色比基準(zhǔn)光(太陽(yáng)光)照明時(shí)顏色的偏離,能較全面反映光源的顏色特性。顯色性高的光源對(duì)顏色表現(xiàn)較好,我們所見(jiàn)到的顏色也就接近自然色,顯色性低的光源對(duì)顏色表現(xiàn)較差,我們所見(jiàn)到的顏色偏差也較大。國(guó)際照明委員會(huì)CIE 把太陽(yáng)的顯色指數(shù)定為 100 ,各類光源的顯色指數(shù)各不相同,如:高壓鈉燈顯色指數(shù) Ra=23 ,熒光燈管顯色指數(shù) Ra=60~90 。顯色分兩種:忠實(shí)顯色:能正確表現(xiàn)物質(zhì)本來(lái)的顏色需使用顯色指數(shù) (Ra) 高的光源,其數(shù)值接近100 ,顯色性最好。效果顯色:要鮮明地強(qiáng)調(diào)特定色彩,表現(xiàn)美的生活可以利用加色法來(lái)加強(qiáng)顯色效果。10、眩光:視野內(nèi)有亮度極高的物體或強(qiáng)烈的亮度對(duì)比,則可以造成視覺(jué)不舒適稱為眩光,眩光是影響照明質(zhì)量的重要因素。11、使用壽命:LED在一般說(shuō)明中,都是可以使用50,000小時(shí)以上,還有一些生產(chǎn)商宣稱其LED可以運(yùn)作100,000小時(shí)左右。這方面主要的問(wèn)題是,LED并不是簡(jiǎn)單的不再運(yùn)作而已,它的額定使用壽命不能用傳統(tǒng)燈具的衡量方法來(lái)計(jì)算。實(shí)際上,在測(cè)試LED使用壽命時(shí),不會(huì)有人一直呆在旁邊等著它停止運(yùn)作。不過(guò),還是有其他方法來(lái)測(cè)算LED的使用壽命。LED之所以持久,是因?yàn)樗粫?huì)產(chǎn)生燈絲熔斷的問(wèn)題。LED不會(huì)直接停止運(yùn)作,但它會(huì)隨著時(shí)間的推移而逐漸退化。有預(yù)測(cè)表明,高質(zhì)量LED在經(jīng)過(guò)50,000小時(shí)的持續(xù)運(yùn)作后,還能維持初始燈光亮度的60%以上。假定LED已達(dá)到其額定的使用壽命,實(shí)際上它可能還在發(fā)光,只不過(guò)燈光非常微弱罷了。要想延長(zhǎng)LED的使用壽命,就有必要降低或完全驅(qū)散LED芯片產(chǎn)生的熱能。熱能是LED停止運(yùn)作的主要原因。