LED灯泡

LED灯泡是 Light Emitting Diode英文单词的缩写，发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。

简介

提起照明，人们马上会想到灯具店中那些五颜六色的各式灯具。尽管这些灯具的形态各异，但其照明的核心部分―――灯泡其实主要有三种：白炽灯和荧光灯、气体放电灯。不过，这种格局不久将会发生改变，因为照明领域的一颗新星―――发光二极管灯泡正在走向实用化阶段。　发光二极管发明于20世纪60年代，在随后的数十年中，其基本用途是作为收录机等电子设备的指示灯。为了充分发挥发光二极管的照明潜力，科学家开发出用于照明的新型发光二极管灯泡、LED空气维生素净灯泡。这种灯泡具有效率高、寿命长的特点，可连续使用10万小时，比普通白炽灯泡长100倍。

起源

尼克-霍洛尼亚柯是美国通用电气公司一名普通的研究人员。1962年，他研制成世界上第一支发红光的二极管(LED-light-emitting diodes)。他认为，能获得红光也必将有可能获得其他颜色的光。1963年，他在美《读者文摘》上撰文称，未来照明及显示领域将是发光二极管的天下!

霍洛尼亚柯发明了发光二极管后的第二年，他离开通用电气公司，成为伊利诺大学电气工程教授。他想通过教育培养出更多的学生，通过他们来改进和推广发光二极管的应用。他在该大学教出的很多物理学博士成为了企业家、首席行政官或研究人员。并将其发明经过改进后成功实现了发光二极管的市场化。

1963年，霍洛尼亚柯又发明了世界上第一个发红光的半导体激光器。这种激光二极管现已成为CD、DVD、播放机、激光打印机和复印机的关键部件。从上世纪70年代起，霍洛尼亚柯开始了将发光二极管发光光谱扩展到不可见光———红外线的工作。发红外光的二极管不仅将改变长途通信系统，也将改变计算机的面貌。现今，近八十高龄的霍洛尼亚柯仍在不断追求，意图用发光二极管的方法，将大量光学开关集成在芯片上，进而实现光计算机的梦想。

霍洛尼亚柯的贡献在于给了后人以新的启发，使研究新光源、新器件开辟了新途径。人们已制成能发黄、绿、蓝、白等不同色彩的发光二极管。如今用发光二极管制成的巨型显示屏风迷世界各地，显示的数字即使白天也十分清楚。而交通灯及汽车内的所有指示灯几乎全用的是发光二极管。

灯泡简介

led节能灯泡现状LED照明灯主要还是以大功率白光LED单灯为主。led照明灯具是led灯具的统称，随着LED技术的进一步成熟，LED将会在居室照明灯具设计开发领域取得更多更好的发展。21世纪的居室灯具设计将会是以led照明灯泡设计为主流，同时充分体现节能化、健康化、艺术化和人性化的照明发展趋势，成为居室灯光文化的主导。

传统白炽灯（钨丝灯）耗能高、寿命短，在全球资源紧张的大环境下，已渐渐被各国政府禁止生产，随之替代产品是电子节能灯，电子节能灯虽然提高了节能效果，但由于使用了诸多污染环境的重金属元素，又有悖于环境保护的大趋势。随着LED技术的高速发展LED照明逐渐成为新型绿色照明的不二之选。LED在发光原理、节能、环保的层面上都远远优于传统照明产品。

由于白炽灯及电子节能灯在人们的日常使用中仍占据着非常高的比例，为了减少浪费，LED照明制造厂商必须开发符合现有接口和人们使用习惯的LED照明产品，使得人们在不需要更换原传统灯具基座和线路的情况下就可使用新一代的LED照明产品。于是LED球泡灯就应运而生。

特点

一、节能化 研究资料表明，由于LED是冷光源，半导体照明自身对环境没有任何污染，与白炽灯、荧光灯相比，节电效率可以达到90%以上。在同样亮度下，耗电量仅为普通白炽灯的1/10，荧光灯管的1/2。

二、健康化 LED是一种绿色光源。LED灯直流驱动，没有频闪；没有红外和紫外的成分，没有辐射污染，显色性高并且具有很强的发光方向性；调光性能好，色温变化时不会产生视觉误差；冷光源发热量低，可以安全触摸；这些都是白炽灯和日光灯达不到的。它既能提供令人舒适的光照空间，又能很好地满足人的生理健康需求，是保护视力并且环保的健康光源。 由于单只LED功率较小，光亮度较低，不宜单独使用，而将多个LED组装在一起设计成为实用的LED照明灯具则具有广阔的应用前景。灯具设计师可根据照明对象和光通量的需求，决定灯具光学系统的形状、LED的数目和功率的大小；也可以将若干个LED发光管组合设计成点光源、环形光源或面光源的"二次光源"，根据组合成的"二次光源"来设计灯具。

三、艺术化 光色是构成视觉美学的基本要素，是美化居室的重要手段。光源的选用直接影响灯光的艺术效果，LED在光色展示灯具艺术化上显示了无与伦比的优势；彩色LED产品已覆盖了整个可见光谱范围，且单色性好，色彩纯度高，红、绿、黄LED的组合使色彩及灰度(1670万色)的选择具有较大的灵活性。灯具是发光的雕塑，由材料、结构、形态和肌理构造的灯具物质形式也是展示艺术的重要手段。LED技术使居室灯具将科学性和艺术性更好地有机结合，打破了传统灯具的边边框框，超越了固有的所谓灯具形态的观念，灯具设计在视知觉与形态的艺术创意表现上，以一个全新的角度去认识、理解和表达光的主题。可以更灵活地利用光学技术中明与暗的搭配、光与色的结合，材质、结构设计的优势，提高设计自由度来弱化灯具的照明功能。

发光原理

发光二极管灯泡无论在结构上还是在发光原理上，都与传统的白炽灯有着本质的不同。二极管是电子线路中的常用元件，它由半导体PN结，加上电极引线和管壳制成。二极管有PN结两个电极，所以称二极管。二极管具有单向导电性。二极管的种类很多，常见的有检波管、整流管、稳压管、开关管、阻尼二极管、发光管、光电管等。

发光二极管通常用砷化镓、磷化镓等半导体材料制成，它在通过正向电流时会发光，发光的颜色取决于所用的材料，可发出红色、黄色、绿色及红外光等。发光二极管一般用透明的塑料封装，管脚长的为正极，管脚短的为负极。有的发光二极管有三个引出脚，根据管脚电压情况能发出两种颜色的光。

设计理论

LED的出现打破了传统光源的设计方法与思路，有两种最新的设计理念。

发展前景

长期以来，人们之所以没有将发光二极管用于照明，主要是因为发光二极管通常只能发出红色光或黄色光，要想获得白色光，还必须制造出能发出蓝光的发光二极管。这样，红、黄、蓝三种光“混合”后，就产生出白光。 这个困扰人们的难题终于得到解决。科学家发现了一种新型半导体材料―――氮化镓，它在经过适当处理后就能发出蓝光。发蓝光的问题解决后，发白光的问题就有了希望。英国剑桥大学材料系的柯林.翰弗莱斯称，他们在实验中已研制出可发白光的发光二极管灯泡，这种灯泡发出的光线与阳光十分接近，具有良好的应用前景。他说，发光二极管灯泡以半导体为材料，因此，这种发光装置可以做的很小，只有几毫米，将其安装在墙壁或天花板上，如果不开灯，几乎察觉不到它们的存在，这样就免去了普通白炽灯需配上灯罩以防光线刺眼睛的麻烦。另外，这种灯泡的寿命很长，安上后几乎不用更换，今后人们也许会忘记换灯泡是怎么一回事。他正在呼吁英国政府增加投入，以保证英国能在这一技术领域走在前列。 除经久耐用外，这种灯泡在节能方面也有很大潜力。据计算，如果美国的灯泡中有一半使用发光二极管灯泡，则可关闭24座发电站，节省数十亿美元，二氧化碳的排放量也将明显下降。正因如此，美国已计划到2006年，所有的交通灯都使用发光二极管灯泡，这样每个交叉路口每年即可节省750美元。 尽管这种灯泡好处多多，但要真正走入普通家庭还面临两大障碍。一是价格太高，每个灯泡的价格为30英镑，而普通白炽灯泡只有35便士，差距太大。二是还难以生产出适合家庭使用的发白光的灯泡。

发展设计

1. 针对LED灯泡只有照明作用的特点，设计了一系列LED灯泡，它不但有照明作用，而且有装饰作用。

市场周期

来自Canaccord Adams的资深资产分析师Jed Dorsheimer讨论了LED市场的周期问题。第一轮周期始于本世纪的头几年，主要受移动手持设备推动，LED用来照亮键盘，之后便是作为手机彩屏的背光源。LED制造的大幅增长造成了在2004-2005年间的产能过剩。不过在此周期内推动了LED性能的提高以及价格的下降，反过来开创了LED的第二轮周期，也就是作为中尺寸笔记本和大尺寸电视的LED背光源。基于（平板）电视市场的快速增长，Dorsheimer表示LED产业将会经历明显的产能不足，到2012年LED芯片缺口将达到700-1000亿只。需要再投入几百台MOCVD的产能、而且蓝宝石衬底也应得到足够的供应。Dorsheimer相信按照发展趋势，未来将导致30%的LED产能过剩，需要“一至两年的消化周期”；2014-2016年间产能将不会有太大增长。历史将重演，由于LED价格的下降以及性能的提升，将有助于该产业晋级到下一轮周期，然而推动因素是照明。

未来应用

发展历程

—产业照明技术在IT及BIO革命中起着主角和配角的（举足轻重）的作用

—LED是21世纪的新光，其应用及研究并迅速发展

—韩国及东亚的LED技术领先于世界市场（占世 界市场的70%）

—LED技术的巨大浪潮将是人类照明史的第二次革命

—在未来五年，LED技术将迈向白热灯，日光灯，卤素灯的替代地位。

—2010年LED灯将占世界照明市场的16%。

照明大事记

—1879 爱迪生发明电灯

—1959 卤素灯问世

—1961高压钠灯问世

—1962金属卤化物灯

—1969 第一盏LED灯(红色)

—1976 绿色LED灯

—1983荧光灯问世

—1993蓝色LED灯

—1999白色LED灯

—2000 LED应用于室内照明

—LED的开发是继白热灯照明发展历史120年以来的第二革命

—21世纪开始，通过在自然，人类和科学之间奇妙的相遇而开发的LED，将成为光世界的创新，对人类必不可少的绿色技术光革命。

—LED将是继爱迪生发明电灯泡以来重新将开始巨大的光革命。

LED灯泡现状LED照明灯主要还是以大功率白光LED单灯为主，世界前三的LED照明灯生产厂家 质保三年，大颗粒每瓦大于等于100流明，小颗粒每瓦大于等于110流明。 光衰大颗粒小于3%每年，光衰小颗粒小于3%每年。

LED太阳能路灯，LED投光灯，LED吊顶灯，LED日光灯都已经可以批量生产了。例如10瓦的LED日光灯就可以替换40瓦的普通日光灯或者节能灯。

如何选购

1、LED输出光通量（LM数）不同，价格不同。用于LED灯具的LED应符合雷射等级Ⅰ类标准。

2、抗静电能力抗静电能力强的LED，寿命长，因而价格高。通常单体抗静电大于700V的LED才能用于LED灯饰。

3、波长一致性好的LED，颜色一致，如要求颜色一致，则价格高。没有LED分光分色仪的生产商很难生产色彩纯正的产品。

4、漏电电流

LED是单向导电的发光体，如果有反向电流，则称为漏电，漏电电流大的LED，寿命短，价格低。

5、发光角度用途不同的LED其发光角度不一样。特殊的发光角度，价格较高。如全漫射角，价格较高。

6、寿命不同，品质的关键是寿命。寿命由光衰决定。光衰小、寿命长，价格高。

7、晶片

LED的发光体为晶片，不同的晶片，价格差异很大。日本、美国的晶片较贵，一般台湾及国产的晶片价格低于日、美（CREE）。

8、晶片大小晶片的大小以边长表示，大晶片LED的品质比小晶片的要好。价格同晶片大小成正比。

9、胶体普通的LED的胶体一般为环氧树脂，加有抗紫外线及防火剂的LED价格较贵，高品质的户外LED灯饰应抗紫外线及防火。每一种产品都会有不同的设计，不同的设计适用于不同的用途，LED灯饰的可靠性设计方面包含：电气安全、防火安全、适用环境安全、机械安全、健康安全、安全使用时间等因素。从电气安全角度看，应符合相关的国际、国家标准。

由于LED是新产品，中国国家标准滞后，但国家提供产品合格测试。具有国际安全认证（如GS、CE、UL等）及国家产品质量合格证的LED灯饰价格要高，因为这些产品在安全设计上是可靠的。消费者注意的是要认真鉴别证书的真伪，有国际安全认证及国家产品合格证的厂家并不多。

从健康方面，采用无毒材料设计的产品价格要高，特别是室内LED灯饰，千万别贪便宜选用有异味的LED灯饰，仅少数几家LED厂家是用无毒材料生产，辨别的方法可以直接用鼻子分别，有臭味的产品比无臭味的价格更低很多。类似铅、汞、镉等毒素需专业人员分析。从适用环境安全看,有可靠的防尘防潮设计,材料防火、防紫外线、防低温开裂的LED产品的价格高。

优点

1，节能。白光LED的能耗仅为白炽灯的1/10，节能灯的1/4；

2，长寿。寿命可达10万小时以上,对普通家庭照明可谓"一劳永逸"；

3，可以工作在高速状态.节能灯如果频繁的启动或关断灯丝就会发黑很快的坏掉；

4，固态封装，属于冷光源类型。所以它很方便运输和安装，可以被装置在任何微型和封闭的设备中，不怕振动，基本上用不着考虑散热；

5，LED技术正日新月异的在进步，它的发光效率正在取得惊人的突破，价格也在不断的降低。一个白光LED进入家庭的时代正在迅速到来；

6，环保，没有汞的有害物质。LED灯泡的组装部件可以非常容易的拆装，不用厂家回收都可以通过其它人回收。

总结：很明显，只要LED灯的成本随led技术的不断提高而降低。节能灯及白炽灯必然会被LED灯泡所取代。国家越来越重视照明节能及环保问题，已经在大力推行使用LED灯泡了。

优势

1) 配光技术使LED点光源扩展为面光源，增大发光面，消除眩光，升华视觉效果，消除视觉疲劳；

2) 透镜与灯罩一体化设计。透镜同时具备聚光与防护作用，避免了光的重复浪费，让产品更加简洁美观；

3)大功率LED平面集群封装，及散热器与灯座一体化设计。充分保障了LED散热要求及使用寿命，从根本上满足了LED灯具结构及造型的任意设计，极具LED灯具的鲜明特色；

4) 节能显著。采用超高亮大功率LED光源，配合高效率电源，比传统白炽灯节电80%以上，相同功率下亮度是白炽灯的10倍；

5) 超长寿命50,000小时以上，是传统钨丝灯的50倍以上。LED采用高可靠的先进封装工艺—共晶焊，充分保障LED的超长寿命；

6) 无频闪。纯直流工作，消除了传统光源频闪引起的视觉疲劳；

7) 绿色环保。不含铅、汞等污染元素，对环境没有任何污染；

8) 耐冲击，抗雷力强，无紫外线（UV）和红外线（IR）辐射。无灯丝及玻璃外壳，没有传统灯管碎裂问题，对人体无伤害、无辐射。

9) 低热电压下工作，安全可靠。表面温度≤60℃（环境温度Ta=25℃时）；

10) 宽电压范围，全球通用。85V~ 264VAC全电压范围恒流，保证寿命及亮度不受电压波动影响；

11) 采用PWM恒流技术，效率高，热量低，恒流精度高；

12) 降低线路损耗，对电网无污染。功率因数≥0.9，谐波失真≤20%，EMI符合全球指标，降低了供电线路的电能损耗和避免了对电网的高频干扰污染；

13)通用标准灯头，可直接替换现有卤素灯、白炽灯、荧光灯；

14) 发光效率可高达80 Lm/w，多种色温可选，显色指数高，显色性好；

补充优点

LED的内在特征决定了它具有很多优点，诸如：

一、体积小

LED基本上是一块很小的晶片被封装在环氧树脂里面，所以它非常小，非常轻。

二、耗电量低

LED耗电相当低，直流驱动，超低功耗（单管0.03-0.06瓦），电光功率转换接近30%。一般来说LED的工作电压是2-3.6V，工作电流是0.02-0.03A；这就是说，它消耗的电能不超过0.1W，相同照明效果比传统光源节能近80%。

三、使用寿命长

有人称LED光源为长寿灯。它为固体冷光源，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，在恰当的电流和电压下，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。

四、高亮度、低热量

LED使用冷发光技术，发热量比普通照明灯具低很多。

五、环保

LED是由无毒的材料作成，不像荧光灯含水银会造成污染，同时LED也可以回收再利用。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，冷光源，可以安全触摸，属于典型的绿色照明光源

六、坚固耐用

LED被完全封装在环氧树脂里面，比灯泡和荧光灯管都坚固。灯体内也没有松动的部分，使得LED不易损坏.

维修

LED灯带在生产中难免会产生不良，而对于LED灯带不良品的维修是一件需要特别注意的事。因为LED灯带在维修时很容易因为操作不当，而造成LED灯带的报废。

1、防静电

因为LED是静电敏感元件，如果在维修LED灯带时没有做好防静电措施，就会烧坏LED，造成浪费。这里需要注意的是烙铁一定要使用防静电烙铁，同时维修人员也必须做好防静电措施（如戴静电环和防静电手套等）

2、持续高温

LED灯带的两个重要组成部分LED和FPC，都是不能持续耐高温的产品。FPC如果在持续高温或者是超过其承受温度，就会使FPC的覆盖膜起泡，直接造成LED灯带报废。同时，LED也不能持续的耐受高温，在高温时间下久了，其芯片会被高温烧坏。因此，维修LED灯带时所采用的烙铁一定要采用控温烙铁，把温度限定在一个范围内，禁止随便更改和设定。另外，即便如此，还需要注意在维修时烙铁不要在LED的脚位停留时间超过10秒，如果超过这个时间，就很可能会烧坏LED芯片。

3、短路

很多LED灯带不良是因为脚位处有短路，在维修前一定要查明真正的不良原因。否则，贸然更换不良的LED之后，再次通电时还会继续造成该LED的芯片被短路电流击穿。所以，在更换新的LED之前，一定要先找出不良的真正原因，对症下药才能事半功倍