LED燈光源知識介紹

一、什么是LED光源

LED光源是以發光二極管（LED）為發光體的光源。發光二極管發明于20世紀60年代，起初主要作為收錄機等電子設備的指示燈。其具有效率高、壽命長的特點，可連續使用10萬小時，比普通白熾燈泡長100倍。科學家預測，未來5年它很可能成為下一代照明的主流產品。

二、LED光源的基本特征

1. 發光效率高：經過幾十年技術改良，LED發光效率大幅提升。白熾燈、鹵鎢燈光效為12 - 24流明/瓦，熒光燈50 - 70流明/瓦，鈉燈90 - 140流明/瓦，且大部分耗電變成熱量損耗。改良后LED光效可達50 - 200流明/瓦，光的單色性好、光譜窄，無需過濾可直接發出有色可見光，未來發光效率有望進一步提高。
2. 耗電量少：LED單管功率0.03 - 0.06瓦，采用直流驅動，單管驅動電壓1.5 - 3.5伏，電流15 - 18毫安，反應速度快，可高頻操作。同樣照明效果下，耗電量是白熾燈泡的萬分之一，熒光燈管的二分之一。如日本若采用光效比熒光燈高兩倍的LED替代一半的白熾燈和熒光燈，每年可節約相當于60億升原油。以橋梁護欄燈為例，同樣效果的日光燈40多瓦，而LED每支功率僅8瓦，還可七彩變化。
3. 使用壽命長：采用電子光場輻射發光，避免了燈絲發光易燒、熱沉積、光衰減等缺點。LED燈體積小、重量輕，環氧樹脂封裝，可承受高強度機械沖擊和震動，不易破碎，平均壽命達10萬小時，燈具使用壽命可達5 - 10年，可降低維護費用，避免頻繁換燈。
4. 安全可靠性強：發熱量低，無熱輻射性，是冷光源，可安全觸摸；能精確控制光型及發光角度，光色柔和，無眩光；不含汞、鈉等可能危害健康的物質。內置微處理系統可控制發光強度，調整發光方式，實現光與藝術結合。
5. 有利于環保：LED為全固體發光體，耐震、耐沖擊不易破碎，廢棄物可回收，無污染。光源體積小，可隨意組合，易開發成輕便薄短小型照明產品，便于安裝和維護。雖LED光源比傳統光源昂貴，但用一年節能可收回投資，獲得4 - 9年每年幾倍的節能凈收益期。

三、LED光源種類

1. 二基色熒光粉轉換：二基色白光LED利用藍光LED芯片和YAG熒光粉制成，常用藍光芯片是InGaN芯片，也可用A1InGaN芯片。優點是結構簡單、成本較低、制作工藝相對簡單，且YAG熒光粉在熒光燈中應用多年，工藝成熟。缺點是藍光LED效率不夠高導致LED效率低，熒光粉自身有能量損耗，熒光粉與封裝材料隨時間老化會導致色溫漂移和壽命縮短。
2. 三基色熒光粉轉換：可在較高效率前提下有效提升LED的顯色性。常用辦法是利用紫外光LED激發一組可被輻射有效的三基色熒光粉。此類白光LED具有高顯色性，光色和色溫可調，使用高轉換效率熒光粉可提高光效。但存在熒光粉轉換紫外輻射效率低、粉體混合困難、封裝材料在紫外光照射下易老化壽命短等缺陷。
3. 多芯片白光LED光源：將紅、綠、藍三色LED芯片封裝在一起，混合發出的光得到白光。與熒光粉轉換白光LED相比，可避免熒光粉光轉換過程中的能量損耗，獲得較高光效，還可分開控制不同光色LED光強，實現全彩變色和較好的顯色性。弊端是不同光色LED芯片半導體材質差異大，量子效率不同，光色隨驅動電流、溫度和時間變化不一致，需對三種顏色LED分別加反饋電路補償調節，使電路復雜，且散熱是主要問題。

本文全面介紹了LED燈光源的定義、特征、種類等相關知識，有助于讀者了解LED光源并合理選擇使用。