LED原理
LED(Light Emitting Diode),發光二極管,是一種能夠將電能轉化為可見光的固態的半導體器件,它可以直接把電轉化為光。LED的心臟是一個半導體的晶片,晶片的一端附在一個支架上,一端是負極,另一端連接電源的正極,使整個晶片被環氧樹脂封裝起來。
半導體晶片由兩部分組成,一部分是P型半導體,在它里面空穴占主導地位,另一端是N型半導體,在這邊主要是電子。但這兩種半導體連接起來的時候,它們之間就形成一個P-N結。當電流通過導線作用于這個晶片的時候,電子就會被推向P區,在P區里電子跟空穴復合,然后就會以光子的形式發出能量,這就是LED燈發光的原理。而光的波長也就是光的顏色,是由形成P-N結的材料決定的。
LED可以直接發出紅、黃、藍、綠、青、橙、紫、白色的光。
最初LED用作儀器儀表的指示光源,后來各種光色的LED在交通信號燈和大面積顯示屏中得到了廣泛應用,產生了很好的經濟效益和社會效益。以12英寸的紅色交通信號燈為例,在美國本來是采用長壽命,低光視效能的140瓦白熾燈作為光源,它產生2000流明的白光。經紅色濾光片后,光損失90%,只剩下200流明的紅光。而在新設計的燈中,Lumileds公司采用了18個紅色LED光源,包括電路損失在內,共耗電14瓦,即可產生同樣的光效。汽車信號燈也是LED光源應用的重要領域。
對于一般照明而言,人們更需要白色的光源。1998年發白光的LED開發成功。這種LED是將GaN芯片和釔鋁石榴石(YAG)封裝在一起做成。GaN芯片發藍光(λp=465nm,Wd=30nm),高溫燒結制成的含Ce3+的YAG熒光粉受此藍光激發后發出黃色光射,峰值550nLED燈m。藍光LED基片安裝在碗形反射腔中,覆蓋以混有YAG的樹脂薄層,約200-500nm。 LED基片發出的藍光部分被熒光粉吸收,另一部分藍光與熒光粉發出的黃光混合,可以得到白光。
對于InGaN/YAG白色LED,通過改變YAG熒光粉的化學組成和調節熒光粉層的厚度,可以獲得色溫3500-10000K的各色白光。這種通過藍光LED得到白光的方法,構造簡單、成本低廉、技術成熟度高,因此運用最多。
LED燈特點
1、節能:白光LED的能耗僅為白熾燈的1/10,節能燈的1/4.
2、長壽:壽命可達10萬小時以上,對普通家庭照明可謂“一勞永逸”。
3、可以工作在高速狀態:節能燈如果頻繁的啟動或關斷,燈絲就會發黑,很快的壞掉,所以更加安全。
4、固態封裝,屬于冷光源類型。所以它很好運輸和安裝,可以被裝置在任何微型和封閉的設備中,不怕振動。
5、led技術正日新月異的在進步,它的發光效率正在取得驚人的突破,價格也在不斷的降低。一個白光LED進入家庭的時代正在迅速到來。
6、環保,沒有汞的有害物質。LED燈泡的組裝部件可以非常容易的拆裝,不用廠家回收都可以通過其它人回收。
7、配光技術使LED點光源擴展為面光源,增大發光面,消除眩光,升華視覺效果,消除視覺疲勞。
8、透鏡與燈罩一體化設計。透鏡同時具備聚光與防護作用,避免了光的重復浪費,讓產品更加簡潔美觀。
9、大功率led平面集群封裝,及散熱器與燈座一體化設計。充分保障了led散熱要求及使用壽命,從根本上滿足了LED燈具結構及造型的任意設計,極具LED燈具的鮮明特色。
10、節能顯著。采用超高亮大功率led光源,配合高效率電源,比傳統白熾燈節電80%以上,相同功率下亮度是白熾燈的10倍。
11、超長壽命50,000小時以上,是傳統鎢絲燈的50倍以上。LED采用高可靠的先進封裝工藝—共晶焊,充分保障LED的超長壽命。
12、無頻閃。純直流工作,消除了傳統光源頻閃引起的視覺疲勞。
13、綠色環保。不含鉛、汞等污染元素,對環境沒有任何污染。
14、耐沖擊,抗雷力強,無紫外線(UV)和紅外線(IR)輻射。無燈絲及玻璃外殼,沒有傳統燈管碎裂問題,對人體無傷害、無輻射。
15、低熱電壓下工作,安全可靠。表面溫度≤60℃(環境溫度Ta=25℃時)。
16、寬電壓范圍,全球通用LED燈。85V~ 264VAC全電壓范圍恒流,保證壽命及亮度不受電壓波動影響。
17、采用PWM恒流技術,效率高,熱量低,恒流精度高。
18、降低線路損耗,對電網無污染。功率因數≥0.9,諧波失真≤20%,EMI符合全球指標,降低了供電線路的電能損耗和避免了對電網的高頻干擾污染。
19、通用標準燈頭,可直接替換現有鹵素燈、白熾燈、熒光燈。
20、發光視效能率可高達80lm/w,多種LED燈色溫可選,顯色指數高,顯色性好。
節能燈原理
節能燈主要是通過鎮流器給燈管燈絲加熱,大約在1160K溫度時,燈絲就開始發射電子(因為在燈絲上涂了一些電子粉),電子碰撞氬原子產生非彈性碰撞,氬原子碰撞后獲得了能量又撞擊汞原子,汞原子在吸收能量后躍遷產生電離,發出253.7nm 的紫外線,紫外線激發熒光粉發光,由于熒光燈工作時燈絲的溫度在1160K左右,比白熾燈工作的溫度2200K-2700K低很多,所以它的壽命也大提高,達到5000小時以上,由于它不存在白熾燈那樣的電流熱效應,熒光粉的能量轉換效率也很高,達到每瓦50流明以上。
節能燈電路從功能上可分為四個部分,分別是電源電路,啟動電路,高頻自激振蕩電路及串聯諧振電路。下面將結合電路簡單介紹一下節能燈電路的工作原理。
市電源由D1-D4整流、C1濾波后,形成300V左右的直流電壓。
由R6C7D9組成啟動電路,整流后的直流電經過R6對C7充電,當C7兩端電壓充到D9的轉折電壓后,觸發二極管D9導通,C7經D9向三極管T2基極放電,使T2導通后迅速達到飽和導通狀態。
由T1、T2、C4、C2、高頻變壓器和L組成高頻自激振蕩電路,當T2導通,T1截止時電壓向C4C2充電。流經高頻變壓器初級線圈玩La中的充電電 流逐漸增大,當La電流增大到一定程度時,變壓器的磁芯達到飽和,C4上電荷不再增大,流過L的電流開始減小。這時,次級線圈Lb玩的電壓極性發生倒相 變化,使Lc中感生電動勢上負下正,Lb中的感生電動勢上正下負,這樣就迫使T2由導通變為截止,T1由截止變為導通。C4開始放電,當放電電流增大到一 定程度后,變壓器磁芯又發生飽和,使LB、Lc的電壓極性又發生變化,Lb上的感生電動勢的方向為上負下正;Lc上的感生電動勢的方向為上正下負,這又迫 使T2由截止變為導通,T1由導通變為截止,這樣T1、T2在高頻變壓器控制下周而復始地導通/截止,形成高頻振蕩,使燈管得到高頻高壓供電。
為了滿足啟動點亮燈管所需的電壓,電路設置了主要由C2和L等元件組成的串聯諧振電路。D6、D7的作用分別是防止反向峰值電壓擊穿TI、T2。R3、R4為負反饋電阻,用于Tl、T2的過流保護。
關燈LED微亮和節能燈閃爍的問題分析
有的說斷零,有的說是燈的問題,有的說漏電。其實不管斷零還是斷火,都不應該出現這樣的問題
斷零,斷火對燈本身來說都是一樣的。斷零,斷火只是安全問題。不管斷零,斷火在白熾燈時代是不存在閃的問題的
從白熾燈的結構可以看出,這種燈絲很大的電流才會發熱,發光。所以微小電流,根本不會對它有影響。
為什么會閃呢,我最早接觸這個問題時,我在幫一家買燈。有一天,一個顧客上門說。他家有個燈,關燈以后,會沒有規律的閃爍。他家孩子都不敢在那里睡,怕是鬧鬼。我也沒有遇到過這種問題,也不是我們安裝的燈,為了拉住顧客,老板就讓我給看看。當時去了,情況還算是很嚴重。去了看來半天,發現一個小問題。因為我知道這類燈不會平白無故的閃爍,一定是有一個小的電流通過了。所以我就發現,他的開關很特殊,上面有個只是燈,還不是那種LED的,關燈,指示燈亮,開燈指示燈滅。覺得應該是他的原因,斷開指示燈,他家的燈就沒有閃爍的問題了
從圖中可以看出,有一個小電流通過了,才會出現閃爍的問題
但是,為什么是閃爍呢,這就要看看節能燈的原理了。這種氣體放電燈《至于什么氣體可以自行去百度》啟動的時候需要很高的電壓,早期的電路是鎮流器與啟輝器配合產生高壓,才能正常發光。隨著電子工業的發展,電子鎮流器逐漸取代了老式的鎮流器,啟輝容易還省電。但是要知道為什么閃爍,就要看內部結構了
當小電流流過節能燈時,雖然不足以啟輝,但是通過內部整流電路給內部電容充電,當電容電壓達到啟輝電壓時,內部電路工作啟輝,電容放電,電壓降低,停止啟輝。然后重復這個過程
LED燈與節能燈不同,內部結構相似,最大的不同就是,節能燈需要很高的啟動電壓,才會啟輝工作。LED燈則是有微小電流就能發光。所以這類問題就是,問LED燈的就會說微亮,如果說是閃光的一般是燈壞了。
當電容兩端電壓升一定數值時,流過燈珠的電流,等于輸入電流。所以一般微亮會持續保持一定亮度
有的師傅說,我即不是控制的零線,也沒有你那個指示燈,也出現一閃一閃的,為什么。那就要說分布電容,絕緣電阻,和零線電位了。所為分布電容。
大多數我們的電線都穿在電線管里,有零線,火線,控制線,兩個絕緣的導體就會存在電容,電容的大小和分布長短,之間的距離有關。交流電路中,這個電容就會有電流通過。這個就叫做感應電。不過距離多遠都會有,只是他對我們是不是有影響
絕緣電阻,很多師傅在有人問題時,都會建議用絕緣搖表。達到多少兆歐,就能正常使用。我不說這種方法好壞。只說這個絕緣電阻。
絕緣電阻與電容類似,目前絕緣物質都會用絕緣電阻表示,不同的是絕緣阻值的大小,如果我們的線皮損壞,還會有墻壁的潮濕,線管進水的問題。
在說一下零線電位,什么是零線電位呢。在三相五制中由為突出。
隨著虛線的延長,零線與地線或大地之間的電位就會不斷身高,如果在加上電線,和負載分配不均的問題,就會更加突出
零線對地的電壓,到對燈有多大影響呢,那就不好說了。
要看對地電壓到底有多高,和燈的內部結構了
LED微亮,本可以不解決,可以當作小夜燈,晚上也許還能照點亮。節能燈閃爍,可以換成LED改成微亮。如果一定要解決這個問題,就要想些辦法了。
不管是微亮,還是閃爍,燈頭的兩端一定有電壓,用萬用表應該可以測出,可能指針擺動很小。
基本解決方法有電容法,和電阻法,當然還會有其他方法。
使用電容并聯燈頭,電容一定要選擇500V以上,無極電容,例如電風扇,或抽油煙機電機的電容,
一般會標稱450V。具體是不是和你的燈,還要看具體情況了。這玩意最大的缺點是,斷電時可能帶電
維修時候,可能遭到電擊。
燈頭并聯電阻最好,不過由于正常在220V工作,所以要計算220V時電阻值,散熱功率,不能溫度過高發生
燃燒,損壞等事故。
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