LED等各類燈工作原理

1、LED工作原理1 .普通的白熾燈光效大約在每瓦10流明左右，壽命大約在1000小時(shí)左右,它的工作原理是：白熾燈是將電能轉(zhuǎn)化為光能的，以提供照明的設(shè)備，其工作原理是：電流通過燈絲（鴇絲，熔點(diǎn)達(dá) 3000多攝氏度）時(shí)產(chǎn)生熱量，螺旋狀的燈絲不斷將熱量聚集，使得燈絲的溫度達(dá) 2000攝氏度以上，燈絲 在處于白熾狀態(tài)時(shí)，就象燒紅了的鐵能發(fā)光一樣而發(fā)出光來。燈絲的溫度越 高，發(fā)出的光就越亮。故稱之為白熾燈。2 .節(jié)能燈主要是通過鎮(zhèn)流器給燈管燈絲加熱，大約在 1160K溫度時(shí)，燈絲就開始發(fā) 射電子（因?yàn)樵跓艚z上涂了一些電子粉），電子碰撞鼠原子產(chǎn)生非彈性碰撞， 僦原子碰撞后獲得了能量又撞擊汞原子，汞原子在吸收

2、能量后躍遷產(chǎn)生電離， 發(fā)出253.7nm的紫外線，紫外線激發(fā)熒光粉發(fā)光，由于熒光燈工作時(shí)燈絲的溫 度在1160K左右，比白熾燈工作的溫度 2200K-2700K1氐很多，所以它的壽命也 大提高，達(dá)到5000小時(shí)以上，由于它不存在白熾燈那樣的電流熱效應(yīng)，熒光粉 的能量轉(zhuǎn)換效率也很高，達(dá)到每瓦 50流明以上。3 .熒光燈發(fā)光原理一、熒光燈的組成及工作過程普通的熒光燈系由燈管、鎮(zhèn)流器、啟輝器等 組成。燈管是一根15八-38毫米直徑的玻璃管，在管內(nèi)壁上涂上一層熒光粉，燈管兩管各有一個(gè)燈絲。燈絲由鴇絲繞成， 用以發(fā)射電子。管內(nèi)在真空情況下充有一定量的氫氣與少量水銀。當(dāng)管內(nèi)產(chǎn)生輝光放電時(shí)，發(fā)出一種波長(zhǎng)極短

3、的不可見 光，這種光被熒光粉吸收后轉(zhuǎn)換成近似日光的可見光。A -氣能幫助燈管易于點(diǎn)燃，并有保護(hù)電極延長(zhǎng)燈管使用時(shí)間的作 用。在熒光燈電路開始接通電源的時(shí)候，燈管尚不能點(diǎn)燃，此時(shí)啟輝器內(nèi)發(fā)生輝光放電，使其中的雙金屬片受熱翹起導(dǎo) 致觸點(diǎn)閉合，接通燈絲電路，電流即流經(jīng)鎮(zhèn)流器、燈管兩端的燈絲和啟輝器，其值約是燈管正常工作電流的兩倍，這時(shí)燈絲 很快加熱而發(fā)射電子。在啟輝器內(nèi)觸頭閉合以后，輝光放電停止，約過零點(diǎn)幾秒的時(shí)間，雙金屬片冷卻并恢復(fù)原狀，造成燈 絲電路突然斷開。在電路斷開的瞬間，鎮(zhèn)流器中產(chǎn)生很高的自感電動(dòng)勢(shì)，此電動(dòng)勢(shì)作用在燈管的兩端，促使燈管點(diǎn)燃，熒光 燈便進(jìn)入正常工作狀態(tài)。燈管點(diǎn)燃以后，電路中的

4、電流將在鎮(zhèn)流器上生較大的電壓降落，燈管兩端的電壓銳減，從而使得和 燈管并聯(lián)的啟輝器因承受的電壓過低而不再起xx。以上就是熒光燈的點(diǎn)燃過程。二、影響熒光燈壽命的因素?zé)晒鉄糇匀徊荒?再點(diǎn)燃和不發(fā)光的主要原因是陰極上電子發(fā)射物質(zhì)的完全消耗和汞在燈管內(nèi)的耗竭影響熒光燈壽命的有制造方面的原因和運(yùn)用方面的因素。在制造方面，熒 光燈的壽命主要有a氣充入的壓力、汞充入量和陰極上電子發(fā)射物質(zhì)的數(shù)量來決定，在運(yùn)用方面的因素主要有下列幾種：1.燈管電流的大小燈管工作電流增加時(shí)，壽命會(huì)降低。電流比額定值增加1%寸，壽命將降低1. 7%;電流比額定值小時(shí)，壽命將增加。但電流 過小時(shí)，壽命反而又降低。這是因?yàn)楣ぷ麟娏鬟^小

5、時(shí)陰極溫度過低，電極上電子物質(zhì)的濺射加大所致 2.陰級(jí)燈絲質(zhì)量好壞熒光燈的 壽命主要取決于其陰極發(fā)射電子能力和耐離子轟擊能力，因此，如果陰極與鎮(zhèn)流器或燈管匹配不當(dāng)，最易受到損壞。當(dāng)陰極發(fā)射的電子不足以點(diǎn)燃熒光燈或燈絲受離子轟擊產(chǎn)生斷絲時(shí)，燈管的壽命也就終結(jié)了。所以，如何改善提高陰極發(fā)射電子效能以及陰極燈絲的 耐轟擊能力，成為影響熒光燈壽命的關(guān)鍵問題。目前，熒光燈采取直熱燈絲方式加熱陰極激發(fā)電子，溫度小于1000C,相對(duì)白熾燈而言，對(duì)真空狀態(tài)下的鴇絲脆性幾乎不會(huì)產(chǎn)生，基于陰極的主要功能是 儲(chǔ)粉”和 加熱”，不同功率的熒光燈可采用相同規(guī)格 的燈絲，可見熒光燈陰極對(duì)螺旋燈絲的選型范圍較大，只要裹著電

6、子粉的燈絲不斷，鎮(zhèn)流器比較可靠，制燈企業(yè)就可以簡(jiǎn)單地生 產(chǎn)出壽命達(dá)到5000小時(shí)左右的熒光燈，有的也可以標(biāo)稱 6000-8000小時(shí)，這種粗放型的生產(chǎn)方式在國(guó)內(nèi)節(jié)能燈企業(yè)普遍存在。在國(guó)內(nèi)電子技術(shù)高度 發(fā)達(dá)的今天，由于熒光燈燈絲創(chuàng)新技術(shù)的滯后，導(dǎo)致了國(guó)產(chǎn)熒光燈整體壽命水平難于突破100小時(shí)。熒光燈是放電燈的一種，在玻璃管中充有容易放電的瀛氣和極少量的水 銀，在玻管內(nèi)壁上涂敷有熒光物質(zhì)，在管的兩端有用鴇絲制作的二螺旋或三螺 旋鴇絲圈電極，在電極上涂敷有發(fā)射電子的物質(zhì)。熒光燈發(fā)光原理點(diǎn)燈（啟動(dòng)）時(shí)，電流流過電極并加熱，從燈絲向著內(nèi)發(fā)射出熱電子，并開始放電。放電產(chǎn)生的流動(dòng)電子跟管內(nèi)的水銀原子碰撞，發(fā)生

7、紫外線（253.7nm）。這種紫外線照射熒光物質(zhì)，變成可見光。隨著熒光物質(zhì)的種類不同，可發(fā)出多種多 樣的光色。熒光燈點(diǎn)燈方式為點(diǎn)亮熒光燈，要在涂敷發(fā)射體（電子發(fā)射性物質(zhì)）的電極上通過預(yù)熱電流使其處于易于放出電子的狀態(tài)。按啟動(dòng)器方式不同，大致可分為，"啟動(dòng)器式點(diǎn)燈電路"、"快速啟動(dòng)器式點(diǎn)燈電路"、"變頻器式（電 子式）點(diǎn)燈電路"三種。"啟動(dòng)器式點(diǎn)燈電路"和"快速啟動(dòng)器式點(diǎn)燈電路"中使用的鎮(zhèn)流器（燈具）和熒光燈管都不相同。LEDLED發(fā)光原理LED （Light Emitting Diode）,即發(fā)

8、光二極管。是一種半導(dǎo)體 固體發(fā)光器件。它是利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料。當(dāng)兩端加上正向電 壓，半導(dǎo)體中的少數(shù)截流子和多數(shù)截流子發(fā)生復(fù)合，放出過剩的能量而引起光 子發(fā)射，直接發(fā)出紅、橙、黃、綠、XX、XX、紫、白色的光。多變幻：LED光源可利用LED在電流瞬間通斷發(fā)光無(wú)余輝和紅、綠、藍(lán)三基色原理， 并發(fā)揮我們多年對(duì)LED顯示屏控制技術(shù)的研究，采用 LED顯示屏控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)色彩和圖案的多變化，是一種可隨意控制的"動(dòng)態(tài)光源"。高節(jié)能：直流驅(qū)動(dòng)，超低功耗（單管 0.03-0.06瓦）電光功率達(dá)90%以上，同樣照明 效果比傳統(tǒng)光源節(jié)能80%以上。壽命長(zhǎng)：LED為固體冷光源，環(huán)氧樹脂

9、封裝，因此無(wú)燈絲發(fā)光易燒、熱沉積等缺點(diǎn)。 工作電壓低，使用壽命可達(dá)5萬(wàn)到10萬(wàn)小時(shí)，比傳統(tǒng)光源壽命長(zhǎng)5倍以上。利環(huán)保：冷光源、眩光小，無(wú)輻射，不含汞元素，使用中不發(fā)出有害物質(zhì)。高新 尖：與傳統(tǒng)光源比，LED光源融合了計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、嵌入式控制等高新技術(shù)，具有在線編程、無(wú)限升級(jí)、靈活多變的特點(diǎn)。光源術(shù)語(yǔ)光通量（lm）:光源每秒鐘發(fā)出可見光量之總和。例如一個(gè) 100瓦（w）的燈泡可產(chǎn)生 1500流明（lm）,一支40瓦（w）的日光燈可產(chǎn)生35001m的光通量。發(fā)光強(qiáng)度（cd）:光源在單位立體角度內(nèi)發(fā)出的光通量，也就是光源所發(fā)出的光通量在空間 選定方向上分布的密度。光強(qiáng)的單位是坎特拉（cd）,也稱燭光

10、。如：一單位立體角度內(nèi)發(fā)出1流明（1m）的光稱為1坎特拉（cd）。色溫（k）:以絕對(duì)溫度（k=C +273.15） K來表示，即將一黑體加熱，溫度升到一定程度時(shí)，顏色逐漸由深紅 -淺紅-橙紅-黃-黃白-白- 藍(lán)白-藍(lán)變化。當(dāng)某光源與黑體的顏色相同時(shí)，我們將黑體當(dāng)時(shí)的絕對(duì)溫度稱為 該光源的色溫。如：當(dāng)黑體加熱呈現(xiàn)深紅時(shí)溫度約為 550 C ,即色溫為550 C + 273 = 823K光效 （lm/w）:光源發(fā)出的光通量除以所消耗的功率。它是衡量光源節(jié)能的重要指標(biāo)。顯色性（ra）:光源對(duì)物體本身顏色呈現(xiàn)的程度稱為顯色性。也就是顏色的逼真程度。國(guó) 際照明委員會(huì)CIE把太陽(yáng)的顯色指數(shù)（ra）定為10

11、0。各類光源的顯色指數(shù)各不 相同，如：白熾燈ra >90熒光燈ra=6090。平均壽命：光源在正常使用過程中，其中有 50%的光源損壞時(shí)的時(shí)間。流明是光通量的單位。發(fā)光強(qiáng)度為1坎德拉（cd）的點(diǎn)光源，在單位立體角（1球面度）內(nèi)發(fā)出的光 通量為“疏明”。英文縮寫（lm）。所謂的流明簡(jiǎn)單來說，就是指蠟燭一燭光在一公尺以外的所顯現(xiàn)出的亮度.一個(gè)普通40瓦的白熾燈泡，其發(fā)光效率 大約是每瓦10流明，因此可以發(fā)出400流明的光.40瓦的白熾燈220伏時(shí)，光 通量為340流明。光通量是描述單位時(shí)間內(nèi)光源輻射產(chǎn)生視覺響應(yīng)強(qiáng)弱的能力，單位是流 明，也叫明亮度。投影儀表示光通量的單位是ANSI流明，ANS

12、I流明是美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)制定的測(cè)量投影儀光通量的標(biāo)準(zhǔn)，它測(cè)量屏幕"田"字形九個(gè)交叉點(diǎn)上的各點(diǎn)照度，乘以 面積，再求九點(diǎn)的平均值，即為該投影儀的 ANSI流明。流明值越高表示越亮， 明亮度越高則在投影時(shí)就不需要關(guān)燈。ANSI為 American National Standards Institute；（美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局）的縮寫。鹵素?zé)簦喊谉霟襞輧?nèi)混入鹵族元素氣體，工作原理為：當(dāng)燈絲發(fā)熱時(shí)，鴇原子被蒸發(fā)后向玻璃管壁方向移動(dòng)，當(dāng)接近玻璃管壁時(shí)，鴇蒸氣被冷卻到大約 800 C并和鹵素原子結(jié)合在一起，形成鹵化鴇（碘化鴇或澳化鴇）。鹵化鴇向玻璃管中央繼續(xù)移 動(dòng)，又重新回到被氧化的燈絲上，由于鹵化鴇是一種很不穩(wěn)定的化合物，其遇 熱后又會(huì)重新分解成鹵素蒸氣和鴇，這樣鴇又在燈絲上沉積下來，彌