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，以提供照明的設備，其工作原理是：電流通過燈絲（鴇絲，熔點達 3000多攝氏度）時產(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 2000攝氏度以上，燈絲 在處于白熾狀態(tài)時，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，燈絲就開始發(fā) 射電子（因為在燈絲上涂了一些電子粉），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(zhuǎn)換效率也很高，達到每瓦 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。當管內(nèi)產(chǎn)生輝光放電時，發(fā)出一種波長極短

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燃，并有保護電極延長燈管使用時間的作 用。在熒光燈電路開始接通電源的時候，燈管尚不能點燃，此時啟輝器內(nèi)發(fā)生輝光放電，使其中的雙金屬片受熱翹起導 致觸點閉合，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，約過零點幾秒的時間，雙金屬片冷卻并恢復原狀，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)生很高的自感電動勢，此電動勢作用在燈管的兩端，促使燈管點燃，熒光 燈便進入正常工作狀態(tài)。燈管點燃以后，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燃過程。二、影響熒光燈壽命的因素熒光燈自然不能 再點燃和不發(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，壽命會降低。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，壽命將增加。但電流 過小時，壽命反而又降低。這是因為工作電流過小

5、時陰極溫度過低，電極上電子物質(zhì)的濺射加大所致 2.陰級燈絲質(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，最易受到損壞。當陰極發(fā)射的電子不足以點燃熒光燈或燈絲受離子轟擊產(chǎn)生斷絲時，燈管的壽命也就終結了。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,相對白熾燈而言，對真空狀態(tài)下的鴇絲脆性幾乎不會產(chǎn)生，基于陰極的主要功能是 儲粉”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)就可以簡單地生 產(chǎn)出壽命達到5000小時左右的熒光燈，有的也可以標稱 6000-8000小時，這種粗放型的生產(chǎn)方式在國內(nèi)節(jié)能燈企業(yè)普遍存在。在國內(nèi)電子技術高度 發(fā)達的今天，由于熒光燈燈絲創(chuàng)新技術的滯后，導致了國產(chǎn)熒光燈整體壽命水平難于突破100小時。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)光原理點燈（啟動）時，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。熒光燈點燈方式為點亮熒光燈，要在涂敷發(fā)射體（電子發(fā)射性物質(zhì)）的電極上通過預熱電流使其處于易于放出電子的狀態(tài)。按啟動器方式不同，大致可分為，"啟動器式點燈電路"、"快速啟動器式點燈電路"、"變頻器式（電 子式）點燈電路"三種。"啟動器式點燈電路"和"快速啟動器式點燈電路"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。是一種半導體 固體發(fā)光器件。它是利用固體半導體芯片作為發(fā)光材料。當兩端加上正向電 壓，半導體中的少數(shù)截流子和多數(shù)截流子發(fā)生復合，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)光無余輝和紅、綠、藍三基色原理， 并發(fā)揮我們多年對LED顯示屏控制技術的研究，采用 LED顯示屏控制技術實現(xiàn)色彩和圖案的多變化，是一種可隨意控制的"動態(tài)光源"。高節(jié)能：直流驅(qū)動，超低功耗（單管 0.03-0.06瓦）電光功率達90%以上，同樣照明 效果比傳統(tǒng)光源節(jié)能80%以上。壽命長：LED為固體冷光源，環(huán)氧樹脂

9、封裝，因此無燈絲發(fā)光易燒、熱沉積等缺點。 工作電壓低，使用壽命可達5萬到10萬小時，比傳統(tǒng)光源壽命長5倍以上。利環(huán)保：冷光源、眩光小，無輻射，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光源融合了計算機、網(wǎng)絡、嵌入式控制等高新技術，具有在線編程、無限升級、靈活多變的特點。光源術語光通量（lm）:光源每秒鐘發(fā)出可見光量之總和。例如一個 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，顏色逐漸由深紅 -淺紅-橙紅-黃-黃白-白- 藍白-藍變化。當某光源與黑體的顏色相同時，我們將黑體當時的絕對溫度稱為 該光源的色溫。如：當黑體加熱呈現(xiàn)深紅時溫度約為 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。顯色性（ra）:光源對物體本身顏色呈現(xiàn)的程度稱為顯色性。也就是顏色的逼真程度。國 際照明委員會CIE把太陽的顯色指數(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%的光源損壞時的時間。流明是光通量的單位。發(fā)光強度為1坎德拉（cd）的點光源，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，光 通量為340流明。光通量是描述單位時間內(nèi)光源輻射產(chǎn)生視覺響應強弱的能力，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流明是美國國家標準化協(xié)會制定的測量投影儀光通量的標準，它測量屏幕"田"字形九個交叉點上的各點照度，乘以 面積，再求九點的平均值，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就不需要關燈。ANSI為 American National Standards Institute；（美國國家標準局）的縮寫。鹵素燈：白熾燈泡內(nèi)混入鹵族元素氣體，工作原理為：當燈絲發(fā)熱時，鴇原子被蒸發(fā)后向玻璃管壁方向移動，當接近玻璃管壁時，鴇蒸氣被冷卻到大約 800 C并和鹵素原子結合在一起，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，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 熱后又會重新分解成鹵素蒸氣和鴇，這樣鴇又在燈絲上沉積下來，彌