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LED照明原理和穩定性極其節能效果

發布日期:2015-11-06
  目前,我國已經將LED照明等的研製和推廣放到了一個非常重要的位置。下麵就從LED照明的原理、LED照明的亮度與穩定性、LED照明的節能效果等幾個方麵進行探討。

  一、LED發光源工作原理及特性

  發光二極管是半導體材料合成的二極管,由PN結組成,當外加正向電壓時,電子與電洞結合以光子形式釋出能量,因此具有發光特性。而其光源在靠近PN接口毫米以內產生,發光的波長取決於材料之特性而有不同發光顏色,常見有紅、黃、綠、藍發光二極管。發光二極管發光亮度可以通過工作電壓(電流)的大小來調節。在很大的工作電流範圍內,發光二極管的亮度隨電流的增大而提高。

  二、LED照明亮度穩定性

  發光二極管的亮度隨電流的大小而不同,且製造出來的發光二極管,其電壓與電流曲線稍有差異,因而LED照明的亮度常隨電源電壓的變動而無法穩定。為維持亮度穩定一致,需要發光二極管恒流驅動器來實現。恒流驅動器可以使得發光二極管工作在固定電流模式,因而亮度穩定性高。恒流驅動器也讓發光二極管長期工作在一定電流下,使其維持較長壽命。

  一般來講,恒流驅動器的輸出電流可通過外置電阻來進行確定。至少應具有±6%精度電流與通道間±3%匹配精度,可用於路燈、燈管等照明設備。為節能考慮,係統設計需考慮恒流驅動器的跨壓在0.5V~2V之間。由於發光二極管長時間工作在恒定電流下,其跨壓稍有下降,在係統設計中,應考慮跨壓下降的影響。

  三、LED照明節能考慮

  發光二極管照明優點是節能、安全,但由於恒定電流工作考慮,能耗會相應有所增加,因此照明係統設計應以低能耗為首要目標。前麵提到恒流驅動器的壓降在2V以內,就是一種考慮低能耗的設計,若係統的電源端電壓與串接發光二極管壓降超過2V以上,則需考慮以電壓轉換器來達到低能耗目標,但仍維持恒定電流工作模式。低能耗的電壓轉換器是以開關式方式工作,依據反饋電路控製開關周期,達到穩定輸出電壓。但為了維持發光二極管恒定電流工作狀態,反饋電路是以輸出電流來控製轉換器開關周期。