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什么是LED?LED驱动电源原理,LED灯泡接线图

2016-08-21 14:53分类:电工基础知识 阅读:

 

    LED是一种新型半导体固态光源。它是一种不需要钨丝和灯管的颗粒状发光器件。LED光源凭借环保、节能、寿命长、安全等众多优点,已成为照明行业的新宠。
    在某些半导体材料的PN结中,注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来,从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压,少数载流子难以注入,故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管( Light Emitting Diode),通称为LED。
    LED与普通二极管一样,仍然由PN结构成,同样具有单向导电性。LED工作在正偏状态,在正向导通时能发光,所以它是一种把电能转换成光能的半导体器件。
LED截面图
    典型的点光源属于高指向性光源。如果将多个LED芯片封装在一个面板上,就构成了面光源,它仍具有高指向性。
LED面光源
    LED光源有什么特点?
    1)发光效率高:LED的发光效率是一般白炽灯发光效率的3倍左右。
    2)耗电量少:LED电能利用率高达80%以上。
    3)可靠性高、使用寿命长:LED没有玻璃、钨丝等易损部件,可承受高强度机械冲击和振动,不易破碎,故障率极低。
    4)安全性好,属于绿色照明光源:LED发热量低、无热辐射,可以安全触摸;光色柔和、无眩光、不含汞、钠元素等可能危害健康的物质。
    5)环保:LED为全固体发光体,耐振、耐冲击,不易破碎,废弃物可回收,没有污染。
    6)单色性好、色彩鲜艳丰富:LED有多种颜色,光源体积小,可以随意组合,还可以控制发光强度和调整发光方式,实现光与艺术的完美结合。
    7)响应时间短:LED的响应时间只有60ns,特别适合用于汽车灯具的光源。由于LED反应速度快,故可在高频下工作。
    8)平面发光,方向性强:LED光源的视角度≤180。。设计时与使用时一定要注意。
    白光LED灯具与传统灯具在室内照明领域竞争时,面临的最大问题还是初次购买成本太高。目前市面上的LED灯具还不能达到普通灯泡所具有的亮度,在室内照明的应用主要集中在商业照明领域,基本以背景照明和局部照明等装饰性照明为主。
    随着大功率、高光效、高显色性的白光LED照明灯具的研发和逐步投产,使其照度不断提高而成本不断降低,LED室内照明进入千家万户是一个必然的发展趋势。LED室外照明近几年发展也比较快,如道路和隧道照明、建筑物外观照明,以及各种夜晚景观亮化工程。
 
    使用LED时应注意哪些事项?
    1) LED的极性不得反接,通常引线较长的为正极,引线较短的是负极。
    2)使用中各项参数不得超过规定极限值。正向电流IF允许超过极限工作电流IM值,并且随着环境温度的升高,必须降低工作电流使用。长期使用时温度不宜超过75℃。
    3) LED的正常工作电流为20mA,电压的微小波动(如0. 1V)都将引起电流的大幅度波动(l070~15%)。因此,在电路设计时,应根据LED的压降配置不同的限流电阻,以保证LED处于最佳工作状态。电流过大,LED会缩短寿命;电流过小,达不到所需发光强度。
    4)在发光亮度基本不变的情况下,采用脉冲电压驱动可以减少耗电。
    5)静电电压和电流的急剧升高将会对LED产生损害。严禁徒手触摸白光LED的两只引脚。因为人体的静电会损坏发光二极管的结晶层,工作一段时间后(如lOh)二极管就会失效(不亮),严重时会立即失效。
    6)在给LED上锡时,加热锡的装置和电烙铁必须接地,以防止静电损伤器件,防静电线最好用直径为3mm的裸铜线,并且终端与电源地线可靠连接。
    7)不要在引脚变形的情况下安装LED。
    8)在通电情况下,避免80℃以上高温作业。如有高温作业,一定要做好散热。
 
    LED驱动电源有什么特点?
    LED灯无论在结构上还是在发光原理上,都与传统的白炽灯有本质的不同。LED灯采用低电压电源驱动,安全线路可以标准化,线路可在任意位置以任意形状布置。因此,LED驱动电路除了要满足安全要求外,还必须具有以下两个基本功能:一是尽可能保持恒流特性,尤其在电源电压发生±15%的变动时,仍应能保持输出电流在土10%的范围内变动。二是驱动电路应保持较低的自身功耗,这样才能使LED的系统效率保持在较高水平。
 
    LED驱动电源有哪些类型?各有什么特性?
    LED具有低耗能、高寿命的优点,因此许多特殊应用均会用LED当做其发光源;然而因为LED所需要的电源为直流、低电压,故以前用来推动钨丝灯泡或荧光灯的电源并不适合直接驱动LED灯具。为满足不同输入电压、不同的输出电流及不同的LED数量等要求,各半导体器件公司纷纷开发出各种新型LED驱动电源。
 
    LED在室内照明领域有哪些应用?
    1)室内商业气氛照明:LED光源节能环保、无紫外线,成为一些商家针对某些特殊产品展示的首选光源。
    2)休闲娱乐场所照明:LED集成光源全彩易控,可以创造静态和动态的照明效果,给娱乐场、美容院等场所的空间环境装潢设计开启了新的思路。
    3)专业场所的照明:博物馆、美术陈列馆等场所属于对照明环境要求较高的特殊场合,LED是冷光源,光线中不含紫外线,完全可以满足博物馆、美术陈列馆对照明的特殊要求。
    4)舞台照明:将演播室的照明改变为LED,演播室在照明方面的能源利用减少了,室温也可降到更为舒适的程度。
    5)酒店、宾馆照明:酒店、宾馆的照明运用LED产品,或是在大堂,或是在客房,给顾客带来一种不一样的感受,除了节约能源之外,还能尽显豪华和温馨。
    6)会议室、多功能厅照明:智能化控制的LED,光度可调,可依据会议内容的不同调整会议室或多功能厅的照明环境,严肃或活泼可自由设定,LED智能化照明能够满足不同会议主题对光环境的要求。
    7)起居室和家庭影院照明:利用LED的灯光色彩可以烘托一种温暖、和谐、浪漫的情调,体现舒适、休闲的氛围。LED的应用为家居照明诠释了另一种意义。
 
    LED室内照明安装时应注意哪些事项?
    1)电源电压应当与灯具标示的电压相一致,特别要注意输入电源是直流还是交流,电源线路要设置匹配的漏电及过载保护开关,确保电源的可靠性。
    2)LED灯具在室内安装时,防水要求与在室外安装基本一致,同样要求做好产品的防水措施,以防止潮湿空气、腐蚀气体等进入线路。安装时,应仔细检查各个有可能进水的部位,特别是线路接头位置。
    3) LED灯具均自带公母接头,在灯具相互串接时,先将公母接头的防水圈安装好,然后将公母接头对接,确定公母接头已插到底部后用力锁紧螺母即可。
    4)产品拆开包装后,应认真检查灯具外壳是否有破损,如有破损,请勿点亮LED灯具,并采取必要的修复或更换措施。
    5)对于可延伸的LED灯具,要注意复核可延伸的最大数
量,不可超量串接安装和使用,否则会烧毁控制器或灯具。
    6)灯具安装时,如果遇到玻璃等不可打孔的地方,切不可使用胶水等直接固定,必须架设铁架或铝合金架后用螺钉固定;螺钉固定时不可随意减少螺钉数量,且安装应牢固可靠,不能有飘动、摆动和松脱等现象;切不可安装于易燃、易爆的环境中,并保证LED灯具有一定的散热空间。
    7)灯具在搬运及施工安装时,切勿摔、扔、压、拖灯体,切勿用力拉动、弯折延伸接头,以免拉松密封固线口,造成密封不良或内部芯线断路。
 
    如何进行LED灯泡的电气连接?
    1.小功率灯泡的电气连接小功率LED灯泡的安装方法比较简单,一般采用12V直流电源供电,在室内需要灯光投射照明或投光点缀照明的地方(如天花板、壁橱),用一根电源线与控制系统(电源)连接,安上一定数量的LED灯泡,就可达到目的。
LED灯泡的电气连接方法图
    2.大功率LED单元灯泡的电气连接  在室内安装大功率LED单元灯泡,一般采用恒流源驱动器供电,也可采用开关电源供电。
LU - PC-Φ30-1W型LED大功率单元灯电气接线图
    1)采用恒流源驱动器供电的电气连接方法:安装LU - PC-Φ30-1W型和LU- PC-1W型LED大功率单元灯,只需用一根电源线将恒流源驱动器控制系统相连接即可,安装操纵十分方便。
LU- PC-1W型LED大功率单元灯电气接线图
    2)采用开关电源供电的电气连接方法:LU- PC- MP12V型LED大功率单元灯泡是一种由单个大功率LED为单元的灯泡,采用开关电源供电时的电气连接如图所示。
LU- PC- MP12V型LED大功率单元灯泡电气接线图

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