新型照明光源及LED的特性与应用

新型照明光源及LED的特性与应用

摘要：本文简要介绍led的基本特性，新型光源的应用。led作为一种新型光源, 具有与传统光源不同的特性，led驱动电源则是led产业链发展的保障，led电源的品质直接制约了led产品的可靠性与应用。

关键词：led；新型电源；应用

abstract: this paper briefly introduces the led basic characteristics and new type light source application. as a new type light source, led has different characteristics with the traditional light sources, and the led driver is the led industry chain development security, its power quality directly restricts the led product reliability and its application.

key words: led; new type power supply; application 中图分类号：tn86文献标识码：a文章编号：2095-2104（2012） 前言

改革开放以后，我国在大力发展核能、太阳能、火力、水力、风力发电方面，做出了极大地努力，加快了建设步伐，有效地缓解了我国电力紧张的被动局面。然而，随着国民经济的快速发展，我国电力供求矛盾仍然比较突出。

传统的照明技术存在一系列缺点，发光效率低、耗电量大、使用寿命短，光线中含有大量的紫外线、红外线辐射，照明灯具一般是交流驱动，不可避免的产生频闪而损害人的视力，普通节能灯的电子镇流器会产生电磁干扰，且荧光灯含有大量的汞和铅等重金属，无法全部回收，从而造成环境污染等问题。

近年来，经过科学家的技术攻关，一种新型光源技术-led照明技术正在趋于成熟，led即发光二极管，用砷化镓、磷化镓等化合物制成的。当它通过电流时，电子空穴直接复合，释放出大量能量，并发出红、澄、黄、绿、蓝等颜色的光芒。由于它具有工作电压低、耗电少、亮度高，投光远、工作温度范围宽（－30～85度）、机械强度高、既安全又环保的特点，成为了新一代固体冷光源，是全球新兴产业，led照明灯具有巨大节能作用，每年以50%的速度增长，将会取代传统光源，从而引发人类照明史上的第四次，极大地改善人类的生存环境，缓解全球日益严峻的能源危机。 1 led的特性

1.1 led是单向导电器件，由于这个特点，就要用直流电流或者单向脉冲电流给led供电。

1.2 led是一个具有pn结结构的半导体器件，具有势垒电势，这就形成了导通门限电压，加在led上的电压值超过这个门限电压时led才会充分导通。

1. 3 led的电流一电压特性是非线性的，流过led的电流在数值

上等于供电电源的电动势减去led的势垒电势后再除以回路的总电阻(电源内阻、引线电阻和led体电阻之和)。因此，流过led的电流和加在led两端的电压不成正比。

1. 4 流过led的电流和led的光通量的比值也是非线性的。led的光通量随着流过led的电流增加而增加，但却不成正比，越到后来光通量增加得越少。

1. 5 由于生产工艺和材料特性方面的差异，同样型号的led的势垒电势以及led的内阻也不完全一样，这就导致led工作时的管压降不一致。

1. 6 led的pn结的温度系数为负，温度升高时led的势垒电势降低。由于这个特点，所以，led不能直接用电压源供电，必须采取限流措施，否则随着led工作时温度的升高，电流会越来越大，以致损坏led。

2 新型照明光源的应用

led由于环保、寿命长、光电效率高等众多优点，近年来在各行业应用得以快速发展，led的驱动电源成了关注热点，理论上，led的使用寿命在10万小时以上，根据led具有可以勾勒轮廓、模拟任何色彩、制作线条灯具、光通量损耗小、维护费用低、体积很小、安全可靠，经久耐用等特点，led的使用范围异常广泛。从理论上说，它可以应用到大型商业广告显示屏、城市重点建筑物夜景照明、公共道路交通照明、煤矿采煤掌子面隔爆照明，以及指示方向、地

灯、步道和隧道照明。led以其固有的优势取代传统光源霓虹灯，已经是照明器具系列发展的必然趋势。

当前，led新型光源照明，主要用于商业装饰性的照明。特别是大功率led的出现以后，由特殊的商业照明迅速发展到特种照明领域。比如汽车照明、城市夜景照明，楼体亮化工程、博物馆文物艺术品照明，以及背光照明等等。从led照明灯具的底灯，吊灯，投射灯等结构装饰上，led照明灯具可以完全适用于任何场合，包括美术馆，博物馆等对颜色度要求较高的场所。led太阳能路灯，led投光灯，led吊顶灯，led日光灯都已经批量生产，大力推行使用led照明灯的时代已经到来，像10瓦的led日光灯可以替换40瓦的普通日光灯或者节能灯，节能灯及白炽灯必然会被led照明灯所取代。 3 led驱动电源发展趋势

现在，led的研究、开发和应用，虽然取得了举世瞩目的成就，但是也有不尽人意的地方。由于led芯片发出的光是直线，发散性不好，平均照度较差，规模较大的商场，写字楼应用起来比较困难；led灯管型照明灯具排列过密，设计成本过高，失去节能效果；led照明灯具大面积室内照明在技术上还不够成熟，这些问题有待今后认真研究，切实加以解决。

未来的趋势是，先恒压，再线性恒流整合方式。电压保证在一定范围内适应负载需要，按led有不同的vf值3～3.6v之间，可按led实际数量乘于3v计算出最低值，再按3.6v电压乘于数量计算

出最大可能电压值，最终确定电源部分需要调整的电压范围，再线性恒流源后端恒流，可以多路恒流源并联使用，也可以单路多个恒流源增加电流使用。此外，led 按照驱动电流的大小，又分为小功率led和大功率led。小功率led多应用于以视看对象为主的显示屏等场合，而大功率led才是照明用光源的发展方向。 参考文献：

[1]茅于海． led 供电到底是采用恒压电源还是恒流电源［j］．中国照明，2009( 12) : -58．

[2] 颜重光.发展迅速的ac直接驱动led光源技术[j]．电子产品世界,2009(2)：-66．

[3] 冯勇.白光led可控恒流源驱动系统设计[j]．电气开关,2008(2)：29-31.

[4] 范俊杰.led驱动电源的现状与展望[j]．中国科技信息，2009(15)：137-139.