LED灯光源知识介绍

一、什么是LED光源

LED光源是以发光二极管（LED）为发光体的光源。发光二极管发明于20世纪60年代，起初主要作为收录机等电子设备的指示灯。其具有效率高、寿命长的特点，可连续使用10万小时，比普通白炽灯泡长100倍。科学家预测，未来5年它很可能成为下一代照明的主流产品。

二、LED光源的基本特征

1. 发光效率高：经过几十年技术改良，LED发光效率大幅提升。白炽灯、卤钨灯光效为12 - 24流明/瓦，荧光灯50 - 70流明/瓦，钠灯90 - 140流明/瓦，且大部分耗电变成热量损耗。改良后LED光效可达50 - 200流明/瓦，光的单色性好、光谱窄，无需过滤可直接发出有色可见光，未来发光效率有望进一步提高。
2. 耗电量少：LED单管功率0.03 - 0.06瓦，采用直流驱动，单管驱动电压1.5 - 3.5伏，电流15 - 18毫安，反应速度快，可高频操作。同样照明效果下，耗电量是白炽灯泡的万分之一，荧光灯管的二分之一。如日本若采用光效比荧光灯高两倍的LED替代一半的白炽灯和荧光灯，每年可节约相当于60亿升原油。以桥梁护栏灯为例，同样效果的日光灯40多瓦，而LED每支功率仅8瓦，还可七彩变化。
3. 使用寿命长：采用电子光场辐射发光，避免了灯丝发光易烧、热沉积、光衰减等缺点。LED灯体积小、重量轻，环氧树脂封装，可承受高强度机械冲击和震动，不易破碎，平均寿命达10万小时，灯具使用寿命可达5 - 10年，可降低维护费用，避免频繁换灯。
4. 安全可靠性强：发热量低，无热辐射性，是冷光源，可安全触摸；能精确控制光型及发光角度，光色柔和，无眩光；不含汞、钠等可能危害健康的物质。内置微处理系统可控制发光强度，调整发光方式，实现光与艺术结合。
5. 有利于环保：LED为全固体发光体，耐震、耐冲击不易破碎，废弃物可回收，无污染。光源体积小，可随意组合，易开发成轻便薄短小型照明产品，便于安装和维护。虽LED光源比传统光源昂贵，但用一年节能可收回投资，获得4 - 9年每年几倍的节能净收益期。

三、LED光源种类

1. 二基色荧光粉转换：二基色白光LED利用蓝光LED芯片和YAG荧光粉制成，常用蓝光芯片是InGaN芯片，也可用A1InGaN芯片。优点是结构简单、成本较低、制作工艺相对简单，且YAG荧光粉在荧光灯中应用多年，工艺成熟。缺点是蓝光LED效率不够高导致LED效率低，荧光粉自身有能量损耗，荧光粉与封装材料随时间老化会导致色温漂移和寿命缩短。
2. 三基色荧光粉转换：可在较高效率前提下有效提升LED的显色性。常用办法是利用紫外光LED激发一组可被辐射有效的三基色荧光粉。此类白光LED具有高显色性，光色和色温可调，使用高转换效率荧光粉可提高光效。但存在荧光粉转换紫外辐射效率低、粉体混合困难、封装材料在紫外光照射下易老化寿命短等缺陷。
3. 多芯片白光LED光源：将红、绿、蓝三色LED芯片封装在一起，混合发出的光得到白光。与荧光粉转换白光LED相比，可避免荧光粉光转换过程中的能量损耗，获得较高光效，还可分开控制不同光色LED光强，实现全彩变色和较好的显色性。弊端是不同光色LED芯片半导体材质差异大，量子效率不同，光色随驱动电流、温度和时间变化不一致，需对三种颜色LED分别加反馈电路补偿调节，使电路复杂，且散热是主要问题。

本文全面介绍了LED灯光源的定义、特征、种类等相关知识，有助于读者了解LED光源并合理选择使用。