【文章內(nèi)容簡介】 e3+的 YAG熒光粉受此藍(lán)光激發(fā)后發(fā)出黃色光發(fā)射，峰值 550nm。藍(lán)光 LED 基片安裝在碗形反射腔中，覆蓋以混有 YAG 的樹脂薄層，約200500nm。 LED 基片發(fā)出的藍(lán)光部分被熒光粉吸收，另一部分藍(lán)光與熒光粉發(fā)出的黃光混合，可以得到得白光。現(xiàn)在，對于 InGaN/YAG白色 LED，通過改變 YAG 熒光粉的化學(xué)組成和調(diào)節(jié)熒光粉層的厚度，可以獲得色溫 350010000K 的各色白光。 目前已商品化的第一種產(chǎn)品為藍(lán)光單晶片加上 YAG 黃色熒光粉，其最好的發(fā)光效率約為 25 流明 /瓦， YAG 多為日本日亞公司的進(jìn)口，價(jià)格在 2021 元 /公斤；第二種是日本住友電工亦開發(fā)出以 ZnSe 為材料的白光 LED，不過發(fā)光效率較差。從表中也可以看出某些種類的白色 LED 光源離不開四種熒光粉：即三基色稀土紅、綠、藍(lán)粉和石榴石結(jié)構(gòu)的黃色粉，在未來較被看好的是三波長光，即以無機(jī)紫外光晶片加 三顏色熒光粉，用于封裝 LED 白光，預(yù)計(jì)三波長白光 LED 今年有商品化的機(jī)機(jī)會(huì)。但此處三基色熒光粉的粒度要求比較小，穩(wěn)定性要求也高，具體應(yīng)用方面還在探索之中。 現(xiàn)在 ,金融危機(jī)嚴(yán)重沖擊著歐美經(jīng)濟(jì)，國內(nèi)外企業(yè)為尋求新市場都已將目光轉(zhuǎn)向中國國內(nèi)市場，而相對于傳統(tǒng)的照明行業(yè)必將有更多企 14 業(yè)逐步轉(zhuǎn)向具有增長優(yōu)勢的 LED 節(jié)能燈市場。利益趨勢讓更多的企業(yè)進(jìn)入 LED 節(jié)能燈市場，其競爭必將越來越烈，國內(nèi)廠商若要在新興產(chǎn)業(yè)中分 一杯羹，提高技術(shù)實(shí)力與保證產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)是必不可少的元素。 LED節(jié)能燈要在國內(nèi)市場普及還需一定時(shí)日，這也是國內(nèi)廠商快速提升自我的良好時(shí)機(jī)，把準(zhǔn)市場脈搏、開足馬力研發(fā)具有競爭優(yōu)勢的產(chǎn)品，才能搶占新興產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)。 LED的實(shí)際應(yīng)用 景觀照明市場：包括建筑裝飾、室內(nèi)裝飾、旅游景點(diǎn)裝飾等，主要用于重要建筑、街道、商業(yè)中心、名勝古跡、橋梁、社區(qū)、庭院、草坪、家居、休閑娛樂場所的裝飾照明，以及集裝飾與廣告為一體的商業(yè)照明。 汽車市場：車用市場是 LED 運(yùn)用發(fā)展最快的市場，主要用于車內(nèi)的儀表盤、空調(diào)、音響等指 示燈及內(nèi)部閱讀燈，車外的第三剎車燈、尾燈、轉(zhuǎn)向燈、側(cè)燈等。 背光源市場： LED 作為背光源已普遍運(yùn)用于手機(jī)、電腦、手持掌上電子產(chǎn)品及汽車、飛機(jī)儀表盤等眾多領(lǐng)域。 交通燈市場：由于紅、黃、綠光 LED 有亮度高、壽命長、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，在交通信號(hào)燈市場的需求大幅增加。廈門市自 2021 年采用第一座 LED 交通信號(hào)燈后，如今全市 100 多座交通信號(hào)燈已有近70％更換為 LED。上海市則明文規(guī)定，新上的交通信號(hào)燈一律采用LED。 15 戶外大屏幕顯示：由于高亮度 LED 能產(chǎn)生紅、綠、藍(lán)三原色的光， LED 全彩色大屏幕顯示 屏在金融、證券、交通、機(jī)場、郵電等領(lǐng)域備受青睞。近兩年，全彩色 LED 戶外顯示屏已代替?zhèn)鹘y(tǒng)的燈箱、霓虹燈、磁翻板等而成為主流，尤其是在全球各大型體育場館幾乎已成為標(biāo)準(zhǔn)配備。 特殊工作照明和軍事運(yùn)用：由于 LED 光源具有抗震性、耐候性、密封性好，以及熱輻射低、體積小、便于攜帶等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于防爆、野外作業(yè)、礦山、軍事行動(dòng)等特殊工作場所或惡劣工作環(huán)境之中。 第二章 LED節(jié)能燈的設(shè)計(jì) 2． 1 設(shè)計(jì)思路 現(xiàn)在家庭用的白熾燈多為幾十瓦的， 耗電大已成為大家最關(guān)心的問題，雖然市場上已經(jīng)出現(xiàn)了節(jié)能燈這種產(chǎn)品，但光效 卻不怎么好，我們這里采用了最簡單的二極管發(fā)光來取代日光燈的想法，大家都知道 小型發(fā)光 二極管發(fā)出的光是微弱的，但 1+1=2 的道理告訴我們，多個(gè)發(fā)光二極管同時(shí)放出光源就會(huì) 產(chǎn)生更大的光源，并且他的功率極小，發(fā)熱低，不容易損壞，成本低廉等特點(diǎn)完全可以讓我們用它來代替日常照明。 工作原理可以簡單的 說為將市電先轉(zhuǎn)化為 220V 直流電，經(jīng)過濾波后得到恒流溫壓電，接入二極管使其發(fā)光。 工作原理圖 如圖 1 所示： 16 圖 1 2． 2 所需 元器件 及功能 電容 2 個(gè) 圖 1 中有 3 個(gè)電容， C1 作用為降壓和限流 ， 電容的特性是通交流 、隔直流 。 C2﹑ C3 的作用為濾波 ， 其作用是將整流后的脈動(dòng)直流電壓濾波成平穩(wěn)直流電壓 。其實(shí) C3 是可以 取掉 的， 只用一個(gè)就可以了。 圖 2 電阻 3 個(gè) 電阻 R1 為泄放電阻 ， 其作用為 ： 當(dāng)正弦波在最大峰值時(shí)刻被切斷時(shí) ， 電容 C1 上的殘存電荷無法釋放 ， 會(huì)長久存在 ， 在維修時(shí)如果人 17 體接觸到 C1 的金屬部分 ， 有強(qiáng)烈的觸電可能 ， 而電阻 R1 的存在 ， 能將殘存的電荷泄放掉 ， 從而保證人 、 機(jī)安全。泄放電阻的阻值與電容的大小有關(guān) ， 一般電容的容量越大 ， 殘存的電荷就越多 ， 泄放電阻就阻值就要選小些。經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表 ， 供設(shè)計(jì)時(shí)參考 ： C1 取值(uf) 1 2 R1 取值 1M 750K 510K 360K 200~300K 電阻 R2 為 限流電阻 ， 作用是限制電路中的電流，它串聯(lián)在電路中起限制電路中的電流的作用。（如發(fā)光二極管電路中串聯(lián)的電阻）。當(dāng)負(fù)載電流增大時(shí)，流過限流電阻的電流同樣增大，由于該限流電阻存在一定的阻值，根據(jù)歐姆定律，則該電阻兩端的電壓降同樣增大，等同于負(fù)載兩端的壓降相應(yīng)減小，起到保護(hù)負(fù)載不受大電流沖擊的作用 。 電阻 R3 為 壓敏電阻 ( 或瞬變電壓抑制晶體管 )， 作用是將輸入電源中瞬間的脈沖高壓電壓對 地泄放掉 ， 從而保護(hù) LED 不被瞬間高壓擊穿。 集成整流橋 1 個(gè) 整流橋的作用就是能夠通過二極管的單向?qū)ǖ奶匦詫㈦娖皆诹泓c(diǎn)上下浮動(dòng)的交流電轉(zhuǎn)換為單向的直流電，通常電源中采用的整流橋除了這種單顆集成式的還有采用四顆二極管實(shí)現(xiàn)的，它們的原理完全相同 。 D1 ~ D4 的作用是整流 ， 其作用是將交流電整流為脈動(dòng)直流電壓。 18 小型發(fā)光二極管若干 發(fā)光二極管是一個(gè)單向?qū)щ娖骷Ｖ辉试S 電流從正極流向負(fù)極 ，只有正向接入時(shí)才導(dǎo)通并發(fā)光 ， 反向接入則截止不通 。作用是用來做光源。 下圖是其結(jié)構(gòu)圖 : 圖 3 2． 3 電路 工作原理 電路工作原理 ： 當(dāng)電容 C1 連接于交流電路中時(shí) ， 其容 抗計(jì)算公式為： XC = 1/2πf C 式中 ， XC 表示電容的容抗 、 f 表示輸入交流電源的頻率 、 C 表示降壓電容的容量。 流過電容降壓電路的電流計(jì)算公式為 ： 19 I = U/XC 式中 I 表示流過電 容的電流 、 U 表示電源電壓 、 XC 表示電容的容抗 。 在 220V、 50Hz 的交流電路中 ， 當(dāng)負(fù)載電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于 220V 時(shí) ， 電流與電容的關(guān)系式為 ： I = 69C 其中電容的單位為 uF， 電流的單位為 mA 下表為在 220V﹑ 50Hz 的交流電路中 ， 理論電流與實(shí)際測量電流的比較 ： 電容 (uf) 1 電流 (mA) 理論值 69 152 324 實(shí)驗(yàn)值 7 15 70 152 325 串聯(lián)的數(shù)量視其正向?qū)妷?( Vf )而定 ， 在 220V AC 電路中 ， 最多可以達(dá)到 80 個(gè)左右。 組件選擇 ： 電容的耐壓一般要求大于輸入電源電壓的峰值 ， 在220V,50Hz 的交流電路中時(shí) ， 可以選擇耐壓為 400 伏以上的滌綸電容或紙介質(zhì)電容。 D1— D4 可以選擇 IN4007。 濾波電容 C2﹑ C3 的耐壓根據(jù)負(fù)載電壓而定 ， 一般為負(fù)載電壓的 倍。其電容容量視負(fù)載電流的大小而定。 20 2． 4 降壓電容 驅(qū)動(dòng) 電路原理 如圖 4 所示 為其它形式的電容降壓驅(qū)動(dòng)電路 : 圖 4 在圖 4 電路中﹐可控硅 SCR 及 R3 組成保護(hù)電路﹐當(dāng)流過LED 的電流大于設(shè)定值時(shí)﹐ SCR 導(dǎo)通一定的角度﹐從而對電路電流進(jìn)行分流﹐使 LED 工作于恒流狀態(tài)﹐從而避免 LED因瞬間高壓而損壞。 21 圖 5 在圖 5 電路中﹐ C1﹑ R1﹑壓敏電阻﹑ L1﹑ R2 組成電源初級(jí)濾波電路﹐能將輸入瞬間高壓濾除﹐ C2﹑ R2 組成降壓電路﹐ C3﹑ C4﹑ L2﹑及壓敏電阻組成整流后的濾波電路。此電路采用雙重濾波電路﹐能有效地保護(hù) LED 不被 擊穿損壞。 圖 6 22 圖 6 是一個(gè)