摘 要:近幾年來,國家經濟快速發展,為了保障可持續發展,國家正在積極推進節能降耗政策,由此應運而生的LED照明技術也是發展迅速。很多的廠家都積極地投入到該節能領域,進行研究開發,因而,LED照明技術有了極大地進步。基于LED的這種節能降耗的優勢和當前的發展形勢,本文將淺談LED照明技術在電氣化中的應用。
關鍵詞:LED照明技術 電氣化 應用
LED照明技術在當今社會是一個熱門的技術。特別是在我國經濟的騰飛發展,使得我國面臨這個方面的能源壓力。解決能源短缺問題是我國發展經濟,保障經濟、社會可持續發展的前提。為此,我國開始實施照明節能降耗計劃,提倡節能光源的使用。在節能光源中,LED就成為首選。如今,國內外的很多研究機構針對LED制定了長期的發展戰略,加快LED的發展步伐。
1 LED的工作原理和特點
1.1LED的工作原理
LED是發光二極管的簡稱。它是由半導體材料合成的一種二極管。它可以直接將電能轉化為光能。
在LED內部有一個半導體的被環氧樹脂包圍起來的晶片,這個晶片的一端連接在一個支架上,是負極;另一端連接在電源的正極上,是正極。這個半導體晶片由P型半導體和N型半導體組成。其中,P型半導體在晶片的空穴中,占主要地位。而N型半導體主要是電子組成。當連接這兩個半導體時,一個P-N結就會在它們之間形成。工作時,電流通過導線作用于晶片,晶片內N區的電子會被移動到P區,在P區里面電子和晶片內的空穴結合,促使其以光子的形式發出能量。需要提醒的是光的顏色是由光的波長決定的,而波長又取決于P-N結的材料。
1.2LED的特點
LED的內在結構決定它具有很多的優點。例如:(1)體積小。由于LED是被包裹在環氧樹脂里面,所以,其體積很小,很輕便;(2)耗電量低。LED是直流驅動,功耗量單管為0.03W~0.06W,電光功率轉換幾乎是100%,工作電壓是2V~3.6V,工作電流是0.02A~0.03A;基于以上數據,使它消耗的電能不超過0.1W,相同照明效果比傳統系統節能80%以上;(3)使用壽命長。由于,LED內沒有松動部分,沒有發光燈絲等缺點,故其使用壽命長,可達6萬到10萬小時,是傳統照明等的壽命長10倍以上。(4)亮度高、熱量低。LED應用的是冷發光技術,其發光的熱量比傳統的照明燈低很多。(5)環保。LED的材料是由不含水銀等有害物質的無毒材料。它的光譜中沒有紫外線和紅外線,沒有熱量,沒有輻射,是完全綠色的。而且,LED還可以回收再利用,極為環保。
2 LED在電氣化上的應用
LED在電氣化上的應用主要包括顯示領域、交通信號燈領域、汽車照明領域、高效熒光粉領域及建筑領域等。
2.1LED在顯示領域的應用
近幾年來,LED被廣泛地應用到液晶顯示領域。它主要是利用LED發光元件作為液晶顯示器的背景光源。LED按照光源色彩分為白光LED背光源和RGB-LED背光源兩種。
采用白光LED背景光的優點分為兩方面。一方面,液晶顯示圖像的原理是背光源發出白光后,通過液晶層和彩色濾光膜,變成獨立的原色財=彩,在這個過程中,背光源的質量決定了顯示器的色彩。當純正的RGB三色源還原后,它就可以顯示出純正而真實的色彩效果;另一方面,它可以減少液晶產品板面的厚度,迎合了市場上對移動設備輕薄的要求。
而RGB-LED背光源則是利用能發出純度較高的紅的、綠色、藍色光的LED來達到傳統光源不可達到的廣闊色彩范圍。現在市場上主流的RGB—LED背光源已經能夠達到105%的NTSC色域范圍,要是采用性能更加強大的LED元件,則可以實現120%以上的NTSC色域范圍。這對于顯示圖像的電視機來說,是一個有效提高畫面質量的方法。
2.2LED在交通領域的應用
2.2.1LED在交通信號燈上的應用較傳統的交通信號燈而言,LED交通信號燈地工作壽命大大的被延長了。考慮到環境等各個因素的影響,LED交通信號燈的壽命一般是4到5年。目前LED交通信號燈已經實現產業化批量生發,故其成本大大的降低,價格相對較為便宜。而且,由于LED信號燈的亮度高,照明性能好,在很大程度上降低了夜間交通事故的發生。
2.2.2LED在交通道路照明上的應用當今社會高速發展,夜間的照明成了不可或缺的一部分,同時其所耗費的電能也是巨大的。LED的使用極大的幫助政府解決了這一難題。現階段,LED燈已經被應用到隧道、地鐵等的照明上了。
2.3LED在汽車照明上的應用
LED在汽車上的應用包括:儀表板、音響指示燈、開關的背景光、外面的剎車燈、汽車頭燈、尾燈以及側燈等。早在1987年,
我國開始在汽車上安裝了響應速度快的LED高位剎車燈,汽車追尾事故明顯較少。基于LED的種種優點,LED在汽車上的使用前景廣泛,受到越來越多的汽車制造商的青睞。
2.4LED在建筑裝飾領域的應用
由于LED能夠方便的控制動態的亮度和顏色,因而適合用于建筑裝飾中。再加上其體積小,亮度高、節能又環保,和容易與建筑物表面結合的特點,使其非常受設計師們地青睞。
2.5LED在廣告業的應用
由于LED可以準確的變現多種顏色,能夠瞬間實現顏色的轉變,因而,LED在廣告領域也越來越受設計者地使用。它不僅可以顯示動態的圖畫和文字,還可以提高遠距離的分辨率和遠距離的視覺效果,加深人們對廣告的印象,實現商家對產品的宣傳,增加企業的利潤。
總之,LED除了應用于大型廣告顯示屏、建筑和交通照明、城市夜景照明、汽車照明等領域外,白光LED還成為便攜式電子產品顯示器的重要光源,并逐漸向日常照明應用的方向發展。隨著社會的快速發展,新材料、新技術的不斷更新,照明產品越來越趨向小型化、高效化、安全無污染、長壽命的方向發展。在這種趨勢的帶動下,LED將成為最具發展前景和影響力的一項高新技術產品之一。隨著現代科技的發展及LED技術的廣泛應用,其潛在的市場和價值非常大,今后LED將顯示出強大的發展潛力。