LED照明技术在当今社会是一个热门的技术。特别是在我国经济的腾飞发展, 使得我国面临这个方面的能源压力。解决能源短缺问题是我国发展经济, 保障经济、社会可持续发展的前提。为此, 我国开始实施照明节能降耗计划, 提倡节能光源的使用。在节能光源中, LED就成为首选。如今, 国内外的很多研究机构针对LED制定了长期的发展战略, 加快LED的发展步伐。
1 LED的工作原理和特点
1.1 LED的工作原理
LED是发光二极管的简称。它是由半导体材料合成的一种二极管。它可以直接将电能转化为光能。
在LED内部有一个半导体的被环氧树脂包围起来的晶片, 这个晶片的一端连接在一个支架上, 是负极;另一端连接在电源的正极上, 是正极。这个半导体晶片由P型半导体和N型半导体组成。其中, P型半导体在晶片的空穴中, 占主要地位。而N型半导体主要是电子组成。当连接这两个半导体时, 一个P-N结就会在它们之间形成。工作时, 电流通过导线作用于晶片, 晶片内N区的电子会被移动到P区, 在P区里面电子和晶片内的空穴结合, 促使其以光子的形式发出能量。需要提醒的是光的颜色是由光的波长决定的, 而波长又取决于P-N结的材料。
1.2 LED的特点
LED的内在结构决定它具有很多的优点。例如: (1) 体积小。由于LED是被包裹在环氧树脂里面, 所以, 其体积很小, 很轻便; (2) 耗电量低。LED是直流驱动, 功耗量单管为0.03W～0.06W, 电光功率转换几乎是100%, 工作电压是2V～3.6V, 工作电流是0.02A～0.03A;基于以上数据, 使它消耗的电能不超过0.1W, 相同照明效果比传统系统节能80%以上; (3) 使用寿命长。由于, LED内没有松动部分, 没有发光灯丝等缺点, 故其使用寿命长, 可达6万到10万小时, 是传统照明等的寿命长10倍以上。 (4) 亮度高、热量低。LED应用的是冷发光技术, 其发光的热量比传统的照明灯低很多。 (5) 环保。LED的材料是由不含水银等有害物质的无毒材料。它的光谱中没有紫外线和红外线, 没有热量, 没有辐射, 是完全绿色的。而且, LED还可以回收再利用, 极为环保。
2 LED在电气化上的应用
LED在电气化上的应用主要包括显示领域、交通信号灯领域、汽车照明领域、高效荧光粉领域及建筑领域等。
2.1 LED在显示领域的应用
近几年来, LED被广泛地应用到液晶显示领域。它主要是利用LED发光元件作为液晶显示器的背景光源。LED按照光源色彩分为白光LED背光源和RGB-LED背光源两种。
采用白光LED背景光的优点分为两方面。一方面, 液晶显示图像的原理是背光源发出白光后, 通过液晶层和彩色滤光膜, 变成独立的原色财=彩, 在这个过程中, 背光源的质量决定了显示器的色彩。当纯正的RGB三色源还原后, 它就可以显示出纯正而真实的色彩效果;另一方面, 它可以减少液晶产品板面的厚度, 迎合了市场上对移动设备轻薄的要求。
而RGB-LED背光源则是利用能发出纯度较高的红的、绿色、蓝色光的LED来达到传统光源不可达到的广阔色彩范围。现在市场上主流的RGB—LED背光源已经能够达到1 0 5%的N T S C色域范围, 要是采用性能更加强大的LED元件, 则可以实现120%以上的NTSC色域范围。这对于显示图像的电视机来说, 是一个有效提高画面质量的方法。
2.2 LED在交通领域的应用
2.2.1 LED在交通信号灯上的应用
较传统的交通信号灯而言, LED交通信号灯地工作寿命大大的被延长了。考虑到环境等各个因素的影响, LED交通信号灯的寿命一般是4到5年。目前LED交通信号灯已经实现产业化批量生发, 故其成本大大的降低, 价格相对较为便宜。而且, 由于LED信号灯的亮度高, 照明性能好, 在很大程度上降低了夜间交通事故的发生。
2.2.2 LED在交通道路照明上的应用
当今社会高速发展, 夜间的照明成了不可或缺的一部分, 同时其所耗费的电能也是巨大的。LED的使用极大的帮助政府解决了这一难题。现阶段, LED灯已经被应用到隧道、地铁等的照明上了。
2.3 LED在汽车照明上的应用
LED在汽车上的应用包括:仪表板、音响指示灯、开关的背景光、外面的刹车灯、汽车头灯、尾灯以及侧灯等。早在1987年, 我国开始在汽车上安装了响应速度快的LED高位刹车灯, 汽车追尾事故明显较少。基于LED的种种优点, LED在汽车上的使用前景广泛, 受到越来越多的汽车制造商的青睐。
2.4 L E D在建筑装饰领域的应用
由于LED能够方便的控制动态的亮度和颜色, 因而适合用于建筑装饰中。再加上其体积小, 亮度高、节能又环保, 和容易与建筑物表面结合的特点, 使其非常受设计师们地青睐。
2.5 LED在广告业的应用
由于LED可以准确的变现多种颜色, 能够瞬间实现颜色的转变, 因而, LED在广告领域也越来越受设计者地使用。它不仅可以显示动态的图画和文字, 还可以提高远距离的分辨率和远距离的视觉效果, 加深人们对广告的印象, 实现商家对产品的宣传, 增加企业的利润。
总之, LED除了应用于大型广告显示屏、建筑和交通照明、城市夜景照明、汽车照明等领域外, 白光LED还成为便携式电子产品显示器的重要光源, 并逐渐向日常照明应用的方向发展。随着社会的快速发展, 新材料、新技术的不断更新, 照明产品越来越趋向小型化、高效化、安全无污染、长寿命的方向发展。在这种趋势的带动下, LED将成为最具发展前景和影响力的一项高新技术产品之一。随着现代科技的发展及LED技术的广泛应用, 其潜在的市场和价值非常大, 今后LED将显示出强大的发展潜力。
摘要：近几年来, 国家经济快速发展, 为了保障可持续发展, 国家正在积极推进节能降耗政策, 由此应运而生的LED照明技术也是发展迅速。很多的厂家都积极地投入到该节能领域, 进行研究开发, 因而, LED照明技术有了极大地进步。基于LED的这种节能降耗的优势和当前的发展形势, 本文将浅谈LED照明技术在电气化中的应用。
关键词：LED照明技术,电气化,应用
参考文献
[1] 张发兴.浅谈LED照明技术的应用[J].科技资讯, 2010 (29) :44.
[2] 朱小光.浅谈LED照明技术的应用[J].电子科学, 2010 (3) :27.
[3] 周生洪, 王列军, 韦传正, 等.LED照明技术探讨[J].科技资讯, 2009 (28) :242.
[4] 赵振江.LED照明技术在南京地铁的应用[J].节能, 2009 (4) :52.
[5] 赵安军.隧道LED照明技术研究及应用探讨[J].中国交通信息产业, 2008 (6) :117.