【光电科普知识】系列1:LED基本知识
发布日期:2023-7-31    点击率:230

 (1)一般LED灯具包括哪些结构?

LED灯具核心部分是LED芯片,除此之外,还包括支撑、固定和保护光源必需的部件(但不包括光源本身)、形成各种光型的光学透镜等结构、防止LED芯片工作过热的散热结构以及必需的电路辅助装置和将它们与电源连接的设施。

(2)LED光学元件的作用是什么?有哪些光学元件?

光学元件是LED光学设计的核心,其主要功能是改变光源光通量强度分布。此外,也可用于在一定角度内减少观察者能感受到的亮度,限制眩光、改变光源光线通过光学器件后的光谱成分,实现滤光。光学元件主要有反射器、多晶面反射器、漫射器、透镜等。

(3)LED为什么可以调光?其原理由是怎样?

LED照明具有色彩丰富、发光效率高、体积小、工作电压低、易于调光控制和工作寿命长等一系列优点,因此应用前景广阔。LED调光和LED的发光颜色、LED的光输出、LED的发光效率及调光曲线等因素有关。有关调光控制方法、散热管理、驱动方案、驱动电路拓扑架构和已有的照明基础设施等因素对LED调光的使用和调光控制性能的发挥有很大的影响。

LED正向工作电流和输出流明的关系曲线如上图所示,可见在很宽的一段区间内,LED的正向工作电流与输出流明之间呈线性关系,加大LED的正向工作电流,LED的光输出加大。但是,用调节LED正向工作电流的方法来调节LED的光输出会产生一个问题,那就是在调亮度的同时也会改变LED光输出的光谱和色温。目前应用的LED调光方法有模拟调光、相控调光和PWM调光,其中PWM调光是最适合于LED调光,也是最有前途的调光方法。

(4)如何通俗易懂的理解PWM调光

PWM调光是一种利用微处理器的数字输出对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术,应用于LED照明中可以控制灯具的调光。PWM也就是脉宽调制的意思,这种技术在测量、通信到功率控制与变换早有应用。其实PWM是一种对模拟信号电平进行数字编码的方式,采用编码方法就是使用方波的占空比,如果将接通状态下直流供电值为1,也就是高电平状态,在关断的状态下值为0,低电平状态,那么如果在一个周期内持续接通的状态为周期时间的一半,那么占空比就是50%,PWM调光就是通过占空比来控制灯具开关的时间,从而控制灯具的亮度。但是值得注意的是,PWM调光的频率一定要高于100Hz,因为在100Hz以上,人眼才能不会观察到LED因开关交替而造成的闪烁现象。另外20kHz以下的频率属于人耳听觉范围,这时候有可能听到丝丝的声音。

(5)LED的“寿命”是什么样一种概念?什么是“浴盆”曲线?

“寿命”是事物从诞生到死亡的生存时间,对于电子元器件来讲,它的“寿命”是指它内部的物理机理能从形成到消失的延续时间,LED作为一种电——光转换的器件,电子——空穴对的能带跃迁产生光子这一物理机能,理论上是无限长的过程,是长寿命的“永久”牌,但任何材料,即使是构成LED的半导体材料,包括它的电极等材料,在长时间的电能,热能加载下,终究会衰变、老化,最终会丧失原有的机能,导致“死亡”——失效。因此尽管LED是固体发光,也是有它的生存期。一般讲,这种器件与其它半导体器件一样,在理论上讲“寿命”很长,所谓LED的寿命与实际制成可实用的LED器件(指LED Lamp)的寿命是二个概念。它必然如同其它电子元器件,一样遵循事物从诞生到消亡的一般规律——“浴盆曲线”。下图示出自然界的物件与时间的消亡(或失效)规律。

 

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