LED等各类灯工作原理.docx

LED 工作原理1. 一般的白炽灯光效大约在每瓦 10 流明左右，寿命大约在 1000 小时左右， 它的工作原理是：白炽灯是将电能转化为光能的，以供给照明的设备， 其工作原理是：电流通过灯丝〔钨丝，熔点达 3000 多摄氏度〕时产生热量，螺旋状的灯丝不断将热量聚拢，使得灯丝的温度达 2023 摄氏度以上，灯丝在处于白炽状态时，就象烧红了的铁能发光一样而发出光来灯丝的温度越 高，发出的光就越亮故称之为白炽灯2. 节能灯主要是通过镇流器给灯管灯丝加热，大约在 1160K 温度时，灯丝就开头放射电子〔由于在灯丝上涂了一些电子粉〕，电子碰撞氩原子产生非弹性碰撞， 氩原子碰撞后获得了能量又撞击汞原子，汞原子在吸取能量后跃迁产生电离， 发出 253.7nm 的紫外线，紫外线激发荧光粉发光，由于荧光灯工作时灯丝的温度在 1160K 左右，比白炽灯工作的温度 2200K-2700K 低很多，所以它的寿命也大提高，到达 5000 小时以上，由于它不存在白炽灯那样的电流热效应，荧光粉的能量转换效率也很高，到达每瓦 50 流明以上3. 荧光灯发光原理一、荧光灯的组成及工作过程一般的荧光灯系由灯管、镇流器、启辉器等组成。

灯管是一根 15^-38 毫米直径的玻璃管，在管内壁上涂上一层荧光粉，灯管两管各有一个灯丝灯丝由钨丝绕成， 用以放射电子管内在真空状况下充有肯定量1 / 7的氢气与少量水银当管内产生辉光放电时，发出一种波长极短的不行见光，这种光被荧光粉吸取后转换成近似日光的可见光A -气能帮助灯管易于点燃，并有保护电极延长灯管使用时间的作用在荧光灯电路开头接通电源的时候，灯管尚不能点燃，此时启辉器内发生辉光放电，使其中的双金属片受热翘起导致触点闭合，接通灯丝电路，电流即流经镇流器、灯管两端的灯丝和启辉器，其值约是灯管正常工作电流的两倍，这时灯丝很快加热而放射电子在启辉器内触头闭合以后，辉光放电停顿，约过零点几秒的时间，双金属片冷却并恢复原状，造成灯丝电路突然断开在电路断开的瞬间，镇流器中产生很高的自感电动势，此电动势作用在灯管的两端，促使灯管点燃，荧光灯便进入正常工作状态灯管点燃以后，电路中的电流将在镇流器上生较大的电压降落，灯管两端的电压锐减，从而使得和灯管并联的启辉器因承受的电压过低而不再起 xx以上就是荧光灯的点燃过程二、影响荧光灯寿命的因素荧光灯自然不能再点燃和不发光的主要缘由是阴极上电子放射物质的完全消耗和汞在灯管内的耗竭。

影响荧光灯寿命的有制造方面的缘由和运用方面的因素在制造方面，荧光灯的寿命主要有a 气充入的压力、汞充入量和阴极上电子放射物质的数量来打算，在运用方面的因素主要有以下几种:1. 灯管电流的大小灯管工作电流增加时，寿命会降低电流比额定值增加 1%时，寿命将降低 1. 7%;电流比额定值小时，寿命将增加但电流过小时，寿命反而又降低这是由于工作电流过小时阴极温度过低，电极上电子物质的溅射加大所致 2.阴级灯丝质量好坏荧光灯的寿命主要取决于其阴极放射电子力量和耐离子轰击力量，因此，假设阴极与镇流器或灯管匹配不当，最易受到损坏当阴极放射的电子缺乏以点燃荧光灯或灯丝受离子轰击产生断丝时，灯管的寿命也就终结了所以，如何改善提高阴极放射电子效能以及阴极灯丝的耐轰击力量，成为影响荧光灯寿命的关键问题目前，荧光灯实行直热灯丝方式加热阴极激发电子，温度小于1000℃，相对白炽灯而言，对真空状态下的钨丝脆性几乎不会产生，基于阴极的主要功能是“储粉”和“加热”，不同功率的荧光灯可承受一样规格的灯丝，可见荧光灯阴极对螺旋灯丝的选型范围较大，只要裹着电子粉的灯丝不断，镇流器比较牢靠，制灯企业就可以简洁地生产出寿命到达 5000 小时左右的荧光灯，有的也可以标称 6000-8000 小时，这种粗放型的生产方式在国内节能灯企业普遍存在。

在国内电子技术高度兴旺的今日，由于荧光灯灯丝创技术的滞后，导致了国产荧光灯整体寿命水平难于突破 100 小时荧光灯是放电灯的一种，在玻璃管中充有简洁放电的氩气和极少量的水 银，在玻管内壁上涂敷有荧光物质，在管的两端有用钨丝制作的二螺旋或三螺旋钨丝圈电极，在电极上涂敷有放射电子的物质荧光灯发光原理点灯(启动) 时，电流流过电极并加热，从灯丝向着内放射出热电子，并开头放电放电产生的流淌电子跟管内的水银原子碰撞，发生紫外线(253.7nm)这种紫外线照耀荧光物质，变成可见光随着荧光物质的种类不同，可发出多种多样的光色荧光灯点灯方式为点亮荧光灯，要在涂敷放射体(电子放射性物质) 的电极上通过预热电流使其处于易于放出电子的状态按启动器方式不同，大致可分为，“启动器式点灯电路“、“快速启动器式点灯电路“、“变频器式(电子式)点灯电路“三种启动器式点灯电路“和“快速启动器式点灯电路“中使用的镇流器(灯具)和荧光灯管都不一样LEDLED 发光原理 LED〔Light Emitting Diode〕，即发光二极管是一种半导体固体发光器件它是利用固体半导体芯片作为发光材料当两端加上正向电 压，半导体中的少数截流子和多数截流子发生复合，放出过剩的能量而引起光子放射，直接发出红、橙、黄、绿、xx、xx、紫、白色的光。

多变幻：LED 光源可利用 LED 在电流瞬间通断发光无余辉和红、绿、蓝三基色原理， 并发挥我们多年对 LED 显示屏掌握技术的争论，承受 LED 显示屏掌握技术实现颜色和图案的多变化，是一种可随便掌握的“动态光源“高节能：直流驱动，超低功耗〔单管 0.03-0.06 瓦〕电光功率达 90%以上，同样照明效果比传统光源节能 80%以上寿命长：LED 为固体冷光源，环氧树脂封装，因此无灯丝发光易烧、热沉积等缺点工作电压低，使用寿命可达 5 万到 10 万小时，比传统光源寿命长 5 倍以上利环保：冷光源、眩光小，无辐射，不含汞元素，使用中不发出有害物质高尖：与传统光源比，LED 光源融合了计算机、网络、嵌入式掌握等高技术， 具有编程、无限升级、敏捷多变的特点光源术语光通量〔lm〕：光源每秒钟发出可见光量之总和例如一个 100 瓦〔w〕的灯泡可产生1500 流明〔lm〕，一支 40 瓦〔w〕的日光灯可产生 3500lm 的光通量发光强度〔cd〕： 光源在单位立体角度内发出的光通量，也就是光源所发出的光通量在空间选定方向上分布的密度光强的单位是坎特拉〔cd〕，也称烛光如：一单位立体角度内发出 1 流明〔lm〕的光称为 1 坎特拉〔cd〕。

色温〔k〕：以确定温度〔k=℃+273.15〕K 来表示，马上一黑体加热，温度升到肯定程度时，颜色渐渐由深红-浅红-橙红-黄-黄白-白- 蓝白-蓝变化当某光源与黑体的颜色一样时，我们将黑体当时确实定温度称为该光源的色温如：当黑体加热呈现深红时温度约为 550℃，即色温为 550℃+ 273 = 823K光效〔lm/w〕：光源发出的光通量除以所消耗的功率它是衡量光源节能的重要指标显色性〔ra〕：光源对物体本身颜色呈现的程度称为显色性也就是颜色的逼真程度国际照明委员会 CIE 把太阳的显色指数〔ra〕定为 100各类光源的显色指数各不一样,如：白炽灯 ra≥90，荧光灯 ra=60～90平均寿命：光源在正常使用过程中，其中有 50%的光源损坏时的时间流明是光通量的单位发光强度为 1 坎德拉(cd)的点光源，在单位立体角〔1 球面度〕内发出的光通量为“1 流明”英文缩写(lm)所谓的流明简洁来说，就是指蜡烛一烛光在一公尺以外的所显现出的亮度.一个一般 40 瓦的白炽灯泡，其发光效率大约是每瓦 10 流明，因此可以发出 400 流明的光. 40 瓦的白炽灯 220 伏时，光通量为 340 流明。

光通量是描述单位时间内光源辐射产生视觉响应强弱的力量，单位是流明，也叫光明度投影仪表示光通量的单位是 ANSI 流明，ANSI 流明是美国国家标准化协会制定的测量投影仪光通量的标准，它测量屏幕“田“字形九个穿插点上的各点照度，乘以面积，再求九点的平均值，即为该投影仪的 ANSI 流明流明值越高表示越亮， 光明度越高则在投影时就不需要关灯 ANSI 为 American National Standards Institute〔美国国家标准局〕的缩写卤素灯：白炽灯泡内混入卤族元素气体，工作原理为：当灯丝发热时，钨原子被蒸发后向玻璃管壁方向移动，当接近玻璃管壁时，钨蒸气被冷却到大约 800℃并和卤素原子结合在一起，形成卤化钨〔碘化钨或溴化钨〕卤化钨向玻璃管中心连续移动，又重回到被氧化的灯丝上，由于卤化钨是一种很不稳定的化合物，其遇热后又会重分解成卤素蒸气和钨，这样钨又在灯丝上沉积下来，弥补被蒸发掉的局部通过这种再生循环过程，灯丝的使用寿命不仅得到了大大延长〔几乎是白炽灯的 4 倍〕，同时由于灯丝可以工作在更高温度下，从而得到了更高的亮度，更高的色温顺更高的发光效率金卤灯金卤灯因灯泡中填充了金属卤化物而得名，根本构造与发光原理大致与荧光灯管相像，不同之处在于弧光放电点灯，产生高热，金属卤化物升华成为蒸气，直接发出可见光， 节能 80％至 90％，属第三代照明光源。