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LED的应用介绍

http://www.boweiled.com/16.aspx 发布时间：2007-05-25 17:18

ＬＥＤ应用市场不断扩大
随着LED技术的不断发展，LED逐渐满足了工程师在多个方面的需求，以下是LED的一些应用介绍
1. LED正在取代传统的百炽灯照明设备
Ｄｉａｌｉｇｈｔ公司ＬｅａｔｒｉｃｅＭｉｅｌｌｅｒ介绍，人们最初用ＬＥＤ取代白炽灯，主要是出于ＬＥＤ的功耗小，而且使用寿命长。另外，ＬＥＤ是一个点光源，比较容易对光的辐射方向和发光面积进行较为精确的控制。特别是在一些照明面积要求不大的应用领域，如果采用传统光源进行照明，往往因为照明面积超出了实际的需求而形成一种能源的浪费。而ＬＥＤ光源，既能满足照明要求，又不至于形成能源浪费，因此ＬＥＤ正在逐步地取代传统的照明设备。
（1）LED的主要应用
ＬＥＤ照明设备的最显著，也是最基本的应用就是用作交通信号灯。自上个世纪９０年代中期ＬＥＤ被用作交通信号灯以来，到目前已经完全取代了传统的白炽灯在这方面的应用。同时，ＬＥＤ交通信号灯的发展，也是ＬＥＤ技术不断发展的一个很好见证。在最初的交通信号灯中，最多包含有６００个ＬＥＤ，而今天，随着ＬＥＤ技术的飞速发展，一个信号灯中仅用８个ＬＥＤ即可实现高亮度显示。
ＬＥＤ应用的另一个趋势是建筑物方面的照明。多姿多彩的ＬＥＤ灯，不但能满足几乎所有的照明要求，而且还能给建筑物装点出不同的美感。人们通常喜欢在建筑物走廊、酒吧等地方安装各色的ＬＥＤ来烘托特殊的氛围。有时采用ＬＥＤ灯则是为了引人注意目，如在饭店、商场等门口的叫招牌都采用ＬＥＤ照明显示。
（2）LED替代白炽灯要考虑的因素要获得合适的ＬＥＤ也并不总是件容易的事。不同厂家的产品标准规格可能不尽相同，所以在选择一个合适的ＬＥＤ前，必须仔细考虑实际的需求条件。
选用ＬＥＤ照明，首先要考虑的决定因素就是发光亮度要求。照明面积和表面亮度是主要的考虑因素，因为白炽灯发出的光是呈球形分布的，而ＬＥＤ发出的光分布范围却很窄。
作为一个半导体器件，一个集成ＬＥＤ的照明设备必须要有一个有效的温度管理系统和合适的电源。为了增加产品的可靠性，通常将电源和散热装置集成到一个产品的设计中，大大降低了故障的发生频率。
对于物体照明应用，最主要的因素是视角、亮度和颜色。由于对白炽灯（通常是ＭＳＣＰ）和ＬＥＤ（通常是ｍｃｄ或ｆＬ）所用测量类型的不同，所以这两种照明设备之间的发光亮度比较也不是很精确。ＬＥＤ的发光强度是从ＬＥＤ顶端发出的光来测量的，而白炽灯的发光强度是从顶端和周围发出的光来测量的。
很多厂商的产品都标明了视角、亮度、颜色以及外形简介以供选用。此外，还应考虑到透镜会对输出有一定的影响。如果需要宽视角，可以选用一个发散镜头或是一个棱镜，来分散光的传输。另外，镜头也能对发光颜色产生影响。通常选用镜头要与比ＬＥＤ发光颜色相匹配，对ＬＥＤ发出的光是透明的。
2. LED在带灯按钮开关中的应用
ＮＫＫＳｗｉｔｃｈｅｓ公司ＣｈｒｉｓＲｉｏｓ介绍，发光二极管（ＬＥＤ）自诞生到现在已经有２５年的历史，在过去的几年内，ＬＥＤ在技术上取得了长足的进展，拓展了其在电子元件领域的应用范围。其中，带灯按钮开关就是一个很好的例子。
ＮｉｃｈｉａＣｈｅｎｉｃａｌ公司的蓝、白和紫外ＬＥＤ可以说代表了目前ＬＥＤ的最新发展。这些ＬＥＤ不但为电子显示行业提供了丰富的颜色选择范围，而且其照明亮度也属目前业内最高水平。
因为ＬＥＤ具有高亮度、寿命长等优点，使其在汽车、电子、安检及航空等领域获得了广泛的应用。由于ＬＥＤ在性价比方面的不断提高，在以后的几年内，其应用领域将会更加广泛。
为了便于用户选用，下面介绍一下ＬＥＤ、白炽灯和氛灯各自的性能特点。而且，对于照明元件生产商来说，了解与其产品密切相关的技术以及客户的最终需求也是非常有必要的。
（1）使用寿命
·LED在选用照明元件时，使用寿命往往是第一个要考虑的因素。ＬＥＤ在这方面颇具优势、其使用寿命可达１０万个小时。另外，固态ＬＥＤ能直接将电能转换成光能，并具有较高的发光效率。
ＬＥＤ的照明亮度不会随着使用年限的延长而发生大的变化，并且也不易受电流冲击、振动而损坏。因此在需要稳定照明的场合，ＬＥＤ是较为理想的选择。
·白炽灯
要产生可见光，需要将白炽灯内的钨丝加热到１０００Ｋ以上，钨丝发热，从而发出可见光。这种发光模式对钨丝来说是自损性的，其使用寿命只有７０００个小时。井且，白炽灯工作在相对较高的电流环境下，会产生大量的热量，因此加速了过热点的形成，提高了钨粉从钨丝上的迁移率，也缩短了白炽灯的使用寿命。此外，使用时间过长和过热点这两方面的因素，都增加了白炽灯受电流冲击、振动而损坏的可能性。
·氖灯
氖灯的使用寿命大约１万个小时，稍长于白炽灯。但是氖灯的发光效率比白炽灯和ＬＥＤ都要低。
（2）易用性考虑
选择照明元件要考虑的第二个重要
因素是电路的电压。白炽灯因其具有内在的自整定功能而获得了广泛的应用，它的最大优点是选用一个合适的镇流电阻就能直接连接到常用的系统电压以及不同的中间电压上。
固态ＬＥＤ与常用的低电流、低电压电子驱动电路有很好的兼定性。ＬＥＤ在使用中需要串联一个镇流器电阻，现在很多生产商都将这个电阻集成在了ＬＥＤ内，既简化了照明电路的设计工作，又便于安装。
氖灯也需要镇流器电阻来限制电流，
而且，大的氖灯通常包含一个专门为特定电压而选定的内置电阻。一般情况下，只有在高压交流电路中的器件照明才选用氖灯。
（3）性能发光强度、发光角度、色彩波长等性能都是选用照明元件时所要考虑的重要因素。
白炽灯具有高亮度、宽光谱，所以很容易过滤形成各种需要的彩色、单色输出、并且照明面积也相对较大，因此它已经占领了建筑装饰照明方面的主要市场，仍然是照明元件的主要选择对象。
氖灯因亮度低而限制了其在高亮度和彩色照明方面的应用。但是它在线电压应用方面却是一个很好的选择。
ＬＥＤ已经引领了照明行业的一场新的革命，它具有无可比拟的高亮度，长寿命。但是ＬＥＤ在色彩选择方面受到了一定的限制，而且视角窄，其近乎单色的发光不易滤色、扩散，要获得全面的照则应用，在设计上目前还具有一定的挑战性。
（4）价格价格也是一个选择的决定因素。尽管白炽灯比ＬＥＤ便宜，但是还要考虑到白炽灯寿命短，其更换成本要高。而近几年ＬＥＤ在性价比方面的新的革命已经显示出：在将来，价格将不再是影响ＬＥＤ选择的主要因素。
3 LED在汽车照明中的应用
ＯｓｒａｍＯｐｔｏＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ公司ＭｉｃｈａｅｌＧｏｄｕｉｎ介绍，近几十年来、ＬＥＤ的发光效率得到了大幅度的提升，使得它们在很多的汽车应用领域逐步取代了传统的白炽灯。在背光显示以及内部照明方面。采用ＬＥＤ几乎已经成为一个必然的趋势，而且ＬＥＤ的功耗要比白炽灯低很多。
在外部照明应用方面。ＬＥＤ继续在交通信号灯方面占主导地位。在该类应用中，红色和黄色ＬＥＤ的发光效率达３０～５０ｌｍ／Ｗ，远远超出白炽灯的性能（白炽灯的发光效率只有１２１ｍ／Ｗ）。随着ＬＥＤ发光效率的不断提高，以及其可靠性能与足够长的寿命保障。ＬＥＤ已经被用于汽车尾灯照明中。
（1）LED中的芯片技术
在汽车照明应用中，增加发光效率和总的亮度对极高ＬＥＤ的整体性能是非常重要的。目前，采用一种顶部发光ＡｌＩｎＧａＰ技术，可使红色，黄色ＬＥＤ的发光效率达到４０～５０ｌｍ／Ｗ亮度达到２０～２５ｃｄ／ｍｍ２。另外科研人员还利用一种叫做ｔｈｉｎ－ＧａＮ的芯片技术，开发出了一种白光ＬＥＤ，其发光效率达到了５０ｌｍ／Ｗ。该技术是建立在一个与黄磷耦合的蓝色ＩｎＧａＮ材料系统中的。这种高亮度、高光通量的白光ＬＥＤ技术，将是今后用于汽车头灯中的固体ＬＥＤ的关键技术。
（2）LED的表面安装技术
ＬＥＤ在汽车领域获得了广泛的应用，主要得益于其较高的发光亮度、不断增长的发光效率以及低成本的ＳＭＴ生产技术。表面安装型的ＬＥＤ比其他类型的ＬＥＤ体积更小，这样就可以将信号灯和汽车仪表板做得更薄，为汽车照明应用提供了颇具个性化和低成本的选择方案。
相对于汽车内部照明而言，汽车外部照明需要的亮度要更高一些。采用ＩｎＧａＡｌＰ和ＩｎＧａＮ技术的ＬＥＤ，具有相当高的发光效率和发光亮度，并且融合了ＳＭＴ封装技术，已经完全能够胜任于交通信号灯、汽车转向灯、尾灯、雾灯等要求高亮度的照明场合。随着高效芯片技术与低成本ＳＭＴ技术的不断发展，以及人们在ＬＥＤ的研制与生产领域实践经验的日益丰富，ＬＥＤ将有望在今后担当起所有的汽车内外照明角色。

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