LED等各类灯工作原理

LED工作原理1.普通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，以提供照明的设备，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集，使得灯丝的温度达2000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，灯丝就开始发射电子（因为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，汞原子在吸收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，达到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，达到每瓦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普通的荧光灯系由灯管、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，用以发射电子。

管内在真空情况下充有一定量的氢气与少量水银。

当管内产生辉光放电时，发出一种波长极短的不可见光，这种光被荧光粉吸收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。

在荧光灯电路开始接通电源的时候，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发射电子。

在启辉器内触头闭合以后，辉光放电停止，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原因是阴极上电子发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原因和运用方面的因素。

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发射物质的数量来决定，在运用方面的因素主要有下列几种: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。

这是因为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发射电子能力和耐离子轰击能力，因此，如果阴极与镇流器或灯管匹配不当，最易受到损坏。

当阴极发射的电子不足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，如何改善提高阴极发射电子效能以及阴极灯丝的耐轰击能力，成为影响荧光灯寿命的关键问题。

目前，荧光灯采取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采用相同规格的灯丝，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，镇流器比较可靠，制灯企业就可以简单地生产出寿命达到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发达的今天，由于荧光灯灯丝创新技术的滞后，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，在玻璃管中充有容易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，在电极上涂敷有发射电子的物质。

荧光灯发光原理点灯(启动)时，电流流过电极并加热，从灯丝向着内发射出热电子，并开始放电。

放电产生的流动电子跟管内的水银原子碰撞，发生紫外线(253.7nm)。

这种紫外线照射荧光物质，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，要在涂敷发射体(电子发射性物质)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)和荧光灯管都不相同。

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发射，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显示屏控制技术的研究，采用LED显示屏控制技术实现色彩和图案的多变化，是一种可随意控制的"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。

高新尖：与传统光源比，LED光源融合了计算机、网络、嵌入式控制等高新技术，具有在线编程、无限升级、灵活多变的特点。

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）：以绝对温度（k=℃+273.15）K来表示，即将一黑体加热，温度升到一定程度时，颜色逐渐由深红-浅红-橙红-黄-黄白-白-蓝白-蓝变化。

当某光源与黑体的颜色相同时，我们将黑体当时的绝对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相同,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)。

所谓的流明简单来说，就是指蜡烛一烛光在一公尺以外的所显现出的亮度.一个普通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能力，单位是流明，也叫明亮度。

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"字形九个交叉点上的各点照度，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，明亮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）。

卤化钨向玻璃管中央继续移动，又重新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，其遇热后又会重新分解成卤素蒸气和钨，这样钨又在灯丝上沉积下来，弥补被蒸发掉的部分。

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，更高的色温和更高的发光效率。

金卤灯金卤灯因灯泡中填充了金属卤化物而得名，基本构造与发光原理大致与荧光灯管相似，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。