半导体照明课件 4 第2章 光源
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21世纪的节能新光源——半导体照明人类照明的历史经历了漫长的发展过程。
过去,人们曾长期靠燃烧木材照明;直到1772年燃气照明才进入人们的生活;1879年爱迪生发明白炽灯,从此人类的照明进入了一个崭新的时代。
上世纪九十年代末,随着第三代宽禁带半导体材料GaN的突破,半导体技术继引发微电子革命之后又在孕育一场新的产业革命——照明革命,其标志是基于半导体发光二极管(LED)的固态照明(亦称“半导体灯”),将逐步代替白炽灯和荧光灯进入普通照明领域。
LED固态照明被认为是21世纪的照明新节能光源,因为在同样亮度下,半导体灯耗电仅为普通白炽灯的1/10,而寿命却可以延长100倍。
此外,LED器件是冷光源,具有光效高、工作电压低、耗电量小、体积小、可平面封装、易于开发轻薄型产品、结构坚固且寿命很长等特点。
LED光源本身不含汞、铅等有害物质,无红外和紫外污染,不会在生产和使用中产生对外界的污染。
因此,半导体灯具有节能、环保、寿命长、免维护、易控制等特点。
无论从节约电能、降低温室气体排放的角度,还是从减少环境污染的角度,LED 作为新型照明光源都具有替代传统照明光源的极大潜力。
半导体照明技术不仅可以应用于白光通用照明,在其它很多方面已经得到了广泛的应用,如各种仪器仪表的指示光源、装饰照明(景观、家居、休闲、商用装饰)、汽车等各类交通工具照明、交通信号显示、背景显示、电子屏幕、军用照明及旅游、轻工业产品等。
如同晶体管替代电子管一样,半导体灯替代传统的白炽灯和荧光灯,必将在照明领域引发一场革命。
很多国家已经为照明革命的到来做了充分的准备。
日本、美国、欧盟、韩国等相继推出国家半导体照明计划。
目前,美、日、欧盟皆有官方成立专案,编制预算及计划推行白光LED照明。
日本的21世纪“光计划”计划从1998-2002年耗费50亿日元推行白光照明,并到2006年完成用白光LED照明替代50%的传统照明;欧盟的“彩虹计划”则在2000年7月启动,其计划是通过欧洲共同体的补助金来推广白光LED的应用;美国的“国家半导体照明计划”则是从2000年到2010年,其计划耗资5亿美元,到2010年前后,用半导体灯代替55%的白炽灯和荧光灯,这样每年可以节约350亿美元。
半导体照明基础知识笫一部分光源基础1. 光致发光有大量材料受到紫外线的激发而辐射出可见光,称为光致发光荧光这个词用来表示材料受到激发后立即发光.荧光灯属.光致发光2•电致发光将电能直接转化为光能的一种物理现象.光-电转换不需经过其他物理过程.如丄ED发光属电致发光.3. 光源分类热辐射:白炽灯,卤钨灯气体放电:高压气体放电灯:汞灯.钠灯.舍金卤化物灯.低压气体放电灯:钠灯,荧光灯.电致发光:发光二极管(LED4. 性能参数光效:光源将其他形式的能量转化为可见光的能力的量,光源所发出的光通量和光源所消耗的电功率之比。
即①/Pi单位:ml/w光源寿命:全寿命,平均寿命,有效寿命。
有效寿命是指光源的光通量下降到初始值的70%5. 光通维持率在规定条件下对LED竟明产品进行燃点,在寿命期间内燃点达到一特定时间时所发出的光通量与初始光通量的比值,用百分数表示。
6. 光分布光源的分布分为漫射性和指向性。
笫二部分光度学基础1. 光通量光通量:光源在单位时间内发出的光量称为光源的光通量用①表示。
单位:ml2. 发光强度光源在某一方向的单位立体角中发射的光通量定义为光源在该方向上的发光强度。
(简称光强)用符号:I表示,单位:(cd)表示3. 光照度光照度(简称照度)是表征表面被照明程度的量,是单位表面接受到的光通量用符号:E表示,单位:lx, 例:晴天中午地面照度为了100000 lx4. 亮度光源在某一方向的亮度(L)是光源在该方向上的单位投影面在单位立体角中发射的光通量.笫三部分色度学基础1. CIE标准色度学系统规定RG系统的三色光波长700.0nm(红光R)546.1 nm(绿光G)435.8nm(蓝光B)2. 色温将标准黑体加温,黑体颜色将由:红,橙红,黄,黄白,蓝白依次变化。
光源色温定义为和黑体颜色相近时的黑体温度。
用热力学温度K表示。
色温用CT 表示,单位:K当光源发出的光的颜色与黑体在某一温度下辐射的颜色相同时,黑体的温度称为该光源的颜色温度,简称:色温3. 相关色温光源发出的光的颜色和各种温度下的黑体辐射的颜色都不完全相同,通常选用与其光颜色最为接近的黑体的温度为该光源的相关色温,用CC■表示单位:K 4. 显色指数光源对物体颜色的还原能力用显色指数表示。