[发明专利]LED节能灯电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED节能灯电路，具体讲是一种电气照明灯电路。

背景技术

第一个商用的发光二极管产生于1960年，发光二极管简称为LED。LED的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片，在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层，称为p-n结。在某些半导体材料的PN结中，当它处于正向工作状态时，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能，不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，当电子和空穴复合时释放出能量越多，则发出的光的波长越短。PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二极管，是常用的LED，如磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。

LED是一种低电压低电流高效发光的二极管器件，正向工作电压是LED工作的一个重要参数，不同颜色的LED的正向工作电压值也不一样，它的工作电压1.4～3V；

正向电流是LED的另一个重要工作参数，调制LED的电流强弱可以方便地调制发光的强弱。LED的正向伏安特性曲线很陡，作为一种半导体二极管，其过载性能很差，使用时必须限流以控制通过管子的电流，超过它的最大容许电流就会损坏LED，不同种类的LED的最大正向电流是不一样的，亮度与电流不是线性关系，电流大到一定值时，亮度变化不大，有的工作电流仅零点几毫安即可发光，我们常用的直径5mm的LED的最大正向电流一般都是25mA，通常情况下选择电流在3-20mA；大功率LED的工作电流可以达到500mA甚至更高。但任何情况下都要保证不能超过LED的最大容许电流。

LED的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用，所以与小白炽灯泡和氖灯相比，LED抗冲击和抗震性能好，可靠性高，寿命长；

最初LED用作仪器仪表的指示光源，在许多电子设备中用作信号显示器，用7条条状的发光管组成7段式半导体数码管可显示0～9十个数目字等。

后来各种光色的LED在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用，产生了很好的经济效益和社会效益。以12英寸的红色交通信号灯为例，在美国本来是采用140瓦白炽灯作为光源，它产生2000流明的白光。经红色滤光片后，光损失90%，只剩下200流明的红光。而在新设计的灯中，Lumileds公司采用了18个红色LED光源，包括电路损失在内，共耗电14瓦，只有原来耗电量的10%即可产生同样的光效。 汽车信号灯也是LED光源应用的重要领域。

把LED作为光源用于照明具有以下优点：1、耗电量少：光效为75lm/w的LED较同等亮度的白炽灯耗电量减少80%以上；2、寿命长：产品寿命长达5万小时，24小时连续点亮可用7年；3、纳秒级的响应速度，使亮度和色彩的动态控制变得容易：可实现色彩动态变化和数字化控制；4、设计空间大：可实现与建筑的有机融合，达到只见光不见灯的效果；5、环保：无有害金属汞，无红外线和紫外线辐射；6、颜色：不同波长产生不同彩色光，鲜艳饱和，无需滤光镜，可用红绿蓝三原色控制后形成各种不同的颜色，可实现全彩渐变等各种变色效果。

LED从诞生至今以每10年亮度提高30倍，价格下降10倍的定律快速发展，正在突破大功率、高光效、低成本三大瓶颈，不断驶入商用化的快车道。大功率高亮度白光LED目前实验室里已经达到100lm/w的水平，接近60lm/w的大功率白光LED已进入商业化。在单色光方面，红光、黄光、蓝光、绿光的光效也不断被刷新记录。目前，LED用于照明或灯饰成为发展趋势。

在这众多的优势面前，作为一种节能高效的发光用品，为什么LED灯没有成为大众家室中主流的照明灯具，没有成为城市街道的夜间照明灯具，也没有成为广泛行驶在城市乡间道路上车辆夜间的照明灯具，没有作为冲在科技前列的后起之秀去占领照明市场呢？