解析LED照明的省電原理
發(fā)布時間:2020/10/21 19:13:55 瀏覽量:
發(fā)光二極管(LED)是一種應(yīng)用非常廣泛的電子元件,可以用作電路暢通的指示燈,比如電視機(jī)或者一些充電器的電源燈, 也可以用作裝飾燈或者是照明用的各種光源,例如激光筆里的關(guān)鍵部件就是一個LED激光器。那么,LED燈是怎么工作的呢?
這個問題還需要從LED采用的原材料——半導(dǎo)體談起。半導(dǎo)體可以分成兩大類:n型半導(dǎo)體和p型半導(dǎo)體。前者主要靠少量帶負(fù)電的電子參與導(dǎo)電,后者主要靠少量帶正電的電子空位(又稱“空穴”)導(dǎo)電。
這兩種半導(dǎo)體放在一起的時候,它們的能帶會連在一起,形成叫作pn結(jié)的結(jié)構(gòu),這就是LED燈內(nèi)部的關(guān)鍵部分了。當(dāng)LED通電的時候,n型半導(dǎo)體里面的電子在電場的驅(qū)動下,穿過pn結(jié),然后落入P型半導(dǎo)體的電子空位中,同時發(fā)出光來。
在LED發(fā)光的過程中,絕大部分能量轉(zhuǎn)換成了光,只有很少的能量轉(zhuǎn)換成熱能被耗散掉。所以,LED燈要比白熾燈泡節(jié)能得多。而白熾燈泡發(fā)光的時候,它的燈絲被電流加熱到上千攝氏度的高溫,燈絲會發(fā)射出各種不同波長的電磁波,其中只有很小一部分處于可見光的范圍內(nèi),要發(fā)出同樣亮度的可見光需要耗費(fèi)更多的電能,其中很大一部分的電能被轉(zhuǎn)換成熱能耗散掉了。
LED燈光的顏色(波長)和所利用的半導(dǎo)體材料的參與導(dǎo)電粒子和不參與導(dǎo)電的電子之間的能量差距有關(guān),這個能量差距叫作能隙。使用能隙較寬的半導(dǎo)體材料制作出來的LED燈發(fā)藍(lán)色的光,用能隙較窄的半導(dǎo)體材料制作的LED燈發(fā)紅光。現(xiàn)在我們能實現(xiàn)從紫外光、紫光、藍(lán)光、綠光一直到紅光、紅外光的各種不同顏色,可以做成豐富多彩的LED裝飾燈。
用LED做成的白色照明燈正在逐漸走進(jìn)我們的生活,除了用作新型的燈泡和手電筒之外,還應(yīng)用在LED電視上。要實現(xiàn)白色的LED燈有兩種方法。一種是在燈的內(nèi)部包含紅綠藍(lán)三種LED燈,然后把這三種顏色混成白色的光。另外一種就是在藍(lán)
色的LED燈上涂上一層可以吸收藍(lán)光并發(fā)出比較寬范圍黃色光的熒光粉,這樣,剩余的藍(lán)色光和黃光混合之后就得到了 略微偏藍(lán)的白色光。