為什么要選擇LED？全面解析LED燈基礎(chǔ)知識(shí)

從古至今，“燈”一直被人們看作是光明的象征，是照明的工具。不同的年代，有不同的燈。自燧人氏鉆木取火開始，照明經(jīng)歷了從火、油到電的發(fā)展歷程。照明工具經(jīng)歷過無數(shù)的變革，出現(xiàn)過火把、動(dòng)物油燈、植物油燈、蠟燭、煤油燈到白熾燈、日光燈、琳瑯滿目的裝飾燈、發(fā)展到現(xiàn)在先進(jìn)的LED燈，可以說一部照明的歷史正是人類發(fā)展史的見證。接下來飛利浦照明陜西總代理飛通偉業(yè)來和大家聊聊為什么現(xiàn)在是現(xiàn)在很對(duì)人都會(huì)選擇LED燈具。

一、LED的發(fā)展

LED以其固有的特點(diǎn)，如省電、壽命長(zhǎng)、耐震動(dòng)，響應(yīng)速度快、冷光源等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于指示燈、信號(hào)燈、顯示屏、景觀照明等領(lǐng)域，在我們的日常生活中處處可見，家用電器、電話機(jī)、儀表板照明、汽車防霧燈、交通信號(hào)燈等。但由于其亮度差、價(jià)格昂貴等條件的限制，無法作為通用光源推廣應(yīng)用。

二、LED燈的結(jié)構(gòu)與工作原理

是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的固態(tài)的半導(dǎo)體器件，是主要工作元件。

燈罩：

主要提供降壓、交流電到直流電的轉(zhuǎn)換，兼帶過載過壓保護(hù)等功能，為led提供能量。

散熱器：

燈座：

LED燈的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片， 即發(fā)光二極管。晶片的一端附在一個(gè)支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極，使整個(gè)晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。但這兩種半導(dǎo)體連接起來的時(shí)候，它們之間就形成一個(gè)P-N結(jié)。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個(gè)晶片的時(shí)候，電子就會(huì)被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會(huì)以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。而光的波長(zhǎng)也就是光的顏色，是由形成P-N結(jié)的材料決定的。

三、LED燈的優(yōu)劣勢(shì)

1、直接把電轉(zhuǎn)化為光，電光功率轉(zhuǎn)換接近....，高效節(jié)能十分突出。從理論上來說，在相同亮度下，白光LED的能耗僅為白熾燈的1/10左右，節(jié)能燈的1/4左右。舉個(gè)更直觀的例子來說，如果你家里有15個(gè)30w的燈泡，每天都使用3個(gè)小時(shí)，按如今居民用電每千瓦時(shí)0.6元來計(jì)算，一年使用下來白熾燈共需要支付的電費(fèi)300元，節(jié)能燈要120元，而led卻只需要30多元。當(dāng)然，對(duì)于如今逐漸實(shí)現(xiàn)了智能電表、階梯電價(jià)的城市來說，這個(gè)對(duì)比數(shù)據(jù)還能更漂亮點(diǎn)。

2、Led是固體冷光源，采用環(huán)氧樹脂封裝，燈體內(nèi)沒有任何松動(dòng)的部分，不存在燈絲發(fā)光發(fā)熱易燒毀、會(huì)熱沉積、光衰快等缺點(diǎn)，使其使用壽命十分突出，其理論使用壽命可達(dá)五萬小時(shí)以上——受目前元器件技術(shù)所限制下木桶原理約束，大部分led整體使用壽命都能有25000小時(shí)以上——這相當(dāng)于你家的led每天開24小時(shí)，也至少可以用3年（普通白熾燈使用壽命僅有1000小時(shí)，普通節(jié)能燈使用壽命也只有8000小時(shí)），對(duì)普通家庭照明來講，基本上led能夠正常工作到你家里的電線都老化要更換了，它還一如既往地提供光明。

3、Led正常工作功率很小，所需工作電壓很低，電流也很小，比普通的使用220v甚至高壓電源的競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品來說，不需要對(duì)電路進(jìn)行任何的改造即可，更安全，適用于公共場(chǎng)所和其他一些特殊的應(yīng)用場(chǎng)合。

4、節(jié)能燈使用交流電，每秒鐘大概會(huì)產(chǎn)生120次的頻閃，長(zhǎng)期在節(jié)能燈下看書眼睛會(huì)感到干澀，不舒服；而led使用直流電，徹底告別頻閃，使眼睛不容易疲憊。

5、可靠性高，一方面光譜中沒有紫外線和紅外線，熱量低，無輻射對(duì)身體可靠；另一方面因?yàn)樵诖蟛糠肿匀皇褂铆h(huán)境下性能都很穩(wěn)定，使用非?？煽浚軇偃伪O(jiān)控級(jí)別的工作，例如很多夜視攝像頭就使用紅外led。

6、適用性：體積很小，每個(gè)單元LED芯片是2-5mm的正、長(zhǎng)方形，所以可以制備成各種形狀的器件，并且適合于形狀復(fù)雜、易變的環(huán)境下。

7、LED燈可輕易產(chǎn)生不同的色溫和色彩，可配合家裝風(fēng)格營(yíng)造不同的家居氛圍。

但是，任何事物都是兩面性的，LED有眾多優(yōu)點(diǎn)，然而也有一些劣勢(shì)：

1、發(fā)光二極管光度并非與電流電壓成線性關(guān)系，所以要實(shí)現(xiàn)光度可調(diào)節(jié)比常規(guī)照明設(shè)備更為復(fù)雜。這意味著從你買某個(gè)瓦數(shù)的燈泡后，在這個(gè)led的壽命之內(nèi)，你得不得不一直固定地使用這個(gè)流明的光亮。

2、發(fā)光二極管為光源面積小、分布較集中，作照明用途時(shí)會(huì)刺眼，所以并不適宜直接購買一些大功率的led燈，而在大空間的環(huán)境里，多個(gè)小功率的led燈一起使用更健康、更舒服，這就造成整體費(fèi)用的上升和電路布局的復(fù)雜。

3、LED的光通量有指向性，如前面所提到，要實(shí)現(xiàn)360度發(fā)光需要更多的led參與，造成整體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜和成本上升。

三、常見led燈用途

從鉆木取火開始，火的主要作用除了提供溫暖，熟食，便是照明。時(shí)至今日，人們已經(jīng)無法在沒有光明的夜晚生活。這也是所有燈具存在的基本意義。其實(shí)以目前l(fā)ed的發(fā)展來看，大部分傳統(tǒng)照明的領(lǐng)地，都已經(jīng)被led占據(jù)市場(chǎng)。

除了傳統(tǒng)照明功能以外，情景照明是led的一大亮點(diǎn)，它以場(chǎng)所為出發(fā)點(diǎn)，旨在營(yíng)造一種漂亮、絢麗的光照環(huán)境，去烘托場(chǎng)景效果和氛圍。比如因?yàn)榭蛷d、餐廳、臥室、戶外等不同功能、區(qū)域不同，創(chuàng)造差異性的氛圍照明，使得原來家里的一成不變的空間，因?yàn)橛胁煌臒艄忾W耀，不再需要具體的劃分，而更加生動(dòng)有趣、多姿多彩。

比如，約會(huì)時(shí)的led蠟燭燈，像個(gè)小火苗輕輕跳躍，那種羞羞答答，含情脈脈的氣氛就出來了，約會(huì)成功率因此飆升也有可能。還有l(wèi)ed花瓶燈，可以選擇固定顏色或者變換彩虹顏色，或選擇雙色變換程序，使得原來死氣沉沉的房間角落，變得有活力，映襯得葉子更蒼翠欲滴，花兒更鮮艷動(dòng)人。

個(gè)性化的動(dòng)態(tài)LED情景照明，以無限的創(chuàng)想，展現(xiàn)照明要尊崇人的舒適度體驗(yàn)、更人性化的發(fā)展趨勢(shì)。這種DIY的有廠商已經(jīng)在嘗試，例如智能LED燈互動(dòng)軟件，可手繪出LED燈的圖像、色彩及定制場(chǎng)景。

四、Led要如何選？

1、從使用用途選

目前大部分led廠商都提供了2種色溫的led，色溫的單位為開爾文（K），紅色光源的色溫在800K～900K之間，黃白色光源色溫3,000K左右，白色光源色溫約5500K，淡藍(lán)色光源的色溫在8,000K～12,000K之間。光源色溫依個(gè)人喜好進(jìn)行選擇，比如，有人喜歡暖色調(diào)燈具，那么他可以選擇3,000K左右色溫的燈具。

①暖白——使用乳白的燈罩，削弱更多的光線，使光線看起來更柔和，看起來更舒服，一般用來做裝飾氛圍使用——暖白及自然白色溫會(huì)給人一種溫暖、溫馨的感受，適合用在賓館、酒店及臥室。不單用作裝飾，需要比較靠近眼睛的照明時(shí)，暖白都是比白色更好的方案。

②白色（白光）——半透明的燈罩，盡可能地讓二極管發(fā)出的光線都穿透到外面，有很多燈罩都超過95%透光率，使其更適用于作為照明的顯示。給人清涼爽快感覺，用于辦公室，客廳照明較多。

2、從功率上選

目前l(fā)ed主要分布在3w、5w、7w、9w、11w這5種規(guī)格，這個(gè)根據(jù)用戶的照明需求自行折算（跟白熾燈的等效換算）選擇。

這里涉及到一個(gè)問題，為什么沒有更大的功率led？

①從等效功率來說，單個(gè)11w的已經(jīng)超越了100w以上的白熾燈的照明亮度了，如果還有不夠，一般是需要部署多個(gè)led燈來提供照明。

②從實(shí)現(xiàn)上來說，目前的led亮度的提高（功率的提升），都是led芯片簡(jiǎn)單的疊加，更大的功率需要更大空間去放置更多的led貼片，需要有更復(fù)雜、更強(qiáng)大的轉(zhuǎn)換電路提供更大功率的電源，非常不利于小巧的控制。

③使用范圍不廣。更大功率的led可能只有一小部分的特殊人群才需要用到，不在家用這個(gè).廣闊的大市場(chǎng)里，廠家不愿意做獨(dú)立的研發(fā)。

3、從核心部件上選

主要指的是led芯片的型號(hào)。很多商家（特別是一線..商）都不會(huì)把芯片型號(hào)當(dāng)成主要的特性，貼到顯眼的宣傳位置，但對(duì)于一些實(shí)力派的中小企業(yè)來說，這是他們必不可少的賣點(diǎn)。

①Led芯片

在led.近出現(xiàn)的短短這幾十年里，led的技術(shù)已經(jīng)發(fā)生過幾次翻天覆地的改變：

..代led：只能用于信號(hào)指示的作用的純紅色顯示。

第二代led：開始嘗試性地在一些照明領(lǐng)域嶄露頭角，在一些不太重要場(chǎng)合使用。

第三代led：集成封裝led芯片，將一個(gè)或多個(gè)led芯片封裝成尺寸更大，在相差不大的表面積里，提供更多的光亮。

第四代led：改進(jìn)成燈珠，使其壽命更長(zhǎng)、更亮、發(fā)光效率更高。

在led芯片型號(hào)中，2835指的是封裝尺寸在3.5*2.8mm的LED，5050指的是LED封裝的尺寸是5.0*5.0mm， 5730同樣說的是LED封裝的尺寸是5.7*3.0mm，這個(gè)數(shù)字的意義在于：在大部分情況下，在相同的技術(shù)條件下，封裝的體積越大，其價(jià)格更高，性能更好。

②電路

a、之前在散熱里提到過，溫度會(huì)導(dǎo)致led的電流變化，因此..選用恒流源供電，以保證LED的工作電流不受外界溫度的影響，但這個(gè)現(xiàn)實(shí)中普通器材無法輕松測(cè)量，只能寄希望于廠家的宣傳手冊(cè)的介紹。

b、外表我們是無論如何也判斷不出電路的優(yōu)良的——何況在厚厚的散熱器覆蓋下，但我們?nèi)匀徽业接泻?jiǎn)單而又快速的方式進(jìn)行判斷。因?yàn)楹玫碾娐冯姶偶嫒菘隙ㄔO(shè)計(jì)的很好，所以我們就從電磁兼容角度入手，找一個(gè)具有中短波功能的收音機(jī)，點(diǎn)亮led，把收音機(jī)放在附近，收音機(jī)接收到的噪音越低，說明被測(cè)燈的電磁兼容性越好。在靜音環(huán)境中聽LED燈具工作時(shí)的聲音，如果能非常明顯地聽到燈具工作嘈雜的聲音，說明燈具的電源不是很好，有可能電子元器件存在偷工減料的情況。

③散熱器

必須引起重視的是，LED溫度是影響LED壽命的.重要的因素之一，有一顆良好的散熱器是其長(zhǎng)壽的保證。因?yàn)楫?dāng)外界環(huán)境溫度升高后，LED光源內(nèi)阻會(huì)減小，若使用穩(wěn)壓電源供電會(huì)造成LED工作電流升高，當(dāng)超過其額定工作電流后，會(huì)影響LED產(chǎn)品的使用壽命，嚴(yán)重的將使LED“燒壞”。一般的散熱器至少也得使用航天鋁材，更高端的使用陽極氧化的航空鋁材。

4、從性能參數(shù)上選

這對(duì)用戶的要求很高，因?yàn)樾枰痖_看發(fā)光led型號(hào)看電路，大部分時(shí)候做不到，只有廠商在產(chǎn)品說明書里提供了這部分?jǐn)?shù)據(jù)才能判斷（在網(wǎng)上的電商大部分會(huì)提供，而實(shí)體店的則大部分都沒有提供）。

①發(fā)光效率

發(fā)光效率（綜合光效）就是光通量與電功率之比。發(fā)光效率表現(xiàn)了光源的節(jié)能特性，這是衡量現(xiàn)代光源性能的一個(gè)重要指標(biāo)。LED燈的綜合光效是指一個(gè)LED燈的發(fā)光效率，單位是流明/瓦。數(shù)值越高表示該燈節(jié)能效果越好，也就越省電，應(yīng)該選擇流明/瓦高的LED燈具。 簡(jiǎn)單來說：相同的電量下，越亮越好。

②發(fā)光強(qiáng)度和光強(qiáng)分布

LED發(fā)光強(qiáng)度是表征它在某個(gè)方向上的發(fā)光強(qiáng)弱，由于LED在不同的空間角度光強(qiáng)相差很多，直接影響到LED顯示裝置的.小觀察角度。也就是說：Led在各個(gè)角度的光線強(qiáng)度越均勻越好。

③波長(zhǎng)

對(duì)于LED的光譜特性我們主要看它的單色性是否優(yōu)良，而且要注意到紅、黃、藍(lán)、綠、白色LED等主要的顏色是否純正。

④顯色指數(shù)

又名：CRI；光源對(duì)物體的顯色能力，是評(píng)價(jià)光源對(duì)物體顯色能力的一個(gè)指標(biāo)，它直接影響光源下物體的效果。顯色指數(shù)完美的基準(zhǔn)光源的顯色指數(shù)為100，顯色指數(shù)越高，說明光源對(duì)物體的顏色反應(yīng)越接近真實(shí)顏色。一般認(rèn)為：80～100，顯色性優(yōu)良；50～79，顯色性一般；小于50則被認(rèn)為顯色性較差。

⑤光衰

LED經(jīng)過一段時(shí)間的點(diǎn)亮后,其光強(qiáng)會(huì)比原來的光強(qiáng)要低,而低了的部分就是LED的光衰.光源的亮度會(huì)隨著時(shí)間而遞減，遞減的幅度直接關(guān)系光源的壽命。如果散熱條件不好，燈珠在高溫下工作，光衰會(huì)很大，燈具壽命將會(huì)大大減少。所以，光衰越小肯定越好。

5、從外觀上選

①看外觀包裝。國(guó)家強(qiáng)制要求LED燈具生產(chǎn)廠家在產(chǎn)品外包裝上標(biāo)出以下內(nèi)容：額定電壓、電壓范圍、額定功率、額定頻率。一般說來，優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的商標(biāo)印刷質(zhì)量好，標(biāo)志清晰可辨，且有生產(chǎn)廠家的商標(biāo)、地址、聯(lián)系方式（注意不是那種只留一個(gè)手機(jī)號(hào)碼的）、售后信息及相關(guān)認(rèn)證標(biāo)志。

② 看是否有3c認(rèn)證，目前中國(guó)有強(qiáng)制性國(guó)標(biāo)《普通照明用50V以上自鎮(zhèn)流LED燈安全要求》（GB24906-2010），要查看包裝上是否有注明。如果有CE認(rèn)證、美國(guó)ETL產(chǎn)品認(rèn)證更好——總之，通過越多認(rèn)證越有保證。

③拆開包裝，在看到led前，看led是否有瓦楞紙保護(hù)，有沒有固定的支架固定好led，這并不是說led有多脆弱需要悉心保護(hù)，而是可以看出廠家對(duì)產(chǎn)品的用心、負(fù)責(zé)任程度。

④看到led燈泡后，應(yīng)該檢查燈罩外觀上有無裂縫、松動(dòng)，各種接口間是否緊密，有無撬過的返修痕跡。

⑤燈頭跟散熱器之間不應(yīng)有任何松動(dòng)或歪頭現(xiàn)象。

⑥如果可以，擰開燈罩，可以看到led是如何跟外部電路焊接的，當(dāng)然要選擇焊接飽滿，有光澤，沒有虛焊的產(chǎn)品。