LED照明原理和穩(wěn)定性極其節(jié)能效果

　　目前，我國已經(jīng)將LED照明等的研制和推廣放到了一個非常重要的位置。下面就從LED照明的原理、LED照明的亮度與穩(wěn)定性、LED照明的節(jié)能效果等幾個方面進(jìn)行探討。

　　一、LED發(fā)光源工作原理及特性

　　發(fā)光二極管是半導(dǎo)體材料合成的二極管，由PN結(jié)組成，當(dāng)外加正向電壓時，電子與電洞結(jié)合以光子形式釋出能量，因此具有發(fā)光特性。而其光源在靠近PN接口毫米以內(nèi)產(chǎn)生，發(fā)光的波長取決于材料之特性而有不同發(fā)光顏色，常見有紅、黃、綠、藍(lán)發(fā)光二極管。發(fā)光二極管發(fā)光亮度可以通過工作電壓(電流)的大小來調(diào)節(jié)。在很大的工作電流范圍內(nèi)，發(fā)光二極管的亮度隨電流的增大而提高。

　　二、LED照明亮度穩(wěn)定性

　　發(fā)光二極管的亮度隨電流的大小而不同，且制造出來的發(fā)光二極管，其電壓與電流曲線稍有差異，因而LED照明的亮度常隨電源電壓的變動而無法穩(wěn)定。為維持亮度穩(wěn)定一致，需要發(fā)光二極管恒流驅(qū)動器來實(shí)現(xiàn)。恒流驅(qū)動器可以使得發(fā)光二極管工作在固定電流模式，因而亮度穩(wěn)定性高。恒流驅(qū)動器也讓發(fā)光二極管長期工作在一定電流下，使其維持較長壽命。

　　一般來講，恒流驅(qū)動器的輸出電流可通過外置電阻來進(jìn)行確定。至少應(yīng)具有±6%精度電流與通道間±3%匹配精度，可用于路燈、燈管等照明設(shè)備。為節(jié)能考慮，系統(tǒng)設(shè)計需考慮恒流驅(qū)動器的跨壓在0.5V～2V之間。由于發(fā)光二極管長時間工作在恒定電流下，其跨壓稍有下降，在系統(tǒng)設(shè)計中，應(yīng)考慮跨壓下降的影響。

　　三、LED照明節(jié)能考慮

　　發(fā)光二極管照明優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能、安全，但由于恒定電流工作考慮，能耗會相應(yīng)有所增加，因此照明系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)以低能耗為首要目標(biāo)。前面提到恒流驅(qū)動器的壓降在2V以內(nèi)，就是一種考慮低能耗的設(shè)計，若系統(tǒng)的電源端電壓與串接發(fā)光二極管壓降超過2V以上，則需考慮以電壓轉(zhuǎn)換器來達(dá)到低能耗目標(biāo)，但仍維持恒定電流工作模式。低能耗的電壓轉(zhuǎn)換器是以開關(guān)式方式工作，依據(jù)反饋電路控制開關(guān)周期，達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓。但為了維持發(fā)光二極管恒定電流工作狀態(tài)，反饋電路是以輸出電流來控制轉(zhuǎn)換器開關(guān)周期。