LED照明器具由光源制成

　　

led（LighTIng EmitTIng Diode）照明是发光二极管照明，是一种半导体固体发光器件。它利用固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子释放过多的能量，直接发出红、黄、蓝、绿、绿、绿、橙、紫、白光。LED使用照明产品LED照明器具由光源制成。

1.1 LED概述 1.1.1 基本概念及照明原理 LED是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs(砷化镓)，GaP(磷化镓)，GaAsP(磷砷化镓)等半导体的核心是PN结。所以它有一般性P-N结的I- N特性，即正向导通、反向截止、击穿特性。此外，在一定条件下，它还具有发光特性。在正电压下，电子从N区注入P区，空穴从P区注入N区。进入对方区域的少数载流子(少子)部分与多数载流子(多子)复合发光。 所以只是靠近PN结面数 以内产生。所以光仅在靠近PN结面数 以内产生。 理论和实践证明，光的峰值波长 半导体材料与发光区禁止带宽Eg有关，即 ??? （1.1） 式中Eg电子伏特是单位（ev）。可见光(波长380nm紫光～780nm红光)，半导体材料Eg应在3.26～1.63ev之间。比红光波长的光是红外光。目前有红外、红、黄、绿、蓝光二极管，但蓝光二极管成本高，价格高，不常用[2]。 1.1.2 LED照明的特性 1 极限参数 (1)允许功耗Pm:允许加于LED两端的正直流电压和流过电流的最大值。超过此值，LED发热、损坏。 (2)最大正直流电流IFm：允许增加的最大正直流电流。超过此值会损坏二极管。 (3)最大反向电压VRm：允许的最大反向电压。超过此值，发光二极管可能被击穿损坏。 (4)工作环境topm:发光二极管可正常工作的环境温度范围。低于或高于此温度范围，发光二极管将不能正常工作，效率大大降低。 2 技术特征 (1)发光效率高。LED发光效率高于传统灯具。传统灯具的大部分功耗成为热损失，LED有色可见光无需过滤，电耗直接转化为光效，发光效率高。 (2)耗电量少。LED采用

直接驱动，反应速度快，可高频操作。在相同的照明效果下，LED功耗是白炽灯的八分之一，荧光灯管的一半，是节电降耗的最佳选择。 (3)使用寿命长。LED 灯体积小，重量轻，采用环氧树脂包装，能承受高强度冲击和振动，不易破碎。LED灯具的平均使用寿命比传统灯具长。 (4)安全性强。LED低热量，无热辐射，冷光源，能安全接触；能准确控制光型、发光角度和发光颜色；不含汞、钠等可能危害健康的物质。 (5)绿色环保。LED废物可回收，对环境无污染，有利于环境保护。 1.1.3 LED与传统照明设备相比， (1)传统照明设备 （1.1)白炽灯:白炽灯是历史最悠久的灯，应用广泛。其发光原理是基于真空或中性气体中的灯丝通过电流加热到白炽状态引起的热辐射发光现象。其优点是结构简单，价格低廉，使用方便，显色性好；缺点是发热大，发光效率低，使用寿命短。如果电源电压增加5，灯的使用寿命会缩短50%。 （1.2）荧光灯：荧光灯家族包括普通荧光灯和紧凑型荧光灯。其原理是利用汞蒸气在外部电压作用下产生弧放电，发出少量可见光和大量紫外线。紫外线还鼓励涂在灯管内壁上的荧光粉发出大量可见光。紧凑型荧光灯可逐渐取代白炽灯：节能高，15W紧凑型荧光灯亮度和75W白炽灯相当。寿命长，平均寿命8000小时，白炽灯最多只有1000小时~2000小时。 （1.3)放电灯:密封在灯泡中的气体通过两个电极放电发光，所有这些灯都需要配备镇流器来限制电弧。 (2)新型照明设备LED 以光能的形式释放复合时获得的能量。PN发光原理[7]-[11]。复合时得到的能量以光能的形式释放出去这就是PN结发光的原理[7]-[11]。 1.1.4 LED灯具发光效率高 几乎所有光谱都集中在可见光上，频率效率可达80%-90%，光的单色性好 有色可见光无需过滤即可直接发出。 表1-1发光效率对比

灯具种类 光效/(流明/瓦) 白炽灯 5-10 卤钨灯 5-10 荧光灯 40-80 钠灯 40-110 LED灯 60-250 低功率的LED在相同的照明效率下，光源可以替代高功率的普通能灯。例如，20W的LED灯可替代100W普通能灯30W的LED灯可替代150W普通能灯40W的LED灯可替代200W普通能灯LED单管采用直流驱动，耗电量小，可大幅降低电费60%左右(具体能耗对比表2-2)。LED灯具也可升级为太阳能供电，适用于供电困难的环境。智能控制开关可采用光控和时间控制，必要时可打开光源，减少自然光充足时开灯造成的电力浪费。 表2-2路灯电耗对比 每天照明小时 年电量(千瓦时/年) 电费单价(元/千瓦时) 年电费/元 3年电费/元 高压钠灯 10 54750 0.8 43800 131400 LED照明灯 10 21900 0.8 17520 52560

1.2 声光控电路概述 声控延迟开关是一种节能电子开关[12]，可以在特定环境光下激发拾音器进行声电转换，控制电器的开启，延迟后自动断开电源。 特点及功能： (1)发声启控:用其他方式(或吹口哨、喊叫等)在开关附近发出一定声音，即可立即打开灯光和电器，得心应手。 (2)自动测光:采用光敏控制，白天或光线强时不会因声音而打开电器。 (3)延迟自关:开关一旦控制开启，将延迟几十秒后自动关闭，减少不必要的电能浪费，实用方便。 (4)延长电器使用寿命。 (5)用途广泛:本产品可用于各种走廊、走廊、卫生间、阳台、地下室车库等场所的自动延时照明。 2 方案论证 2.1 电源控制

2-1 整流稳压电路

首先，我们可以看到我们每天使用的220V220由四个二极管组成的单向桥式整流电路V整流后，交流电送至R电阻，通过R电路限制流量，电容器过滤和稳压管稳定压力，获得直流稳定电压，保持后电路正常运行。 （1）整流： 对于四个二极管，从左到右，从上到下，我们将其分为VD1，VD2，VD3，VD4.交流信号半周时，二极管VD2，VD3导电，VD1，VD4截止日期；当信号变为负半周时，VD1，VD4导电，VD2，VD3.截止日期。正负半周有电流流过后面的负载电阻，无论是正半周还是负半周，流过后面负载电阻的电流方向都是一致的，因此，输出电压的直流成分增加，脉冲成分降低。 （2）滤波： 无论哪种整流电路，其输出电压都含有较大的脉动成分。除了在某些特殊情况下可以直接用作放大器的电源外，通常还应采取一定的措施，一方面尽量减少输出电压中的脉动部分，另一方面尽量保留直流成分，使输出电压接近理想的直流电压。这种措施是过滤器。 并联电容器后，在信号的正半周，当二极管VD2、VD当3导电时，当二极管导电时，除了一个电流到负载外，还有一个电流到电容器充电。电容器电压的极性为上、正、下、负。如果忽略了二极管的内阻，输出电压等于输入电压。当信号达到最大值时，电容器上的电压也会因放电而逐渐下降。当信号小于电容器电压时，二极管VD2，VD3被反向偏置，因而不导电，于是电容电压以一定的时间常数按指数规律下降，直到下一个半周，当信号的绝对值大于电容电压的时候，二极管VD1，VD4导通。 以下结论可用于电容滤波： ①电容滤波后，输出电压的直流成分增加。 ②添加电容滤波器后，输出电压中的脉动成分降低。这是由电容器的储能功能引起的。当二极管导电时，电容器充电并储存能量，然后逐渐放电并将能量传输到负载，因此输出波形相对光滑。 ③电容放电时间常数