LED节能灯的工作原理及设计探究

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时间：2016-06-15 20:44:21

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LED节能灯的工作原理及设计探究　　节能：目前，由于我国各地域人口分布不均匀造成节能减排的宣传工作不够深刻和全面，进而能源的浪费现象普遍存在，据统计我国每年能源浪费量足以维持我国1

　　节能：目前，由于我国各地域人口分布不均匀造成节能减排的宣传工作不够深刻和全面，进而能源的浪费现象普遍存在，据统计我国每年能源浪费量足以维持我国1/3以上的工业部门运行一年。若能能减少这一部分能源的浪费，并输送给西部将能缓解能源的突出问题。我国人口众多，在照明上浪费的电能占浪费能源的绝大多数的比重。所以解决能源浪费的切入点从照明上入手能取得较大的成效。

　　1、各灯具发光原理

　　1.1白炽灯的发光原理

　　白炽灯是由发光用的金属钨丝与电源相接，同时为了防止钨丝被空气氧化而用玻璃器具将其隔离形成灯泡，在灯泡内部一般将空气抽出形成真空或者在其内部充入惰性气体。白炽灯的工作原理是将电能转换成光能同时伴随着热能的释放，工作过程是电能通过导线传输到灯泡内部的钨丝上，电能被转换成热能，将钨丝加热到非常高的温度。在这个过程中由于温度比较高就会激发钨丝元素原子的核外电子，使得这些电子变得更加活跃向较高能量的外层跃迁，当电子再次向内层电子移动时能量就会被释放，释放的形式主要是以光电子的形式释放即光的形成。

　　1.2日光灯的发光原理

　　日光灯管实际上就是一根玻璃灯管，在灯光两端安装上灯丝，同时在内壁涂有一层均匀的荧光粉，日光灯管内充入少量的惰性气体和水银蒸汽，灯光两端装有由钨丝制作而成的灯丝，灯丝表面涂有容易激发电子的氧化物。当钨丝上有电流流过时，灯丝受热就会在灯管内发射电子，随着温度的上升，水银就会汽化蒸发。在这个过程中，只要在灯管两端加上合适的电压，日光灯管内的惰性气体就会出现电离的情况，进而管内的惰性气体就有放电情况过渡到水银蒸汽放电的过程。在这个过程中，管内的气体是可以导电，气体导电时发出不可见的紫外线光，照射在管内的荧光粉上时，产生可见光。

　　1.3普通节能灯的工作原理

　　普通型节能灯实际上就是日光灯的升级版灯具，它是一种紧凑型、自带整流器的日光灯。工作原理是在灯亮时电流通过电子镇流器给灯丝加热，灯丝在两端就会发射电子，电子处于活跃状态会在管内和惰性气体相碰撞，这些惰性气体进过碰撞之后重新获得能量进而与汞原子碰撞，同理汞原子碰撞获得能量后产生电离，电离产生的紫外线照射在荧光粉上，使得管壁内部的荧光粉发出可见光。

　　1.4LED节能灯的工作原理

　　LED是英文lightemittingdiode（发光二极管）的缩写，主要是由Ⅲ—Ⅳ族化合物制作而成，发光二极管的核心部分是由P型和N型半导体组成晶片的过渡层—PN结。所以，它具有P-N结的电压电流特性即正向导通、反向截止和击穿特性。同时还具有一些独特的性质即在一定的条件下具有发光特性，发光的原理主要是在正向电压情况下，电子由N区注入P区相反空穴由P区注入N区，在这个过程中注入的少数载流子会与多数载流子复合，复合时会将剩余的能量以光子的形式释放出来，从而实现了将电能转换为光能的过程。