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在城市夜景照明中应用LED的思考

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在城市夜景照明中应用LED的思考

2011-11-28 10:03:00

来源:互联网

 

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LED照明在我国迅猛发展,已越来越广泛地应用到城市照明领域,如交通信号、应急照明、广告标识、商业步行街、建(构)筑物、城市广场、园林景观等,照明应用范围不断扩大。LED作为一种由半导体技术制作的电光源被称为

    【中国建材网】LED照明在我国迅猛发展,已越来越广泛地应用到城市照明领域,如交通信号、应急照明、广告标识、商业步行街、建(构)筑物、城市广场、园林景观等,照明应用范围不断扩大。LED作为一种由半导体技术制作的电光源被称为21世纪新一代光源,因其具有节能、长寿命和环保等优势,人们普遍预测它将替代传统光源。通过863、攻关等一系列科技计划的支持,我国已初步形成了一定程度的LED产业链。改革开放使我国经济飞速发展,中国已成为世界靠前大光源、灯具生产和使用国之一。随着国家对LED发展的高度重视和我国LED产业快速发展,中国有望成为世界LED生产主要基地和LED照明白银哪家医院检查癫痫好应用较大国家之一。目前,LED在我国城市夜景照明领域已开始普及,几乎全国所有大城市夜景照明都广泛使用LED,特别是我国有关部门已明确提出将以2008年北京奥运和2010年上海世博会为契机,推动半导体在城市景观照明的应用,这必将进一步推动我国的城市照明领域更广泛地使用LED。但是,我们应该看到,相当一些城市在夜景照明方面由于对LED的特性不了解,在夜景照明设计、施工及维护管理等方面出现许多误区,造成城市夜景照明使用LED效果欠佳,评价不高,特别是出现一些滥用LED现象,使城市夜景美感受到破坏,造成负面影响,导致了部分人对城市夜怒江州专看癫痫病医院景照明使用LED产生怀疑,影响了LED在城市夜景照明中的声誉,如不及时加以解决,必将影响我国LED产业链的健康发展。

1.当前LED在城市夜景照明应用中存在的主要问题

1.1城市夜景照明使用者对LED的物理基础与工作原理不了解

LED是一种直接将电能转换成光能的固体元件,又称发光二极管,其基本结构是半导体的基础单元PN结,PN结是携带电子的N层和携带空穴的P层两种半导体材料之间的过渡层。在PN结上加正向电压具体的预防癫痫的措施有哪些时,电流从P层(空穴层)流向N层(电子兰州专科治疗癫痫医院层),而电子是从电子层注入到空穴层,电子与空穴复合后产生了光。根据能量守恒定律每一次结合辐射一个光子,其能量为hv=Eg,可见光光子的能量范围为Eg=1.9ev(红色)至Eg=3.0ev(紫色)。一般而言LED材料的内部量子效率为10%~15%,其损失来自晶体缺陷与错位等材料缺点。LED晶片中的光子辐射仅是制造使用LED的靠前步,PN结发出的光射向各个方向,光子射向晶片上表面时,大部分光子从界面内侧反射回晶片,仅1.5%~2.0%左右的光子可能逸出上表面。一个晶片共5个对外表面(上面和四个侧面),因此逸出的光子总计为7.5%~10%,其余90%以上的光子在晶片中被吸收掉,这是晶片在空气中的情况。把晶片嵌在折射率为1.5的环氧树酯中,光子逸出率将提高至20%~25%左右。发光效率低的原因是内部光子吸收,大部分光子不能逸出晶片表面而被折射回去,较终在内部被吸收掉,比较有效的晶片设计是形状为倒置的切去顶部的金子塔形晶片(晶片表面彼此处于非垂直状态)放在环氧树脂中制成的LED,外部量子效率已达到55%,还可更高。使用何种光源,发光效率是重要指标,白炽灯和卤钨灯发光效率为12~24lm/W,平均15lm/W。高效率荧光灯和HID灯发光效率为50~120lm/W,平均约为75lm/W。这些光源的缺点是仅把一小部分电能转变成可见光。LED从理论上讲其较换效率可达100%[1]。经过几十年的研究,LED效率提高很快。在半导体材料中,采用不同的元素掺杂,可以制造出不同的LED,其发光的不同波长会引起人眼的不同感觉。按人眼的判色习惯,LED可分为:紫光(波长为400~430nm),蓝光(波长为430~470nm),蓝绿光(波长为470~500nm),绿光(波长为500~530nm),黄绿光(波长为530~560nm),黄光(波长为560~590nm),橙色光(波长为590~620nm),红光(波长为620~780nm)[2]。由于有色LED的光谱窄,能量集中,发光效率高,光色色彩纯等优点,被广泛运用于城市景观照明中。

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