LED光源：特征與分類解析

一、LED光源基本特征

隨著社會發展和科技進步，燈具科技含量不斷提高，LED光源應用愈發廣泛。以下是其基本特征：

• 發光效率高：經過幾十年技術改良，LED發光效率大幅提升。白熾燈、鹵鎢燈光效為12 - 24流明/瓦，熒光燈50 - 70流明/瓦，鈉燈90 - 140流明/瓦，且大部分耗電轉化為熱量損耗。改良后的LED光效可達50 - 200流明/瓦，光單色性好、光譜窄，可直接發出有色可見光。各國都在加緊相關研究，未來發光效率有望進一步提高。
• 耗電量少：LED單管功率0.03 - 0.06瓦，采用直流驅動，單管驅動電壓1.5 - 3.5伏，電流15 - 18毫安，反應速度快，可高頻操作。同等照明效果下，耗電量是白熾燈泡的萬分之一、熒光燈管的二分之一。如日本若用比熒光燈效率高兩倍的LED替代一半的白熾燈和熒光燈，每年可節約相當于60億升原油。以橋梁護欄燈為例，一支40多瓦的日光燈，換成LED每支功率僅8瓦，還能七彩變化。
• 使用壽命長：LED采用電子光場輻射發光，避免了燈絲發光易燒、熱沉積、光衰減等問題。其體積小、重量輕，環氧樹脂封裝，能承受高強度機械沖擊和震動，不易破碎，平均壽命達10萬小時，燈具使用壽命可達5 - 10年，可降低維護費用，減少換燈麻煩。
• 安全可靠性強：LED發熱量低，無熱輻射，是冷光源，可安全觸摸；能精確控制光型及發光角度，光色柔和無眩光；不含汞、鈉等有害物質。內置微處理系統可控制發光強度、調整發光方式，實現光與藝術結合。
• 有利于環保：LED為全固體發光體，耐震、耐沖擊不易破碎，廢棄物可回收，無污染。光源體積小，可隨意組合，易開發成輕便薄短小型照明產品，便于安裝和維護。雖然LED光源比傳統光源昂貴，但一年節能可收回投資，后續4 - 9年有幾倍的節能凈收益。

二、LED光源分類

1. 二基色熒光粉轉換

二基色白光LED利用藍光LED芯片和YAG熒光粉制成，常用藍光芯片為InGaN芯片，也可用A1InGaN芯片。該方法優點是結構簡單、成本低、制作工藝相對簡單，且YAG熒光粉在熒光燈中應用多年，工藝成熟。缺點是藍光LED效率不高，導致整體LED效率較低；熒光粉有能量損耗；熒光粉與封裝材料會隨時間老化，造成色溫漂移和壽命縮短。

2. 三基色熒光粉轉換

此方法在較高效率前提下能有效提升LED的顯色性。常用辦法是用紫外光LED激發一組可被輻射有效的三基色熒光粉。其優點是具有高顯色性，光色和色溫可調，使用高轉換效率熒光粉可提高光效。缺點是熒光粉轉換紫外輻射效率低；粉體混合困難；封裝材料在紫外光照射下易老化，壽命短。

3. 多芯片白光LED光源

將紅、綠、藍三色LED芯片封裝在一起，混合發出的光得到白光。與熒光粉轉換白光LED相比，其好處是避免熒光粉光轉換能量損耗，光效較高；可分開控制不同光色LED光強，實現全彩變色和較好顯色性。弊端是不同光色LED芯片半導體材質差異大，量子效率、光色隨驅動電流和溫度變化及隨時間衰減情況不同，需對三種顏色LED分別加反饋電路補償調節，使電路復雜；散熱也是主要問題。

綜上所述，LED光源具有眾多優點且有多種類型，是一種優秀的光源，在現代社會應用廣泛，選購燈具時LED光源是不錯的選擇。