LED照明简介
理论和实践证明，光的峰值波长λ与发光区半导体材料的带隙Eg有关，即λ≈1240/Eg(mm)。
其中Eg的单位是电子伏特(eV)。如果能产生可见光(波长为380nm的紫光~波长为~780nm的红光)，半导体材料的Eg应该在3.26 ~ 1.63 EV之间。波长比红光长的光是红外光。有红外、红、黄、绿、蓝光发光二极管，但蓝光发光二极管价格昂贵，应用不广泛。极限参数
(1)容许功耗Pm:LED两端的容许正向DC电压和流经它的电流的乘积的最大值。如果超过该值，LED将会发热并损坏。
(2)最大正向DC电流IFm:允许增加的最大正向DC电流。超过该值会损坏二极管。
(3)最大反向电压VRm:最大允许反向电压。如果超过该值，LED可能会因击穿而损坏。
(4)工作环境topm:发光二极管能够正常工作的环境温度范围。低于或高于这个温度范围，LED都不会正常工作，效率会大大降低。
在不改变材料的前提下，在LED的极限范围内，提高亮度的手段就是增加电流。随着电流的增加，LED的发热量会急剧增加。用过LED光源的便携式投影仪，或者微型投影仪的朋友一定深有体会，LED光源的投影仪很热，一般都有明显的噪音。这些产品一方面体积小，关键是本身发热量大。
随着功率的增加，LED的散热问题越来越突出。大量的实际应用表明，LED不能提高输入功率的根本原因是LED在工作过程中会释放大量的热量，使得管芯的结温迅速升高，热阻增大。输入功率越高，加热效果越大。温度的升高会导致器件性能的变化和衰减，非辐射复合增加，器件漏电流增加，半导体材料缺陷增加，金属电极电迁移，封装用环氧树脂发黄等。，会严重影响LED的光电参数。甚至禁用电源指示灯。因此，对于LED器件来说，降低热阻和结温，研究LED的热特性变得越来越重要。
可靠性
LED驱动电源寿命低的一个重要原因是驱动电源所需的铝电解电容寿命不够。首要原因是LED灯长期工作时内部环境温度很高，导致铝电解电容器的电解液被迅速消耗，使用寿命大大缩短，通常只能工作5000小时左右。LED光源的寿命是50000小时，所以铝电解电容的工作寿命成为LED驱动电源寿命的短板。如今，为了应对这个问题，一些供应商创造了没有铝电解电容的LED驱动电源方案。但并不是所有的LED驱动电源供应商都支持这种做法。陈蓉指出:“目前量产的LED驱动电源没有一款选择无电解电容的驱动方案。没有它，很多测试规范都会失效，比如EMI测试，无闪烁测试。”但是，采用铝电解电容的LED驱动电源方案非常简单。通常pcb换成薄膜电容，陶瓷电容，钽电容会怎么样？薄膜电容如果达到同样的电容(通常是100-220uF)会非常大，成本太高，而陶瓷电容通常太小。如果使用多个陶瓷电容来完成如此大的容量，会占用过多的电路板面积和成本。钽电容器应该有这么大的容量。一是太贵，但是耐压太低，满足不了需求。所以换成其他任何类型的电容基本都不会太大。如果把这些缺陷换成容量更小的电容，消除纹波的效果不会那么好，很多出口产品要求的严格认证测试指标也通不过，所以目前的高品质LED驱动电源还是以铝电解电容为主。很多供应商声称LED驱动电源无电解电容的方案很可能只是去掉了交流输入端的铝电解电容，恒流输出端的铝电解电容应该很难去掉或更换。一家公司推出了一款13WLED灯泡，内置驱动电源，可通过三端双向可控硅开关进行调光。基于SSL2102的驱动电源方案采用铝电解电容。当笔者问到灯泡的工作寿命时，铝电解电容的工作寿命问题肯定会影响整个LED灯泡的寿命，但是可以采用一些物理方法来缓解这个问题，比如将铝电解电容定位在PCB上靠近灯尾的位置。一般来说，离LED光源最近的温度最高，可达100-200℃，散热金属外壳次之，通常为100℃。我们的实验表明，它的使用寿命可以达到10000小时左右，相当于10年的使用时间，对于普通家庭用户来说，每十年更换一次LED灯泡基本上是可以承受的。
走向绿色与环境保护
不含汞、铅等污染环境的重金属，发光时会产生紫外线，所以LED照明不会像传统灯具一样光源周围有很多蚊子，让环境更加干净整洁；金属外壳恒流驱动的创新设计，使得电能转化为光的效率非常高。(1)节能:LED的光谱几乎完全集中在可见光波段，其发光效率可达80-90%。作者还将LED灯与普通白炽灯、螺旋节能灯、T5三基色荧光灯进行了对比。结果表明，普通白炽灯光效为12lm/w，使用寿命小于2000小时；螺旋节能灯60lm/w，使用寿命小于8000小时；T5荧光灯为96铝/瓦，寿命约为10000小时。还预测未来LED寿命上限是无限的。
一般认为节能灯可以节能4/5，这是一个伟大的创举，但是LED比节能灯节能1/4，这是固体光源更大的改革。除此之外，LED还有其他优点，比如光质高，基本无辐射，是典型的绿色照明光源。可靠耐用，维护成本极低等等。正是由于LED具有其他固态光源无法比拟的特性，10年后LED将是照明行业的主流光源。
(2)安全环保:LED工作电压低，多为1.4-3V；普通LED工作电流只有10mA，超高亮度只有1A。在LED的生产过程中，不需要添加“水银”，不需要充气，不需要玻璃外壳，耐冲击性好，耐冲击性好，不易破碎，运输方便，非常环保，被称为“绿色能源”。
(3)寿命长:LED体积小，重量轻，外壳采用环氧树脂封装，既保护了内部芯片，又具有透光聚光的能力。LED的使用寿命一般在50000-65438+万小时之间，因为LED是半导体器件，即使频繁开关也不会影响使用寿命。如今家庭照明主要采用白炽灯、荧光灯和节能荧光灯。
(4)响应速度快:LED的响应频率fτ与注入少数载流子的寿命τmc有关。例如，由GaAs制成的LED的响应频率约为1-10 ns，即约为16-160 MHz。如此高的响应频率足以显示6.5MHz的视频信号
LED的最低响应时间达到了1微秒，通常为几毫秒，大约是普通光源响应时间的1/100。所以可以用在很多高频环境下，比如汽车刹车灯或者状态灯，可以缩短车后车辆的制动时间，从而提高安全性。
(5)发光效率高:白炽灯和卤钨灯的发光效率为65，438+02-24 lm/w(流明/瓦)，荧光灯为50-70 lm/w，钠灯为90-65，438+040 lm/w，功耗大部分变成热损耗。改进后的LED光效可达50-200 lm/w，光的单色性好，光谱窄，可以不经滤波直接发出彩色可见光。
(六)LED元件尺寸小:更便于各种器件的布局和设计，在夜间照明中能更好地实现“只见光不见光源”的效果。
(七)LED光能集中度高:集中在小波长窗口，纯度高。
(8) LED指向性强:亮度衰减远低于传统光源。
(9) LED可用低压直流电驱动:具有负载小、干扰弱的优点，对使用环境要求低。
(10)可以很好地控制发光光谱的组成，从而可以很好地用于博物馆和展览馆或地方重点照明。
(11)可以控制半导体发光层和半导体材料的禁带大小，从而发射具有较高色度的各种颜色的光。
(12)显色性高:不会对人的眼睛造成伤害。随着LED引入室内外照明市场，LED照明的价格也大幅下降，但质量参差不齐也导致了很多问题。指出各地陆续制定LED照明标准，2012起一批强制性照明标准将上路，有望加速淘汰劣质产品恶性竞争，从而带动LED照明市场洗牌效应。
由于LED照明的应用日益广泛和多样化，台湾省经济部标准局相继制定了多项LED照明标准。继全球发布LED路灯规范后，2010年底，又颁布了三项常见的LED室内照明标准，包括LED T8直管灯、LED投射灯、轻钢框灯(含平板灯)。业内人士指出，虽然制定了相关标准和规范，但LED路灯已经推广多年。预计在2012之前不会扩大安装。由于政府出台缓慢，预算操作，估计要到2013~2014才会发布采购招标。
虽然中国大陆LED产业发展如火如荼，但由于各地区气候环境差异较大，行业标准尚未进入国家标准项目，各省将牵头推动区域性LED照明标准的制定。但指出内地发改委将采用LED照明的技术规范，优先考虑室内LED筒灯。预计技术规范敲定后，在内地十二五规划的推动下，中央公布的LED室内照明财政补贴方案将于2012年延续。
至于LED照明产品进口欧盟，必须通过CE认证，并且考虑到电磁辐射可能对人体造成伤害，欧盟还宣布从2013开始强制执行人体电磁辐射安全标准。
随着20110年10月美国环保局发布新版固态照明灯具和光源产品上市规范，业界指出，备受关注的LM-80光衰测试有望从2012年4月起强制执行。新规范上路后，北美市场的灯具厂商将优先采购通过LM-80验证的LED产品。
由于LM-80的光衰验证需要6000小时，耗时长达6-8个月，一些LED行业认为，LED产品的规格和技术日新月异，几个月后，LED照明验证标准可能会再次发生变化，因此对此认证仍有疑问，但龚燕=表示，LM-80被视为进入美国市场的入场券。厂商必须出具LM-80(LED流明维持率)测试的报告证书，才能获得能源之星印章。北美照明工程学会(IES)也制定了LM-80光衰减检测标准，不仅为LED应用产品提供了测量标准，也为消费者提供了质量保证，将成为国际通用的检测标准。