led燈具設計(ji)思路及秘訣(jue)

LED發(fa)光長壽命的(de)原(yuan)因

LED的壽命為何長(chang)呢?那就要從led的發光(guang)(guang)原理說起了。LED，即發光(guang)(guang)二(er)極管。是一(yi)種半導固體(ti)(ti)發光(guang)(guang)器件。它是利用(yong)(yong)固體(ti)(ti)半導體(ti)(ti)芯片作為發光(guang)(guang)材料。當兩端加上(shang)正向電壓，直接發出紅(hong)、黃、綠(lv)、青、橙(cheng)、紫(zi)、白(bai)色的光(guang)(guang)。多(duo)變(bian)幻：LED光(guang)(guang)源(yuan)可利用(yong)(yong)LED通短(duan)時間短(duan)和(he)紅(hong)、綠(lv)、藍(lan)三基色原理，在(zai)計算機(ji)技術控(kong)制(zhi)下實(shi)現(xian)色彩和(he)圖案的多(duo)變(bian)化，是一(yi)種可隨(sui)意控(kong)制(zhi)的“動(dong)態光(guang)(guang)源(yuan)”。

白熾燈的(de)(de)發(fa)光(guang)(guang)機理是(shi)電能將發(fa)光(guang)(guang)鎢絲(si)進行加熱(re)(re)而(er)發(fa)光(guang)(guang)的(de)(de)，經(jing)過相當長(chang)時間的(de)(de)加熱(re)(re)，鎢絲(si)就(jiu)會老(lao)化甚至燒斷，至此，白熾燈泡(pao)的(de)(de)壽命也就(jiu)此告終了，而(er)發(fa)光(guang)(guang)二(er)極(ji)(ji)管的(de)(de)發(fa)光(guang)(guang)機理是(shi)由(you)二(er)極(ji)(ji)管特殊的(de)(de)組(zu)成結構決(jue)定的(de)(de)，二(er)極(ji)(ji)管主要由(you)PN結芯片、電極(ji)(ji)和(he)光(guang)(guang)學系統(tong)組(zu)成，當在(zai)電極(ji)(ji)上加上正向偏(pian)壓(ya)之后，使(shi)電子(zi)(zi)和(he)空穴分(fen)別注入P區和(he)N區，當非平(ping)衡(heng)少(shao)數載流子(zi)(zi)和(he)多數載流子(zi)(zi)復(fu)合時，就(jiu)會以輻射(she)(she)光(guang)(guang)子(zi)(zi)的(de)(de)形式將多余的(de)(de)能量(liang)轉化為光(guang)(guang)能。其發(fa)光(guang)(guang)過程包括(kuo)三個(ge)部分(fen)：正向偏(pian)壓(ya)下的(de)(de)載流子(zi)(zi)注入、復(fu)合輻射(she)(she)和(he)光(guang)(guang)能傳輸。

由此可見(jian)二極管(guan)主要(yao)是靠載流(liu)子的(de)(de)不斷移動而發光(guang)(guang)的(de)(de)，不存在老化和燒(shao)斷的(de)(de)現(xian)象(xiang)，所以LED發光(guang)(guang)的(de)(de)壽命可以很長。

現(xian)實問題：LED燈并不(bu)長壽

盡管(guan)LED照明具(ju)(ju)有(you)具(ju)(ju)有(you)節(jie)能、環(huan)保(bao)、長(chang)壽(shou)命、易控制(zhi)、免維護等特點，但頗(po)具(ju)(ju)諷刺意(yi)味的是，我們常常聽聞由(you)于LED驅動電(dian)源本身(shen)的壽(shou)命直接拖累(lei)LED照明燈具(ju)(ju)變(bian)得并不“長(chang)壽(shou)”，極大(da)地增加(jia)了維護/使用成本;或(huo)者驅動電(dian)源的效(xiao)(xiao)率不高導致LED照明燈具(ju)(ju)的能效(xiao)(xiao)轉換比并不是想象中那么高，或(huo)者由(you)于輸出電(dian)流紋波(bo)沒有(you)得到很好的控制(zhi)而影(ying)(ying)響了發(fa)光品質，使得LED照明的綠色節(jie)能優勢大(da)打折(zhe)扣，甚至影(ying)(ying)響了市場普及。

如何預測LED壽(shou)命?

一(yi)切事物都(dou)有發(fa)(fa)生、發(fa)(fa)展和消亡的(de)(de)過程，雖然比起一(yi)般的(de)(de)發(fa)(fa)光器件，LED的(de)(de)壽(shou)(shou)命(ming)相對比較長，但(dan)也(ye)是(shi)有一(yi)定壽(shou)(shou)命(ming)的(de)(de)。早期的(de)(de)LED只是(shi)手電(dian)筒、臺(tai)燈這(zhe)類(lei)的(de)(de)禮品，用的(de)(de)時(shi)間(jian)不長，壽(shou)(shou)命(ming)問(wen)(wen)題(ti)不突出。但(dan)是(shi)現(xian)在LED已(yi)經開(kai)始廣泛地(di)用于室外和室內的(de)(de)照(zhao)明(ming)之中，尤其是(shi)大功率(lv)的(de)(de)LED路燈，其功率(lv)大、發(fa)(fa)熱高、工作時(shi)間(jian)長，壽(shou)(shou)命(ming)問(wen)(wen)題(ti)就(jiu)十分突出。理論上可(ke)以10萬小時(shi)的(de)(de)壽(shou)(shou)命(ming)，可(ke)是(shi)實際(ji)上卻不可(ke)而知(zhi)，那(nei)么到(dao)底問(wen)(wen)題(ti)出在哪里(li)呢?

假如不(bu)考(kao)慮電源和驅動的(de)故(gu)障，LED的(de)壽命表現為(wei)它(ta)的(de)光衰(shuai)(shuai)，也就(jiu)是時(shi)間長(chang)了，亮度就(jiu)越來越暗，直(zhi)到最后熄滅(mie)。通(tong)常定義衰(shuai)(shuai)減30%的(de)時(shi)間作為(wei)其壽命。

led燈具(ju)設計(ji)思(si)路1、嘗試自由的結(jie)構與外型設計(ji)

隨(sui)著LED散熱問題(ti)趨(qu)于減弱，電源電路的(de)設(she)(she)計(ji)(ji)越(yue)來越(yue)簡潔有效。結構與體積(ji)的(de)限制也逐漸的(de)淡化。這樣的(de)條(tiao)件讓LED燈具的(de)外(wai)型(xing)設(she)(she)計(ji)(ji)更為豐富自(zi)由(you)，能夠使(shi)用的(de)場所(suo)(suo)更為寬(kuan)廣。LED燈具已經可以(yi)進(jin)(jin)入(ru)許多其他傳統光(guang)源燈具無法(fa)(fa)(fa)進(jin)(jin)入(ru)的(de)場所(suo)(suo)，提供這些場所(suo)(suo)以(yi)前無法(fa)(fa)(fa)達到的(de)光(guang)需求(qiu)。掌握LED燈具設(she)(she)計(ji)(ji)的(de)靈活性后，無論(lun)是采用減法(fa)(fa)(fa)設(she)(she)計(ji)(ji)來降低成本，增加(jia)售價(jia)競爭(zheng)力;或(huo)是用華麗多姿(zi)的(de)加(jia)法(fa)(fa)(fa)設(she)(she)計(ji)(ji)來增添外(wai)型(xing)吸引力，刺(ci)激視覺購買欲，都是吸引和說服(fu)消費者接受LED的(de)好方法(fa)(fa)(fa)。

led燈具(ju)設計(ji)思路(lu)2、提供更(geng)靈活的控制選項

LED的(de)(de)(de)多色性(xing)以及(ji)快速反應的(de)(de)(de)特性(xing)，使其控(kong)(kong)制(zhi)性(xing)能(neng)遠優于其他(ta)光(guang)源。所以我們可(ke)以根據(ju)照明(ming)控(kong)(kong)制(zhi)需求及(ji)傳統光(guang)源的(de)(de)(de)性(xing)能(neng)限制(zhi)兩者間的(de)(de)(de)差距，以LED設(she)計出別的(de)(de)(de)光(guang)源達不到，但可(ke)以滿足大(da)眾希望擁有控(kong)(kong)制(zhi)性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)燈(deng)具(ju)。例如可(ke)變色溫、可(ke)調(diao)光(guang)、根據(ju)情境自動反應的(de)(de)(de)智慧(hui)燈(deng)具(ju)。

另外，對(dui)(dui)于喜歡把玩(wan)各(ge)種(zhong)(zhong)高(gao)(gao)科(ke)(ke)技產(chan)品的(de)(de)人，提供(gong)可自由控制(zhi)與設(she)定的(de)(de)LED燈(deng)(deng)具設(she)計(ji)。對(dui)(dui)于不(bu)那么癡(chi)迷于高(gao)(gao)科(ke)(ke)技的(de)(de)人，也(ye)可以(yi)設(she)計(ji)出(chu)能一(yi)個手指簡單搞定的(de)(de)燈(deng)(deng)具。需要(yao)以(yi)光來營造不(bu)同情(qing)境(jing)氣(qi)氛(fen)，調整情(qing)緒的(de)(de)人，也(ye)可以(yi)透過(guo)良好設(she)計(ji)的(de)(de)LED燈(deng)(deng)具達到想要(yao)的(de)(de)效(xiao)果。以(yi)前需要(yao)各(ge)種(zhong)(zhong)配件(jian)、復雜控制(zhi)電路的(de)(de)特(te)效(xiao)專業燈(deng)(deng)具，現在通通可以(yi)縮(suo)減轉化成為(wei)一(yi)般家用(yong)、商用(yong)燈(deng)(deng)具。這些本來屬(shu)于專業領域(yu)的(de)(de)眩目功能，可以(yi)在消費決策(ce)者選擇是否(fou)購買時，說服他產(chan)品有更高(gao)(gao)的(de)(de)價(jia)值。

LED作為一種新型(xing)的(de)照明技術，其應(ying)用前景舉世矚目，尤(you)其是(shi)高亮度(du)LED更(geng)被譽(yu)為21世紀(ji)(ji)最有價(jia)值(zhi)的(de)光(guang)源，必將引起照明領域一場新的(de)革(ge)命。自從白光(guang)LED出(chu)現，無論是(shi)發光(guang)原理還是(shi)功(gong)能(neng)等方(fang)面都具有其它傳統(tong)光(guang)源無法匹敵的(de)優勢，因此，LED照明已(yi)成為21世紀(ji)(ji)居室照明領域的(de)一種趨勢，LED將取代傳統(tong)白熾燈(deng)和日光(guang)燈(deng)，居室傳統(tong)照明燈(deng)具已(yi)面臨嚴(yan)峻挑戰。

燈(deng)具(ju)設(she)計(ji)(ji)的內容與形式主要是光(guang)，LED新(xin)光(guang)源促使照明(ming)(ming)燈(deng)具(ju)設(she)計(ji)(ji)開發的革新(xin)，從(cong)很大(da)程度上改變了我(wo)們的照明(ming)(ming)觀念(nian)，使我(wo)們可(ke)以從(cong)傳統(tong)的點(dian)、線(xian)光(guang)源局限(xian)中解(jie)放(fang)出來，燈(deng)具(ju)設(she)計(ji)(ji)的語言和(he)概念(nian)可(ke)以自由發揮和(he)重新(xin)確(que)立，燈(deng)具(ju)在視知覺與形態的創意表現上具(ju)有了更大(da)的彈性空間(jian)，居室照明(ming)(ming)燈(deng)具(ju)將向更加節能化、健康化、藝(yi)術化和(he)人性化發展。

設計(ji)led燈珠時(shi)的一(yi)般想法(fa)

結(jie)論是，一(yi)種(zhong)器材、一(yi)個(ge)芯(xin)片、一(yi)種(zhong)組合(he)方法或一(yi)種(zhong)結(jie)構可(ke)以應用(yong)于(yu)所有(you)使(shi)用(yong)，因為(wei)在制造LED發光二(er)極管照明使(shi)用(yong)產品(pin)時，通(tong)常使(shi)用(yong)不同的(de)(de)(de)(de)(de)芯(xin)片、不同的(de)(de)(de)(de)(de)器材和(he)不同的(de)(de)(de)(de)(de)組合(he)方法和(he)多樣化的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)構。另外，不認為(wei)有(you)貼片LED被使(shi)用(yong)，只能使(shi)用(yong)某個(ge)計劃。選擇(ze)最合(he)適的(de)(de)(de)(de)(de)材料、最合(he)適的(de)(de)(de)(de)(de)計劃來(lai)開發新產品(pin)。

同時，在開發(fa)生(sheng)產(chan)和(he)制造方面，技能上的(de)(de)多樣性(xing)(xing)為led燈珠(zhu)產(chan)品(pin)的(de)(de)計(ji)劃和(he)生(sheng)產(chan)提供(gong)了廣闊的(de)(de)立異空間(jian)。特別是(shi)用某項新(xin)技能開發(fa)的(de)(de)LED產(chan)品(pin)商業化成功，能否構(gou)成批量生(sheng)產(chan)，最(zui)終(zhong)取決于(yu)其(qi)產(chan)品(pin)的(de)(de)功能是(shi)否優秀，壽數、穩定性(xing)(xing)是(shi)否達(da)到預期，性(xing)(xing)價值比(bi)是(shi)否優秀，以及產(chan)品(pin)是(shi)否能被百貨公司接(jie)受等歸納因(yin)素(su)。

例如，在(zai)(zai)制造led燈珠時，主(zhu)要在(zai)(zai)基(ji)板(ban)的(de)外(wai)(wai)側使用(yong)熱導性(xing)環氧樹脂(zhi)粒(li)子，一般使用(yong)銀(yin)粒(li)子覆蓋硅(gui)(gui)(gui)(gui)片(pian)的(de)配置點，然(ran)后(hou)(hou)將硅(gui)(gui)(gui)(gui)片(pian)穩定地(di)配置在(zai)(zai)基(ji)板(ban)的(de)外(wai)(wai)側，經過熱處(chu)理停止到將硅(gui)(gui)(gui)(gui)片(pian)牢固地(di)固定在(zai)(zai)基(ji)板(ban)上(shang)，然(ran)后(hou)(hou)使用(yong)焊絲(si)技術在(zai)(zai)硅(gui)(gui)(gui)(gui)片(pian)和基(ji)板(ban)之(zhi)間建立直接(jie)電連接(jie)。

雖(sui)說如此，最初(chu)開發(fa)出新的技能，剛試(shi)作(zuo)的時候并不(bu)完美。傳統的LED光源呈現出這(zhe)(zhe)樣的景物(wu)，LED技術也有相似(si)的情(qing)況。當然，這(zhe)(zhe)和考試(shi)中的實際(ji)情(qing)況相結合，最終為了達到最佳效果可以(yi)不(bu)斷改善。