声光控led节能灯毕业论文设计

声光控led节能灯毕业论文设计内容摘要：

行业属一般性竞争行业，是我国轻工业对外开放较早的行业之一。 WTO 后，国际上一些知名品牌大企业相继进入国内产销领域，使得国内竞争 国际化。 努力增加节能光源和不同档次、花样、不同用途的照明器具的开发，加快绿色、节能光源产品的开发推广和应用是我国目前照明器材行业结构调整的重点。 我国照明器材行业将面临着前所未有的机遇和挑战，而由此带来的巨大商业利益也成为一些企业瞩目的焦点。 随着全球经济一体化，发达国家产业调整的步伐进一步加快，一般照明电器产品生产大量向发展中国家转移，而中国又是一个比较适合的国家，一是中国具备生产这些产品的条件，二是劳动力成本比较低，从而使中国逐步成为照明电器产品出口大国。 展望未来的国内市场，需求仍会呈逐年增长趋势，以下 强力因素都预示着我国照明市场仍有很大的潜力可挖。 基础设施建设方面：机场、铁路、港口、城市轨道交通等讯速发展，每一项工程均需要照明。 城市亮化工程方面：城市广场、绿地、道路、建筑物泛光照明，已从大城市发展到中小城市。 根据国内外市场需求预测，我国照明电器行业的高速增长期还将继续，对未来的预测如何更加科学化是我们面临的问题。 进一步提高照明产品的质量和档次进一步提高照明产品的质量和档次，这既是当前摆在我们面前的课题，同时也是全行业共同努力的长期目标。 就国内市场需求而言，人们生活水平逐步提高，对生存环境质量的要求也越 来越高，对照明电器产品提出更高的要求。 新的建筑照明标准已完成制订工作，即将批准执行，新标准基本与国际接轨，对不同场合的照明提高了要求，也需要我们 生产企业适应新标准的要求，为各类照明场所提供相应的产品。 从国际市场分析，虽然我们的出口逐年大幅度增长，但我国大部分产品在国际市场仍属中低档水平，去过法兰克福的人都有体会，我们的产品与国际先进水平相比还存在较大差距。 另外，如果大量劣质低价产品出口，还会遭遇反倾销诉讼，从而影响全行业出口，因此我们仍要大声疾呼，质量是企业的生命。 我国目前已成为世界照明电器产品生产大国 ，我们的目标是要成为照明电器产品生产强国，我们与发达国家在照明电器产品的质量、档次、生产工艺、设备、材料以及新产品开发能力等方面均存在明显差距。 看到我们取得成绩的同时，也能清醒地认识我们存在的差距，才能不断地进步。 让我们全行业共同努力，为照明电器行业的健康发展做出更大的贡献。 中国照明电器协会理事长陈燕生在 2020 年 6 月 19 日时预测说；“ LED 可望在 5 年左右广泛应用于普通照明 ”。 二、 LED 灯的发展历史 LED 是一种能够将电能直接转化为可见光的半导体发光器件，材料使用 IIIV 族化学元素 [如：磷化镓 (GaP)、砷 化镓 (GaAs)等 ]，发光原理是将电能直接转换为光能，也就是对化合物半导体施电流，透过电子与电洞的结合，能量会以光的形式释出，形成发光的效果，属于冷性发光，理论寿命长达十万小时以上。 最早 LED 光源问世于 20 世纪 60 年代初。 当时所用的材料是砷磷化镓（ GaAsP），发红光（ λp=650nm），在驱动电流为 20 毫安时，光通量只有千分之几个流明，相应的发光效率约 流明 /瓦。 70 年代中期，引入元素铟（ In）和氮（ N ），使 LED 产生绿光（ λp=555nm ），黄光（ λp=590nm ）和橙光（ λp=610nm ），光效 也提高到 1 流明 /瓦。 到了 80 年代初，出现了砷铝化镓（ GaAlAs）的 LED 光源，使 17 得红色 LED 的光效达到 10 流明 /瓦。 LED 具有体积小、寿命长、驱动电压低、耗电量低、反应速率快、耐震性佳等优点，被广泛应用于信号指示、数码显示等领域。 随着技术的不断进步，超高亮 LED 的研制得到了成功，尤其是白光 LED 的研制成功，近年来又生产出用超高亮白光 LED 发光二极管组装的照明灯。 与传统的照明灯相比，在功耗、亮度与寿命方面以无与伦比的优势成为 21 世纪新光源，使得它越来越多地用在彩灯装饰和照明领域。 未来白光 LED 发光二极管的市 场规模与应用将无限宽广，并将进入一般家庭，取代各种传统的室内外照明灯具。 LED 最大的特点在于无须暖灯时间、开关次数对寿命无影响、反应速度快 (约在 109 秒 )、安全而且光源控制成本低，使频繁开关成为可能，及运用于声光控灯上的最佳光源。 LED 声光控灯是及 LED 灯和声光控电路为一体，安装方便，使用寿命长，灯口采用国标 E27。 LED 采用高亮度白光 LED，单颗亮度 6LM 以上，色温 65007500，总能耗为 相当于 40W 白炽灯的亮度。 声光控电路是集声学、光学和延时技术为一体组成的自动照明开关，白天或光线较强 时，开关电路为自锁状态， LED 灯不亮，当光线黑暗时或晚上来临时，开关进入预备工作状态，此时，当来人有脚步声、说话声、拍手声等声源时，开关自动打开，灯亮，延时一段时间后自动熄灭，从而实现了 “ 人来灯亮，人去灯熄 ” ，杜绝了长明灯，使得 LED 声光控灯低能耗、长寿命。 三、 LED 灯的优点 LED 经过几十年的技术改良，其发光效率有了较大的提升。 白炽灯、卤钨灯光效为1224 lm/W，荧光灯 5070 lm/W，钠灯 90140lm/W，大部分的耗电变成热量损耗。 LED光效经改良后将达到 100200 lm/W，而且其光的单色性好、光谱窄，无需过滤可直接发出有色可见光。 目前，世界各国都加紧了提高 LED 光效方面的研究，在不远的将来其发光效率将有更大提高。 LED 的反应速度快，可在高频操作 ,同样明效果的情况下，耗电量是白炽灯的八分之一，荧光灯管的二分之一。 日本估计，如采用光效比荧光灯还要高两倍的 LED 替代日本一般的白炽灯和荧光灯。 每年可节约资源相当于 60 亿升原油。 就桥梁护栏灯而言，同样效果的一只日光灯 40W，而采用 LED 每只的功率只有 8W，而且可以七彩变化。 LED 采用电子 光场辐射发光，灯丝发光易烧、热沉积、光衰减等缺点。 而采用 LED灯体积小、重量轻，环氧树脂封装，可承受高强度机械冲击和震动，不易破碎。 单个 LED发光二极管，当亮度减半时，理论寿命可达到 10 万小时。 LED 灯具使用寿命可达 510 年，可以大大降低灯具的维护费用，避免经常换灯之苦。 而且， LED 照明器材的整体封装材料 18 (如灯带塑料和灯壳 )在日晒雨淋下容易损坏，也直接影响 LED 照明器材的整体寿命。 LED 发热量低，无热辐射，冷光源，可以安全接触；能精确控制光型及发光角度，光色柔和，无眩光；不含汞、 钠元素等可能危害健康的物质；内置微处理器可以控制发光强度，调整发光方式，实现光与艺术的结合。 LED 尺寸小、重量轻、不易破碎、防震以及 24V的工作电压等特点，所以在各种环境下都显得十分安全可靠。 LED 为全固体发光体，抗震动、耐冲击、不易破碎、废弃物可回收 ,没污染。 光源体积小，可以随意组合，易开发成轻便薄短小型照明产品，也便于安装和维护。 当然，节能也是我们考虑使用 LED 的主要原因，也许 LED 光源要比传统光源昂贵，但是用一年时间的节能收回光源的投资，从而获得 49 年中每年几倍的节能净收益期。 如果应 用在夜景照明，可以以简洁明快的夜景照明方式突出建筑物的形状特点和使用功能，充分体现建筑师的设计风格及意图；通过相邻面间的亮度变化和颜色差异，突出建筑物的轮廓，保证建筑物的完整性并具有良好的立体感；避免大量使用大功率投光灯，以减少眩光和由此产生的光污染，使灯光对环境的干扰降低到最小值。 LED 光源除了无汞、节能、节材、对环境无电磁干扰、无有害射线五项优点之外，在照明领域中，特别是在景观照明中，还有很多优势。 如： 低压供电 —— 无高压环节，为了绝缘的开销要小得多，可靠性高。 附件简单 —— 无启动器、 镇流器或超高压变压器。 结构简单 —— 具有固体光源的最大优点，不充气，无玻璃外壳，无气体密封问题，耐冲击。 可控性好 —— 响应时间快（微秒数量级），可反复频繁亮灭，基本无惰性，不会疲倦。 色彩纯厚 —— 由半导体 PN结自身产生色彩，纯正，浓厚。 色彩丰富 —— 三基色加数码技术，可演变任意色彩。 轻质结构 —— 节材，节约费用；对灯具强度和刚度要求很低。 四、 LED 灯的发光原理、特性 灯的发光原理 发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。 LED 的心脏是一 19 个半导体的晶片，晶片的一端附在 一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。 半导体晶片由三部分组成，一部分是 P 型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是 N型半导体，在这边主要是电子，中间通常是 1 至 5 个周期的量子阱。 当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子和空穴就会被推向量子阱，在量子阱内电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是 LED 发光的原理。 而光的波长也就是光的颜色，是由形成 PN结的材料决定的。 灯的 发光机理 PN 结的端电压构成一定势垒，当加正向偏置电压时势垒下降， P 区和 N 区的多数 载流子向对方扩散。 由于电子迁移率比空穴迁移率大得多，所以会出现大量电子向 P 区扩散，构成对 P 区少数载流子的注入。 这些电子与价带上的空穴复合，复合时得到的能量以光能的形式释放出去。 这就是 PN 结发光的原理。 灯的 发光效率 一般称为组件的外部量子效率，其为组件的内部量子效率与组件的取出效率的乘积。 所谓组件的内部量子效率，其实就是组件本身的电光转换效率，主要与组件本身的特性（如组件材料的能带、缺陷、杂质）、组件的垒晶组成及结构等相关。 而组件的取出效率则指的是组件内部产生的光子，在经过组件本身的吸收、折射、 反射后，实际在组件外部可测量到的光子数目。 因此，关于取出效率的因素包括了组件材料本身的吸收、组件的几何结构、组件及封装材料的折射率差及组件结构的散射特性等。 而组件的内部量子效率与组件的取出效率的乘积，就是整个组件的发光效果，也就是组件的外部量子效率。 早期组件发展集中在提高其内部量子效率，主要方法是通过提高垒晶的质量及改变垒晶的结构，使电能不易转换成热能，进而间接提高 LED 的发光效率，从而可获得 70%左右的理论内部量子效率，但是这样的内部量子效率几乎已经接近理论上的极限。 在这样的状况下，光靠提高组件的内部量子 效率是不可能提高组件的总光量的，因此提高组件的取出效率便成为重要的研究课题。 目前的方法主要是：晶粒外型的改变 —— TIP 结构，表面粗化技术。 灯的 光学特性 LED 提供的是半宽度很大的单色光，由于半导体的能隙随温度的上升而减小，因此它所发射的峰值波长随温度的上升而增长，即光谱红移，温度系数为 +2~3A/。 LED 发光亮度 L 与正向电流 近似成比例 , K 为比例系数。 电流增大，发光亮度也近似增大。 另外发光亮度也与环境温度有关，环境温度高时，复合效率下降，发光强度减小。 灯 电气特性 电流控制型器件 ，负载特性类似 PN结的 UI 曲线，正向导通电压的极小变化会引起正向电流的很大变化（指数级别），反向漏电流很小，有反向击穿电压。 在实际使用中，应选择。 LED 正向电压随温度升高而变小，具有负温度系数。 LED 消耗功率 ，一部分转化为光能，这是我们需要的。 剩下的就转化为热能，使结温升高。 散发的热量（功率）可表 20 示为。 热学特性 小电流下， LED 温升不明显。 若环境温度较高， LED 的主波长就会红移，亮度会下降，发光均匀性、一致性变差。 尤其点阵、大显示屏的温升对 LED 的可靠性、稳定性影响更为显著。 所以散热设计 很关键。 LED 封装 主要考虑散热和出光。 散热方面，用铜基热衬，再连接到铝基散热器上，晶粒与热衬之间以锡片焊作为连接，这种散热方式效果较好，性价比较高。 出光方面，采用芯片倒装技术，并在底面和侧面增加反射面反射出浪费的光能，这样可以获得更多的有消出光。 灯的 寿命 LED 的长时间工作会光衰引起老化，尤其对大功率 LED 来说，光衰问题更加严重。 在衡量 LED 的寿命时，仅仅以灯的损坏来作为 LED 寿命的终点是远远不够的，应该以 LED的光衰减百分比来规定 LED 的寿命，比如 35%，这样更有意义。 五 、 LED 的主要参数 LED 是利用化合物材料制成 pn结的光电器件。 它具备 pn结结型器件的电学特性： IV特性、 CV 特性和光学特性：光谱响应特性、发光光强指向特性、时间特性以及热学特性。 普通单色发光二极管的发光颜色与发光的波长有关，而发光的波长又取决于制造发光二极管所用的半导体材料。 红色发光二极管。