led灯为什么节能？是什么原理？

LED是利用半导体材料制作成发光二极管直接把电能转换成光能,它的电光效率很高.

而节能灯的基本工作原理和日光灯是一样的,只是把镇流器改成电子的并且和灯管作成一体的,虽然比白炽灯要省电,但是比LED的电光转换效率要低,灯管的使用寿命也不如LED.

顺便补充一句,节能灯管的外接电压虽然是220V交流,但是实际上它的工作电压要低得多,在整流器内部要先进行整流降压变为较低的直流,然后再变换成驱动灯管的高频交流电,之所以外接220V交流电,完全是为了人们日常使用的方便,因为在我国,家庭供电都是220V交流电.

半导体照明是一种采用发光二极管（LED）作为光源的照明装置，广泛应用于装饰灯、城市景观照明、交通信号灯、大屏幕显示、仪器仪表指示灯、汽车用灯、手机及PDA背光源、电脑及普通照明等领域。LED是英文light emitting diode（发光二极管）的缩写，它是半导体制成的光电器件，可将电能转换为光能。半导体照明相同亮度的能耗仅为普通白炽灯的十分之一，而寿命却为其100倍，被誉为“21世纪新固体光源时代的革命性技术”。

半导体照明产品的构成及其发光原理

与白炽灯和节能灯不同的是，半导体照明采用电场发光。它的基本结构是将一块电致发光的半导体材料置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用。发光二极管的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片，在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层，称为p-n结。在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。LED因使用材料的不同，其二极管内电子、空穴所占能级也有所不同，能级差的不同使载流子复合时产生的光子的能量不同，从而形成不同波长的光。

由于半导体照明能把电能直接转换为光能，因此从理论上可以产生较高的光效。近几年来， LED的光效提高很快。在1998年，白光LED的光效只有5 lm/W，但在2000年时，白光LED的光效已达25 lm/W，这一指标与卤钨灯相近。2008年7月22日，位于加州的欧司朗公司在开发高亮度、高效率LED上取得了新的突破，在350 mA的标准条件下，亮度的峰值达到155 lm，效率达到136 lm/W。2009年，世界LED巨头Cree、Nichia新近宣布LED的发光效率实验值分别是161 lm/W@350 mA、145 lm/W@350 mA，这些结果都已经大大超过了现有照明灯具的光效。当然，上述这些都是在实验室取得的，在实际应用中，由于受散热性等多方面的影响，LED的光效仅只有几十lm/W。不过以当前LED技术的发展速度，相信LED光效的瓶颈会得到突破，从而真正实现LED照明的广泛应用。

半导体照明产品的分类

LED常见分类主要有以下五种方式：

(1) 按发光管发光颜色：可分成红色、橙色、绿色（又细分黄绿、标准绿和纯绿）、蓝光等。另外，有的发光二极管中包含二种或三种颜色的芯片。根据发光二极管出光处掺或不掺散射剂、有色还是无色，上述各种颜色的发光二极管还可分成有色透明、无色透明、有色散射和无色散射四种类型。散射型发光二极管不适合做指示灯用。目前，为了提高LED的发光效率，推动LED在通用照明领域的应用，用红、绿、蓝三基色或其他途径合成白光LED成为该领域的研究热点。

(2) 按发光管出光面特征：可分为圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等。圆形灯按直径分为Φ2 mm、Φ4.4 mm、Φ5 mm、Φ8 mm、Φ10 mm及Φ20 mm等。由半值角大小可以估计圆形发光强度角分布情况。

(3) 按照发光强度角分布图，可分为以下三类：

高指向性：一般为尖头环氧封装，或是带金属反射腔封装，且不加散射剂。半值角为5°～20°或更小，具有很高的指向性，可作局部照明光源用，或与光检出器联用以组成自动检测系统。

标准型：通常作指示灯用，其半值角为20°～45°。

散射型：这是视角较大的指示灯，半值角为45°～90°或更大，散射剂的量较大。

(4) 按发光二极管的结构：可分为全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等结构。

(5) 按发光强度和工作电流：按发光强度可分为普通亮度的LED（发光强度小于10 mcd）、高亮度的LED（发光强度介于10～100 mcd之间）和超高亮度的LED（发光强度大于100 mcd）；按照工作电流，可分为一般LED和低电流LED，其中一般LED的工作电流在十几mA至几十mA，而低电流LED的工作电流在2 mA以下（亮度与普通发光管相同）。

半导体照明产品的特点

在当前全球能源短缺的形势下，节约能源是我们正面临的重要问题。LED被称为第四代照明光源或绿色光源，它的节能、环保、寿命长等特点，正是其不断受到世界各国推崇的重要原因：

(1) 寿命长：光通量衰减到70%的标准寿命是10万小时，一个LED灯在理想情况下可以使用50年。

(2) 色彩丰富：LED已经实现了多个波长的单基色，有红、琥珀黄、黄、绿、蓝等，基本满足了应用领域对LED色彩的要求，随着更多新材料的开发，还会实现更多的基色及至全彩色。

(3) 稳定可靠：没有钨丝、玻壳等容易损坏的部件，非正常报废率很小。在LED的寿命期内，LED一般都能稳定地工作，维护工作量较小。

(4) 电气安全性高：LED一般工作在低电压（6-24 V）、小电流（10-20 mA）环境下，属弱电级工作器件，有较好的电气安全性能。

(5) 节能环保效率高：光谱几乎全部集中于可见光频率，效率可以达到50%以上，而光效相近的白炽灯可见光效率仅为10%-20%。而且LED灯不存在有害金属汞污染等问题，符合社会发展趋势。

(6) 应用灵活性好：LED可进行低压供电，也可用110 V/220 V电源供电，加上单粒LED的体积小（芯片更小，只用3-5 mm2），可以平面封装，易开发成轻薄短小的产品，做成点、线、面各种形式的具体应用产品。

(7) 受控制能力强：现有的技术已经可以实现LED的亮度、灰度、动态显示、分布控制等，是其它发光装置无可比拟的。

(8) 抗震性能优越：LED的坚固、耐震、耐冲击性能都超过了目前所有其它类型的电光源产品。

(9) 响应速度快：LED的响应速度在毫秒级，可以有效地应用于显示屏、汽车刹车灯、相机闪光灯等领域。

(10) 显色性能良好：白色LED目前的显色指数Ra达到了70以上，色温范围从3600 K到11000 K不等（随荧光粉不同而变），而且已经获得了实验室提高的方案。

此外，LED还具有亮度高、无干扰、方向性好等特点。

◆准确说，应该是不用整流器的节能灯。 ◆未来最好的灯就应该是数码灯。也就是直接能将电能转化为光能的灯。 ◆目前市场上的LED（发光二极管）灯就是一个例子。 LED全称为半导体发光二极管，采用半导体材料制成的，以直接将电能转化为光能，电号转换成光信号的发光器件；其特点是功耗低、高亮度、色彩艳丽、抗振动、寿命长（正常发光6－10万小时），冷光源等优点，是真正的"绿色照明"。以LED为光源的灯饰产品在21世纪的将来，必然取代白炽灯，成为人类照明史上的又一次革命。 由于其成本高，目前还只限于装饰灯的应用。 ◆我国目前主要在推广新一代的电子整流器标准。 ◆参考资料： ◆70年代荷兰菲利浦研制出第一代稀土节能灯，80年代初紧凑型荧光灯 （CFL）问世，90年代初有识人士提出“绿色照明”，世界各国纷纷响应， 并以此作为节约电力、保护环境的有效措施。随着人们环保意识的提高， 使用节能灯照明，已成为人们的共识。电子节能灯以其节能效果明显、寿 命长、 使用方便等特点，被我国政府指定为"九五"期间实施"绿色照明工程"计划 的重点推广产品。节能灯指的是采用稀土三基色荧光粉为原料研制而成的 节能灯具， （它一般采用电子整流器来驱动）。目前，灯用稀土三基色荧光粉的应用 已进入一个新的发展阶段，节能光源的发展趋势是光源几何尺寸越做越小， 光效越做越高，以较少的电能，得到最高的光通量。一只7瓦的三基色节能 灯亮度相当于一只45瓦的白炽灯，而寿命是普通白炽灯泡的8倍。 ◆今夏北京电力负荷缺口达70万千瓦，记者从北京市发改委获悉，今年北京适度调整电价结构，以解决北京电力供需矛盾。节电已到了最紧急时刻。在刚刚举办的节能电器研讨会上，三雄·极光照明企业负责人提出，在同等亮度情况下，与一只60瓦的白炽灯相比，使用一只13瓦节能灯至少能节电4至5倍，起码能节省一半费用。尽管选择节能灯好处多多，然而目前节能灯市场并不乐观。 现状：白炽灯平分节能市场 来自照明行业的信息表明，2005年节能诉求已成为行业发展的大势所趋。随着近年的“电荒”危机，节能已成为国内照明消费的主导。尽管一只好的节能灯用电量只有一只白炽灯的4分之一，寿命是白炽灯的5倍，但白炽灯在市场上仍与节能灯平分秋色。记者在灯具市场看到，几乎所有商户都有白炽灯销售，并且销量并不比节能灯差。销售人员告诉记者，有的人喜欢白炽灯，有的人喜欢节能灯，两种灯都有需求。一个节能灯要二三十元，而一个白炽灯才两三元钱，加上一些劣质节能灯混迹市场，消费者优劣难辩，这些原因都造成节能灯不能迅速推广。 行动：揭开劣质产品3个伪装 记者在京城某灯具市场发现，节能灯价格从几元到几十元不等，这是优劣造成的差价。据悉，伪劣产品以小规模甚至手工作坊式生产，无任何质量标准，产品质量参差不齐，无任何售后服务。专家提出伪劣产品往往在以下几个方面做手脚。 ◆荧光粉涂层。伪劣产品采用卤粉或稀土三基色荧光粉掺卤粉的混合粉涂层，其发光效率比稀土三基色荧光粉低30％，显色指数低，热稳定性差，光衰严重，寿命短，价格低廉，尤其不适宜用在细管荧光灯中。优质产品采用稀土三基色荧光粉涂层，它发光效率高，显色指数高，热稳定性好，寿命长。一盏优质节能灯相当于3到8个劣质节能灯的使用时间，成本为普通卤粉的30倍。专家指出：显色度不好的灯光不仅会使化妆偏色，还容易造成儿童色弱。良好的显色性意味着在此灯光下的物体颜色更接近中午日光下的颜色。 ◆电子镇流器。优质产品经过合理的电路设计并选用优质电子元件生产，工作时发热量小、功率因数高，无频闪，保护了使用者的视力及身体健康。伪劣产品为节省生产成本，通过外购劣质电子镇流器进行组装生产，质量无法保证，故障率高。专家指出：优质电子镇流器启动时间快，频闪较少，从而消除了功率损耗和眩光，可节电30％左右，同时更好地保护视力。 塑料件。伪劣产品为降低成本，多采用中低档塑料，质脆易开裂、易变黄褪色，存在安全隐患。优质塑料则具有良好的耐热、阻燃、绝缘性能，且耐开裂、容易印刷、洁白不变色。专家指出：伪劣塑料件的耐热性、阻燃性等都不符合标准要求，其使用寿命短，存在安全隐患。 ◆发现：新技术节能灯更环保 据专家介绍，从节能照明的代表产品———荧光灯诞生之日起，人们就没有停止过对提高效率、缩小外形尺寸的追求。为规范中国镇流器市场，中国标准研究中心组织制定了《管形荧光灯镇流器能效限定值及节能评价值》国家标准。该标准规定了评定镇流器和灯的组合体能效水平的参数，即能效因数，重点规定了镇流器的能效限定值和节能评价值。飞利浦、TCL、三雄·极光、海尔等知名品牌都加紧研发经济实用的高效照明产品。 ◆目前，产品已突破材料与工艺的瓶颈，技术成熟的T5系列产品终于进入了经济实用的高效照明领域。从T12、T10到T8，再到T5，人类对节能、细管径的追求仍然没有停止。技术成熟、品质优异、高效节能的T5产品代表了照明行业未来的潮流方向。除了技术领先的T5电子镇流器之外，还推出了T5高效节能荧光灯管、T5炫彩荧光灯管，对荧光粉、玻璃特别是汞的消耗量大幅减少，为环保做出了巨大贡献，同时又因节能、环保而被人们广泛使用。

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