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全面剖析LED灯具技术

作者: 时间:2011-08-28 来源:网络 收藏
class=hrefStyle>LED显示成像设备两大类。

LED照明设备

LED的最大价值还是体现在照明领域。由于LED发光技术全面超越传统光源,因此许多人都看好未来LED在照明市场的机会,根据据CIR预测,全球LED市场将从2004年的 32亿美元,增长至2008年的56亿美元,其中,高亮度LED市场产值将由16亿美元增至26.4亿美元,超高亮度LED市场则将从2006年起快速成长,并于2008年占到全球市场22%的份额。

而令LED拥有如此广阔之商业运营前景的最关键原因,则在于其高度节能的独特特性。作为第三代半导体照明材料,LED的寿命是普通白炽灯的100倍,耗能却远比白炽灯小,更换成本也更低,并具备体积小、安全、无污染、免维护、响应速度快等附属优点。由于体积小、配置灵活,理论上LED照明设备可以做成任意想要的形式。因此可以预见,在未来照明市场上,LED光源将成为人们的新宠。

LED光源

只要将包打开,内置的LED灯泡就会自动点亮,LED用途其实很广泛

LED成像设备

  在90年代中期,伴随着高发光效率LED元器件的成熟,市场开始出现了一种新型的显示设备——大屏幕LED显示器,在各种公共场合,例如车站、证券交易大厅、我们都能看到这种LED显示设备。最初的LED显示设备原理比较简单:将每一个可以发出单色光的LED元件作为显示设备的像素点,通过控制每一个像素点的亮于灭,来实现文字或者简单图像的显示。这种设备是所有LED显示设备中最易实现、成本最低的产品,但是因为长寿命、高亮度,至今仍在很多场合得到使用。例如北京的大部分公交车和地铁上,都有LED的提示器,可以滚动显示各种文字信息、站名、时间等等。

LED显示设备

除了比较初级的LED电子显示屏,还有一种比较常见的LED显示设备,那就是用于组建大尺寸显示的模块化彩色

这种模块化的LED显示设备,主要是用来满足永久或者临时性的大面积显示的需要。例如在一些演唱会、晚会、发布会的现场,为了更好的烘托的气氛,就需要一整块当作背景使用的显示设备,而在LED显示器出现以前,这几乎是一个不可能完成的任务。而在户外显示方面,传统的霓虹灯虽然亮度较好,也可以做出非常漂亮的效果,但是充其量也只是灯具而不是显示设备,不能实现多样化并且灵活的显示功能,也受到了越来越多广告主的不满,因此模块化大屏幕的出现,正好满足了他们的需求。

正是基于这种需要,这种 LED显示设备采用了模块化设计,一般一个矩形模块的大小在0.25平米-1平米之间,通过若干模块的排列组合,可以组建出各种尺寸的显示面积。除了组装成面积不等的平面显示器,通过合理的设计,还可以利用LED屏搭建出立体的显示器,例如可以做成一个6面同时显示的立方体显示器,并且通过屏幕控制装置,实现6面独立显示或者整体显示的效果,使用起来非常灵活。

  和基本的LED显示设备不同的是,模块化LED可以显示出完整的全彩色图像,在一定的观看距离上,观众可以得到接近传统显示器的图像效果,而这主要得益于它的像素结构。从微观上看,模块化LED显示设备采用了和平板电视非常类似的像素结构,即每一个像素点都是由可以发出R/G/B单色光的LED元件组成,通过3种原色的排列组合,每个像素就可以发出各种色彩的光。U2 vertigo演唱会中使用到的,由于点距较大,所以图像较粗糙。

由于定位于大面积显示,所以模块化LED 显示屏的每个像素之间的距离要比电视机、显示器等设备大很多。因此在这类设备上,并不像一般显示设备那样用分辨率来表示清晰度,而是用每个像素点之间的点距来表示。通常来说,用于室内的LED屏一般的点距在10毫米之内,8毫米属于中等偏上,而6毫米的则是效果最好的产品,不过相应的售价也比较高。室外用 LED屏的点距则要大不少,一般有10毫米、16毫米等规格,但是室外屏在防水防尘效果上要好于室内屏。

近几年,模块化LED显示屏在全球范围内都得到了非常广泛的应用,其超高的显示亮度、灵活的搭配方式得到了绝大多数人士的认可,已经成为户外显示设备的主力品种,并且在活动、演出、展览展示等行业得到了广泛的应用。

LED在照明领域面临的问题

  LED在照明领域面临的问题:

(1)首先是发光效率问题。提高LED的发光效率最主要的方法是改进半导体发光材料与LED芯片的结构和制造工艺。由于这部分工作需要强大的理论研究基础和先进的半导体工艺设备,因此要实现200流明/瓦的目标路途依然比较艰难。

 (2)高功率问题。作为照明,单个LED输出的光通量必须足够大,欲加大LED的光通量,首先必须注入足够的电功率。但LED芯片的温升不能过高,否则各项性能特别是使用寿命会受到很大的影响。显然,设计较大输入功率的LED器件和灯具,除需用面积较大的芯片外,还必须有良好的散热结构。现在国外一些著名公司已设计研制了一些特殊的LED器件结构,并已获得了较好的效果。

  (3)由于LED照明需由多个LED管组成,其参数离散性也是一个技术问题。除了通过预选、分类,尽量保证一致性以外,还必须设计合理的灯具结构(包括LED的排列和位置布局)和研究合适的驱动电路,防止偶尔产生的能量集中而烧毁部分LED。

  (4)此外,由于多个LED组成一只照明灯具时,免不了对LED进行并联、串联。而在使用过程中只要有一个LED短路或开路,都将会导致整小片或整条LED熄灭,影响照明效果。为此,必须研究简单而廉价的保护电路,使这种不良影响降至最低限度。

  LED在显示技术领域面临的问题:  (1)和在照明领域遇到的主要问题一样,LED在作为新型背光源的同时,也面临着发光效率的问题。目前传统CCFL冷阴极荧光灯虽然耗电量大、发光质量一般,但是其发光效率可达到50~100流明/瓦,而白光LED器件在刚起步时发光效率仅为20lm/W甚至更低,这就注定LED在开始时并不适合作为LCD显示器的背光源。不过,白光LED的发光效率以每年提高60%的幅度提升,到目前为止,白光LED器件的发光效率突破50lm/W,开始达到实用化水平。 (2)LED背光源系统的成本要高于冷阴极荧光管。目前<

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