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為什么發光字不到兩年就逐漸變暗?

文章來源:http://www.eytime.com/jsyd/2016.html發布時間:2020/06/13 點擊量:

  什么是光衰?白光LED為什么會有光衰?LED真的能達到零光衰嗎?白光LED在照明應用中已經有好幾個年頭了,早些年的產品也有很多應用實例,包含手電筒和部分照明燈具,我想用過白光LED的朋友都有一個體會,白光LED在使用一段時間后在亮度上都出現很大的下降,當亮度下降到一定的程度后LED雖然還有光,但是已經沒什么光效了,就沒有了光源的利用價值了,究竟LED有效的光源使用壽命能達到多久呢?
為什么發光字不到兩年就逐漸變暗?
  雖然網上很多刻意的宣傳說LED的理論壽命能達到8~10萬小時,這個數據實際是實驗室得出的結果,當然忽略了很多因素,比如LED在實際應用中受到很多因素的影響都會直接間接的影響LED的有效壽命的,其中包括LED晶片的品質、封裝技術、應用材料、散熱設計、應用中的溫度和環境溫度、電壓電流的穩定性等多方面的因素都會關系到LED的有效光源壽命。有效光源壽命直接相關的就是光衰,什么叫光衰呢?
  所謂光衰:是指發光體經過一段時間使用后,發光效率出現下降,亮度就沒有初始的時候高了,燈具標準是按1000小時計算光衰,也就是說累計或持續工作1000小時后發光效率下降的百分比。我們通常都了解家用的照明燈具在使用一段時間后都會出現光衰,節能燈,日光燈都會有光衰,通常我們使用的節能燈和日光燈在使用一段時間后亮度都會比初始時低很多,一直到使用壽命的終結,亮度也是一直會直線下降,節能燈和日光燈將會越用越暗。
  按照節能燈的質量標準規定,普通節能燈在使用1000小時后光衰要保持小于5%,也就是說普通的節能燈在使用1000小時后的亮度要能達到初始亮度的95%以上。所以節能燈的光衰與節能燈的品質密切相關的,經過這么多年的節能燈使用歷史我相信大家都已經發現,價格低廉的節能燈一般用到一年后就發現不怎么亮了 ,而質量好的品牌的節能燈甚至在用到三年五年后亮度還是沒什么變化。
  這一點足以證明燈具的光衰完全體現在燈具的品質上,光衰產生的原因是因為大部分發光體的材質在經過長時間工作后產生老化而至,任何發光材質在工作時都需要有能量供給,能量最常用的是電能,我們使用的燈泡都無一例外的都是把電能轉化為熱能和光能,也就是說任何發光元件都會產生熱量。
  所以發光元件在長期持續的高溫下材質將出現老化,材質的老化將直接影響了發光材質的發光效率,我們通常會發現日光燈和節能燈的燈管使用時間長了熒光粉會發黑,這就說明熒光粉在老化,老化越嚴重發光效率就越低,光衰就越大,所以要控制光衰的速度就要選擇品質好的發光材質和元件,還有電路設計時要盡量控制發光材質的溫度,發光材質的溫度控制也將對降低光衰起到很明顯的作用。
  白光LED目前普遍采用的是藍光晶片加黃色熒光粉調出來的白光,晶片的穩定性和散熱的設計對光衰將起到最重要的作用,要想改變光衰第一個就要從晶片入手,第二要從散熱方面入手,好的散熱將大大的降低了LED的光衰,其次就是在產品應用中電源電流的控制也很重要,LED需要的是恒流電源不是恒壓電源,是因為 LED的PN結的溫度特性,溫度升高了電流就會增大,壓降會減小,當電流增大時晶片的溫度也會出現上升,如此的特性將對LED很不利,所以控制恒定的電流是最關鍵的。
  LED是一種固態的半導體器件,直接把電轉化為光,LED的心臟是一個半導體的晶片,晶片的一端是負極,另一端連接電源的正極,使整個晶片被環氧樹脂封裝起來,半導體晶片由三部分組成,一部分是P型半導體,在它里面空穴占主導地位,另一端是N型半導體,在這邊主要是電子,中間通常是1至5個周期的量子阱。
  當電流通過導線作用于這個晶片的時候,電子和空穴就會被推向量子阱,在量子阱內電子跟空穴復合,然后就會以光子的形式發出能量,也就是發出我們需要的光,晶片在工作時也會產生溫度,長時間溫度的升高將會使晶片產生老化,晶片的老化就出現發出的能量下降,發光效率降低,這就使LED出現了光衰。
  LED光衰的控制LED產生光衰的原因很多,主要因素是晶片的老化,要解決光衰最重要的就是要控制LED晶片老化的速度,第一當然LED晶片的品質很重要,還有就是解決晶片散熱的問題的也很關鍵,總之解決 LED的光衰問題的因素是多方面的,晶片的品質和封裝的技術封裝材料的選擇等都很關鍵。
  LED的光衰與壽命LED的特點是壽命長,理論壽命能達到8到10萬小時,當然就有人表示懷疑了,LED真的能達到這么長的壽命嗎,按照這樣的壽命計算LED燈具真能用到十年不壞嗎?
  根據實驗室證明LED的壽命達到8到10萬小時是有依據的,所謂的8到10萬小時的壽命是要有前提條件的,LED的晶片、使用的環境、使用的電流等都有直接的關系,這種壽命是指LED從開始使用到電氣性能完全喪失所需的時間,當然沒考慮到光衰的因素。
  在照明應用中我們需要的是發光壽命,也就是說有效光源壽命,有效光源壽命是指LED工作時能發出有效的有利用價值的光的累計工作時間,LED通常有效光源壽命能達到3到5萬小時就已經不錯了。光衰大的就談不上壽命了,普通的價格低廉的LED產品在使用1000小時后的光衰就超過30%以上了,有些甚至超過50%了。

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