半导体照明技术.pptx
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1、 半半 导导 体体 照照 明明 技技 术术第一节第一节 自然光源自然光源一、太阳一、太阳 太阳是最重要的自然光源,太阳光谱具有很宽的范围,但进太阳是最重要的自然光源,太阳光谱具有很宽的范围,但进入大气层后,从入大气层后,从X射线到宇宙射线的高能粒子,因散射而损失掉,射线到宇宙射线的高能粒子,因散射而损失掉,到达地球表面的直射光部分具有与约到达地球表面的直射光部分具有与约5700K的黑体辐射能谱几乎的黑体辐射能谱几乎一致的连续光谱分布。一致的连续光谱分布。在地球表面上,太阳光在在地球表面上,太阳光在500nm处达到极大值,紫外部分只处达到极大值,紫外部分只延伸到延伸到290nm,即地球大气上层的
2、臭氧强烈吸收的区域。,即地球大气上层的臭氧强烈吸收的区域。在照明工程设计中,充分利用太阳光是创造舒适环境和节约能在照明工程设计中,充分利用太阳光是创造舒适环境和节约能源的重要措施。源的重要措施。二、月亮和行星二、月亮和行星 月亮和行星作为天体辐射源,仅仅是反射太阳的辐射,对于月亮和行星作为天体辐射源,仅仅是反射太阳的辐射,对于照明的利用价值极低。照明的利用价值极低。半半 导导 体体 照照 明明 技技 术术第二节第二节 人工光源人工光源一、人工光源的发明与发展一、人工光源的发明与发展 火(50万年前)油灯(约5千年前)煤油灯(1850年)白炽灯(1879年)蜡烛(约2千多年前)荧光灯(1938年
3、)LED灯(20世纪90年代)半半 导导 体体 照照 明明 技技 术术人人工工光光源源二、人工光源的分类二、人工光源的分类 人工光源按其工作原理可分为人工光源按其工作原理可分为热辐射光源热辐射光源和和气体放电光源气体放电光源两大两大类。类。半半 导导 体体 照照 明明 技技 术术 三、人工光源的主要性能指标三、人工光源的主要性能指标1 1、额定电压、额定电压2 2、灯泡(灯管)功率、灯泡(灯管)功率3 3、光通量输出、光通量输出 指光源在工作时所发出的光通量,是光源的重要性能指标。指光源在工作时所发出的光通量,是光源的重要性能指标。4 4、发光效率、发光效率 光源消耗单位电功率所发出的光通量称
4、为光源的发光效率光源消耗单位电功率所发出的光通量称为光源的发光效率,简简称光效,单位是称光效,单位是lm/Wlm/W。5 5、寿命、寿命 寿命是光源的重要性能指标,通常用点燃的小时数表示。寿命是光源的重要性能指标,通常用点燃的小时数表示。光源从第一次点燃到损坏熄灭为止光源从第一次点燃到损坏熄灭为止,累计点燃的小时数称为光累计点燃的小时数称为光源的寿命源的寿命。光源的寿命有相当大的离散性,因此常用平均寿命和。光源的寿命有相当大的离散性,因此常用平均寿命和有效寿命来表示光源的寿命。有效寿命来表示光源的寿命。半半 导导 体体 照照 明明 技技 术术 a.平均寿命平均寿命 取一组光源作试样,从一起点燃
5、到取一组光源作试样,从一起点燃到50%的光源试样损坏为的光源试样损坏为止的累计点燃时间的平均值就是该组光源的平均寿命。止的累计点燃时间的平均值就是该组光源的平均寿命。b.有效寿命有效寿命 光源从点燃起一直到光通量衰减到额定值的某以百分数光源从点燃起一直到光通量衰减到额定值的某以百分数(一一般取般取70%-80%)所累计点燃小时数就称为光源的有效寿命。所累计点燃小时数就称为光源的有效寿命。6、颜色特性、颜色特性 光源的颜色特性包括光源的颜色特性包括色温和显色性色温和显色性,是光源的重要性能指,是光源的重要性能指标。标。7、启燃与再启燃时间、启燃与再启燃时间a.启燃时间:启燃时间:光源接通电源到光
6、源的光通量输出达到额定值所光源接通电源到光源的光通量输出达到额定值所需要的时间。需要的时间。(热辐射光源小于热辐射光源小于1s,气体放电光源几秒到几分,气体放电光源几秒到几分不等不等)半半 导导 体体 照照 明明 技技 术术 b.再启燃时间:再启燃时间:正常工作着的光源熄灭后再将其点燃所需正常工作着的光源熄灭后再将其点燃所需要的时间。要的时间。8、闪烁与频闪效应、闪烁与频闪效应(1)闪烁:)闪烁:用交流电点燃光源时,在每半周期内,光源的用交流电点燃光源时,在每半周期内,光源的光通量随着电流的增减发生周期性明暗变化的现象。光通量随着电流的增减发生周期性明暗变化的现象。(2)频闪效应:)频闪效应:
7、在一定频率变化的光线照射下,观察到的在一定频率变化的光线照射下,观察到的物体运动呈现静止或不同于实际运动状态的现象。(会降低物体运动呈现静止或不同于实际运动状态的现象。(会降低视觉分辨能力,易诱发各种事故)视觉分辨能力,易诱发各种事故)半半 导导 体体 照照 明明 技技 术术四、常用的人工光源四、常用的人工光源(一)白炽灯(一)白炽灯1 1、原理、原理 白炽灯是最早出现的电光源白炽灯是最早出现的电光源,即所谓第一代光源。它是将灯丝即所谓第一代光源。它是将灯丝加热到白炽加热到白炽(2400-3000K)(2400-3000K)的程度的程度,利用热辐射发出可见光。利用热辐射发出可见光。半半 导导
8、体体 照照 明明 技技 术术2、特点、特点 优点:优点:白炽灯具有显色性好白炽灯具有显色性好(Ra=100),结构简单,使用灵活,结构简单,使用灵活,能瞬时点燃,无频闪现象,可调光,能瞬时点燃,无频闪现象,可调光,价格便宜等特点。价格便宜等特点。白炽灯的色温约为白炽灯的色温约为24002900K 缺点:缺点:光效最低光效最低(8-15Lm/W),寿命较短寿命较短(1500-2000H)。白炽灯 半半 导导 体体 照照 明明 技技 术术3 3、种类、种类 白炽灯的种类很多,有普通型、磨砂型、漫射型、反射型、白炽灯的种类很多,有普通型、磨砂型、漫射型、反射型、装饰型、局部照明灯泡、水下灯泡等。装饰
9、型、局部照明灯泡、水下灯泡等。4 4、白炽灯的应用、白炽灯的应用适用于家庭、宾馆、饭店及艺术照明适用于家庭、宾馆、饭店及艺术照明投光照明和小型建筑物照明投光照明和小型建筑物照明电影、剧院和舞台布景照明电影、剧院和舞台布景照明 半半 导导 体体 照照 明明 技技 术术我国白炽灯禁用史我国白炽灯禁用史 n早在2011年,我国就有了白炽灯淘汰计划表。国家发改委、商务部等多部门联合印发的关于逐步禁止进口和销售普通照明白炽灯的公告,明确从2011年11月1日起,按照功率大小分五个阶段,逐步禁止进口和销售普通照明白炽灯。如今,100瓦及以上普通照明白炽灯已于2012年10月1日起禁止进口和销售。今年将进入
10、第三个阶段,2014年10月1日起禁止进口和销售60瓦及以上普通照明白炽灯。预计在2016年10月1日,将禁止进口和销售15瓦及以上普通照明白炽灯,或视中期评估结果进行调整。半半 导导 体体 照照 明明 技技 术术(二)(二)卤卤 钨钨 灯灯 1、原理原理 如果在玻壳内所充填的惰性气体另加入微量的卤素物质,利如果在玻壳内所充填的惰性气体另加入微量的卤素物质,利用卤钨的再生循环作用,被蒸发的钨与卤素结合成卤化钨。用卤钨的再生循环作用,被蒸发的钨与卤素结合成卤化钨。卤钨循环的简单解释如下:卤钨循环的简单解释如下:式中,式中,X代表所用卤素代表所用卤素,W代表钨,代表钨,n代表原子数。代表原子数。半
11、半 导导 体体 照照 明明 技技 术术石英玻璃管石英玻璃管金属支架金属支架灯丝灯丝单端式单端式双端式双端式卤钨灯结构图卤钨灯结构图 半半 导导 体体 照照 明明 技技 术术卤钨灯实物图卤钨灯实物图 半半 导导 体体 照照 明明 技技 术术2、特点、特点 由于卤钨循环作用的原因,由于卤钨循环作用的原因,它与白炽灯比较,它与白炽灯比较,灯的灯的寿命增长寿命增长50%(1500-2000 H),光效提高,光效提高30(10-30Lm/W)。卤钨灯。卤钨灯具有体积小、功率大、能够瞬时点燃、可调光、无频闪效应、具有体积小、功率大、能够瞬时点燃、可调光、无频闪效应、显色性好和光通维持性好等特点。显色性好和
12、光通维持性好等特点。3 3、应用、应用 卤钨灯多用于较大空间、要求高照度的场所,其色温特别适卤钨灯多用于较大空间、要求高照度的场所,其色温特别适用于电视转播摄象照明。用于电视转播摄象照明。体育场、广场、会场、舞台、体育场、广场、会场、舞台、机场、商业和摄影等机场、商业和摄影等 半半 导导 体体 照照 明明 技技 术术(三)荧光灯(三)荧光灯荧光灯结构图荧光灯结构图 半半 导导 体体 照照 明明 技技 术术1、原理、原理 荧光灯是一种预热式低压汞蒸气放电灯。荧光灯是一种预热式低压汞蒸气放电灯。由汞蒸汽放电产生的紫外线辐射激发荧光粉而发光。由汞蒸汽放电产生的紫外线辐射激发荧光粉而发光。汞汞Hg自激
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