照明原理
LED光源的LED是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs（砷化鎵）、GaP（磷化鎵）、GaAsP（磷砷化鎵）等半導(dǎo)體制成的，其核心是PN結(jié)。因此它具有一般P-N結(jié)的I-V特性，即正向?qū)?，反向截止、擊穿特性。此外，在一定條件下，它還具有發(fā)光特性。在正向電壓下，電子由N區(qū)注入P區(qū)，空穴由P區(qū)注入N區(qū)。進(jìn)入對(duì)方區(qū)域的少數(shù)載流子（少子）一部分與多數(shù)載流子（多子）復(fù)合而發(fā)光。
假設(shè)發(fā)光是在P區(qū)中發(fā)生的，那么注入的電子與價(jià)帶空穴直接復(fù)合而發(fā)光，或者先被發(fā)光中心捕獲后，再與空穴復(fù)合發(fā)光。除了這種發(fā)光復(fù)合外，還有些電子被非發(fā)光中心（這個(gè)中心介于導(dǎo)帶、介帶中間附近）捕獲，而后再與空穴復(fù)合，每次釋放的能量不大，不能形成可見(jiàn)光。發(fā)光的復(fù)合量相對(duì)于非發(fā)光復(fù)合量的比例越大，光量子效率越高。由于復(fù)合是在少子擴(kuò)散區(qū)內(nèi)發(fā)光的，所以光僅在靠近PN結(jié)面數(shù)μm以內(nèi)產(chǎn)生。
理論和實(shí)踐證明，光的峰值波長(zhǎng)λ與發(fā)光區(qū)域的半導(dǎo)體材料帶隙Eg有關(guān)，即 λ≈1240/Eg（mm）
式中Eg的單位為電子伏特（eV）。若能產(chǎn)生可見(jiàn)光（波長(zhǎng)在380nm紫光～780nm紅光），半導(dǎo)體材料的Eg應(yīng)在3.26～1.63eV之間。比紅光波長(zhǎng)長(zhǎng)的光為紅外光。已有紅外、紅、黃、綠及藍(lán)光發(fā)光二極管，但其中藍(lán)光二極管成本、價(jià)格很高，使用不普遍。

（1）允許功耗Pm:允許加于LED兩端正向直流電壓與流過(guò)它的電流之積的最大值。超過(guò)此值，LED發(fā)熱、損壞。
（2）最大正向直流電流IFm：允許加的最大的正向直流電流。超過(guò)此值可損壞二極管。
（3）最大反向電壓VRm：所允許加的最大反向電壓。超過(guò)此值，發(fā)光二極管可能被擊穿損壞。
（4）工作環(huán)境topm:發(fā)光二極管可正常工作的環(huán)境溫度范圍。低于或高于此溫度范圍，發(fā)光二極管將不能正常工作，效率大大降低。
不改變材質(zhì)的前提下，在LED的極限范圍內(nèi)，提高亮度的手段就是提高電流，隨著電流升高，LED發(fā)熱量會(huì)劇增。使用過(guò)LED光源便攜投影機(jī)的，或微投的朋友，一定都深有體會(huì)，LED光源的投影機(jī)，非常熱，而且普遍會(huì)有明顯的噪音。這些產(chǎn)品，機(jī)身小是一方面，關(guān)鍵還是其自身發(fā)熱量較大所致。
隨著功率的增加，LED的散熱問(wèn)題顯得越來(lái)越突出，大量實(shí)際應(yīng)用表明，LED不能加大輸入功率的基本原因，是由于LED在工作過(guò)程中會(huì)放出大量的熱，使管芯結(jié)溫迅速上升，熱阻變大。輸入功率越高，發(fā)熱效應(yīng)越大。溫度的升高將導(dǎo)致器件性能變化與衰減，非輻射復(fù)合增加，器件的漏電流增加，半導(dǎo)體材料缺陷增長(zhǎng)，金屬電極電遷移，封裝用環(huán)氧樹脂黃化等等，嚴(yán)重影響LED的光電參數(shù)。甚至使功率LED失效。因此，對(duì)于LED器件，降低熱阻與結(jié)溫、對(duì)發(fā)光二極管的熱特性進(jìn)行研究顯得日趨重要。

LED驅(qū)動(dòng)電源壽數(shù)偏低的一個(gè)重要原因是驅(qū)動(dòng)電源所需的鋁電解電容的壽數(shù)缺乏，首要原因是長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)時(shí)LED燈內(nèi)部的環(huán)境溫度很高，致使鋁電解電容的電解液很快被耗干，壽數(shù)大為縮短，通常只能作業(yè)5千小時(shí)左右。而LED光源的壽數(shù)是5萬(wàn)小時(shí)，因而鋁電解電容的作業(yè)壽數(shù)就成為了LED驅(qū)動(dòng)電源壽數(shù)的短肋。

一家公司推出了一款可TRIAC調(diào)光的內(nèi)嵌了驅(qū)動(dòng)電源的13WLED燈泡，這款根據(jù)SSL2102的驅(qū)動(dòng)電源計(jì)劃選用了鋁電解電容。當(dāng)筆者問(wèn)及該燈泡的作業(yè)壽數(shù)時(shí)，鋁電解電容的作業(yè)壽數(shù)難題肯定會(huì)影響到整個(gè)LED燈泡的壽數(shù)，但能夠采納一些物理方法來(lái)減輕這個(gè)難題，如將鋁電解電容在PCB上方位接近燈尾，通常來(lái)說(shuō)，最接近LED光源有些的溫度最高，可到達(dá)100-200℃，散熱金屬外殼有些其次，通常為100℃左右，燈尾有些最低，通常為70℃左右，因而只需注重把鋁電解電容的方位接近燈尾，其壽數(shù)就不會(huì)衰減得太兇猛。咱們的試驗(yàn)標(biāo)明，它的壽數(shù)還可到達(dá)1萬(wàn)小時(shí)左右，相當(dāng)于10年使用時(shí)間，這關(guān)于通常家庭用戶來(lái)說(shuō)，十年換一次LED燈泡基本上是能夠承受的。

隨著美國(guó)環(huán)保署于2011年10月公布新版固態(tài)照明燈具及光源產(chǎn)品上市規(guī)范，業(yè)界指出，備受關(guān)注的LM-80的光衰測(cè)試，預(yù)計(jì)將從2012年4月起強(qiáng)制實(shí)施，在新規(guī)范上路后，未來(lái)北美市場(chǎng)燈具廠商將優(yōu)先采購(gòu)?fù)ㄟ^(guò)LM-80驗(yàn)證的LED產(chǎn)品，對(duì)于未受驗(yàn)證的臺(tái)灣LED封裝及晶粒廠，日后進(jìn)軍美國(guó)市場(chǎng)恐將遭受阻礙。
由于LM-80的光衰驗(yàn)證需經(jīng)過(guò)6,000小時(shí)測(cè)試，耗時(shí)長(zhǎng)達(dá)6~8個(gè)月，部分LED業(yè)界認(rèn)為，LED產(chǎn)品規(guī)格及技術(shù)日新月異，在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)數(shù)個(gè)月后，LED照明驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)可能又將改變，故對(duì)此認(rèn)證仍抱持存疑，不過(guò)工研= 表示，LM-80被視為進(jìn)入美國(guó)市場(chǎng)的入場(chǎng)券，廠商必須出具LM-80(LED流明維持率)試驗(yàn)的報(bào)告證書，才能取得能源之星標(biāo)章，北美照明工程學(xué)會(huì)(IES)也已訂出LM-80的光衰減檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，不僅為L(zhǎng)ED應(yīng)用產(chǎn)品提供量測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，也為消費(fèi)者提供品質(zhì)保證，將成為全球共通的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。

波長(zhǎng)：光的色彩強(qiáng)弱變化，是可以通過(guò)數(shù)據(jù)來(lái)描述，這種數(shù)據(jù)叫波長(zhǎng)。我們能見(jiàn)到的光的波長(zhǎng)，范圍在380至780nm之間，單位：納米（nm）。
亮度：亮度是指物體明暗的程度，定義是單位面積的發(fā)光強(qiáng)度，單位：尼特（nit）。
光強(qiáng)：指光源的明亮程度，也即表示光源在一定方向和范圍內(nèi)發(fā)出的可見(jiàn)光輻射強(qiáng)弱的物理量，單位：燭光（cd）。
光通量：光源每秒鐘所發(fā)出的可見(jiàn)光量之總和，單位：流明（Lm）。
光效：光源發(fā)出的光通量除以光源的功率，它是衡量光源節(jié)能的重要指標(biāo)，單位：每瓦流明（Lm/w）。
顯色性：光源對(duì)物體呈現(xiàn)的程度，也就是顏色的逼真程度，通常叫做"顯色指數(shù)"，室內(nèi)顯色性通常表示為Ra，以數(shù)值表示，Ra100為日光下的顯色性。
色溫：光源發(fā)射光的顏色與黑體在某一溫度下輻射光色相同時(shí)，黑體的溫度稱為該光源的色溫，只有白光才有色溫， 單位：開爾文（k）。

眩光：視野內(nèi)有亮度極高的物體或強(qiáng)烈的亮度對(duì)比，所造成的視覺(jué)不舒適稱為眩光，眩光是影響照明質(zhì)量的重要因素。
同步性：兩個(gè)或兩個(gè)以上LED燈在不規(guī)定時(shí)間內(nèi)能正常按程序設(shè)定的方式運(yùn)行，一般指內(nèi)控方式的LED燈，同步性是LED燈實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)變化的基本要求。
防護(hù)等級(jí)：IP防護(hù)等級(jí)是將燈具依其防塵、防濕氣之特性加以分級(jí)，由兩個(gè)數(shù)字所組成，第一個(gè)數(shù)字代表燈具防塵、防止外物侵入的等級(jí)（分0-6級(jí)），第二個(gè)數(shù)字代表燈具防濕氣、防水侵入的密封程度（分0-8級(jí)），數(shù)字越大表示其防護(hù)等級(jí)越高。
光周期：自然界或人造的能夠影響生物有機(jī)體的亮暗循環(huán)。
光度測(cè)量：根據(jù)給定的光效函數(shù)，如V(λ)和V’(λ)，測(cè)量輻射量的方法。
光強(qiáng)分布：光源或者燈具在空間各個(gè)方向的光強(qiáng)分布。
光強(qiáng)曲線圖（表）：光強(qiáng)由極坐標(biāo)或者圖表給出，表中的數(shù)值為光源在每1000流明光通時(shí)產(chǎn)生的光強(qiáng)。對(duì)于光強(qiáng)非對(duì)稱分布的情況，可采用兩個(gè)不同平面內(nèi)的光強(qiáng)分布圖來(lái)表示該燈具的光強(qiáng)分布情況。

LED照明燈具里，底燈，吊燈，投射燈等裝飾用，反射用途的LED照明燈具可以完全勝任于任何場(chǎng)合，包括美術(shù)館，博物館等對(duì)顏色度要求較高的場(chǎng)所。但是對(duì)于商場(chǎng)，寫字樓等大規(guī)模設(shè)施來(lái)說(shuō)，作為大范圍照明的LED燈具雖然已經(jīng)誕生，但是其指向性(LED芯片發(fā)出的光是直線，發(fā)散性不好)太高，造成大面積內(nèi)設(shè)計(jì)平均的照度很困難。燈管型LED照明燈具排列過(guò)密，設(shè)計(jì)成本過(guò)高，失去節(jié)能效果。因此，現(xiàn)階段裝飾用途場(chǎng)合，LED照明燈具完全可用，大面積室內(nèi)照明還不成熟。

當(dāng)前全球能源短缺的憂慮再度升高的背景下，節(jié)約能源是我們未來(lái)面臨的重要的問(wèn)題，在照明領(lǐng)域，LED發(fā)光產(chǎn)品的應(yīng)用正吸引著世人的目光，LED作為一種新型的綠色光源產(chǎn)品，必然是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)，二十一世紀(jì)將進(jìn)入以LED為代表的新型照明光源時(shí)代。LED球泡燈具與白熾燈比較，其最大的發(fā)展動(dòng)力就是節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢(shì)。前LED行業(yè)的快速發(fā)展，已經(jīng)使得部分LED照明產(chǎn)品價(jià)格低于白熾燈或等同的水平，使得普通百姓家都可以接受，而且亮度也優(yōu)于白熾燈泡。如：塑料球泡、貼片車鋁、筒燈等。如果做工程還是要選用一些優(yōu)質(zhì)的LED產(chǎn)品，在各方面保證它的穩(wěn)定性，當(dāng)然價(jià)格也會(huì)高一些。