led节能灯设计与智能亮度控制的开发(1)

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1、LED节能灯设计与智能亮度控制的开发摘要：目前世界各国都在政府的大力资助下加快推进LED节能灯取代传统照明灯的步伐。从1998年发白光的LED开发成功，仅十几年时间，市场上已有白光LED的手电筒、在矿上有白光LED的矿灯,不仅亮度好,而且节电。虽然家用LED节能灯目前还没有上市,而且目前只能生产小功率的灯泡,且价位还较高,普通家庭还难以接受。但随着半导体材料及工艺技术的进步,LED家用节能灯的性能会很快进入市场,价格也会不断地下降,它将逐步地进入千家万户,给您带来节电、明亮的新的光源。为了推动LED节能灯的发展，我将用25颗散

2、光型白色高亮度LED组装一枚节能灯，以确定LED节能灯取代传统照明灯的可行性。为了更加节能环保，我将结合智能开发系统，根据光线的强度、红外和温度变化，来实现此节能灯的自动开关、自动调节亮度。我采用单片机C8051F020为系统控制核心，安装了光强传感器，红外无线感应器，采用DS18B20为温度传感器，使系统具有光强、温度、红外3种感应开关控制LED节能灯，再加上过压、过流保护措施，进一步提高节能效率并保证照明系统的正常工作。此外，系统还使用液晶实现LED照明工作信息的外部显示。该系统可应用于如楼道照明、工作照明、设备照明等很多

3、场合。关键词：LED节能灯自动控制光强温度红外一、LED节能灯简介1、LED发光原理LED俗称发光二极管，是一种半导体固体发光器件。它是利用固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射，直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。2、LED的发展上个世纪60年代，科技工作者利用半导体PN结发光的原理，研制成了LED发光二极管。当时研制的LED，所用的材料是GaASP，其发光颜色为红色。经过近30年的发展，现在大家十分熟悉的LED，已能发出红、橙、黄、绿、蓝等多种色光。最初LED仅14用

4、作仪器仪表的指示光源，后来各种光色的LED在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用，产生了很好的经济效益和社会效益。通常LED能直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光，但对于一般照明而言，人们更需要白色的光源。经过多年研究，人们在1998年发白光的LED开发成功。这种LED是将GAN芯片和YAG（钇铝石榴石）封装在一起做成的。芯片GAN发蓝光，高温烧结制成的YAG荧光粉受此蓝光激发后发出黄色光射，峰值达550nm。蓝光LED基片安装在碗形反射腔中，覆盖以混有YAG的树脂薄层，约200-500nm。LED基片发出的蓝光部

5、分被荧光粉吸收，另一部分蓝光与荧光粉发出的黄光混合，最终可以得到得白光。现在，对于白色LED，通过改变YAG荧光粉的化学组成和调节荧光粉层的厚度，可以获得色温在3500-10000K的各色白光。这种通过蓝光LED得到白光的方法，构造简单、成本低廉、技术成熟度高，因此运用最多。然而照明需用的白色光LED仅在近年才快速发展起来，目前白色LED发光效率已经突破120LM/W，是白炽灯15LM/W的8倍，是荧光灯50LM/W的2倍多。LED的光谱中没有紫外线和红外线成分，所以不会发热，不产生有害辐射。而且LED的光通量半衰期大于5万小

6、时，可以正常使用20年，器件寿命一般都在10万小时以上，是荧光灯寿命的10倍，是白炽灯的100倍，所以基本不会损坏，这种灯具具有非常好的节能长寿命特性，随着白色LED价格的不断降低，LED节能灯不但在节日彩灯装饰中广泛应用，而且逐步延伸到路面照明、民用照明等低照度要求的领域，全面进入实用化，并且在环保方面废弃物可以回收，没有荧光灯的贡污染问题，是国家重点发展的产业项目。发展空间无限，市场价值巨大。3、研发意义及背景LED灯相对于其他光源有寿命长、发光效率提高空间大的优势，并且LED灯由于采用物理P-N结的冷发光原理，使得LED

7、节能灯灯转化效率高，发光效率从2002年的25流明/瓦提高到2007年75流明/瓦，而发光成本将从2002的200美元/千流明降低到2007年的20美元/千流明、最重要的是LED节能灯不存在汞灯污染源，被誉为绿色环保的照明能源，符合当今世界主题。目前LED节能灯最高发光率为200流明/瓦，其寿命理论值达到10万小时，远远高于其他光源产品。是未来世界必用主流产品。目前世界各国都在政府的大力资助下加快推进LED节能灯取代传统照明灯的步伐、日本、美国、欧盟、韩国、中国台湾和中国政府都制定了相应的发展计划。中国为节约能源、实现经济和社

8、会的可持续发展，于2007年6月3日制定《节能减排综合性工作方案》半导体照明产业顺应了节能减排的宏观政策。从2005年开始科技部批准了大连、厦门、上海、南昌、深圳等五个半导体照明产业基地，之后在2007年和2008年相继批准石家庄、扬州等两个半导体照明产业基地，在政策、税收和