在電能源的使用中，照明用電佔據了相當大的比例，我們現在常用的日光燈、節能燈等燈具，較之早先的普通白熾燈，在發光效率上有了很大提高，得到了廣泛的應用。隨著製造工藝水平的不斷提高，LED（發光二極體）也被廣泛用於各種照明領域。
本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/167795.htmLED 具有更高的發光效率，更低的耗電量，使用壽命也更長，在城市亮燈工程和家居照明當中起到了非常好的效果。在當前能源緊缺的環境下，LED 節能技術將成為一項很重要的發展方向。我們國家已經啟動了半導體照明工程，將其作為新一代的綠色照明光源進行開發和推廣。
一、LDE照明優點
1.發光效率高
LED經過幾十年的技術改良，其發光效率有了較大的提升。白熾燈、滷鎢燈光效為12~24流明/ 瓦，螢光燈50~70流明/瓦，鈉燈90~140流明/瓦，大部分的耗電變成熱量損耗。LED光效經改良後將達到達50~200流明/瓦，而且其光的單色 性好、光譜窄，無需過濾可直接發出有色可見光。目前，世界各國都在提高LED光效方面進行研究，在自己動手組裝LED照明燈不遠的將來其發光效率還將有更 大的提高。
2.耗電量少
LED 採用直流驅動，單管驅動電壓1.5~3.5V,電流10~18mA,反應速度快，可工作在較高頻率。
同樣照明效果的情況下，耗電量約是白熾燈泡的十分之一，約是螢光燈管的三分之一。以橋梁護欄燈為例，同樣效果的一支日光燈含鎮流器損耗其耗電要40 多瓦，而採用LED 每支的功率只有10~15W,無需鎮流器，而且可以七彩變化。
3.使用壽命長
採用電子光 場輻射發光，燈絲髮光易燒、熱沉積、光衰減等缺點。而採用LED 燈體積小、重量輕，環氧樹脂封裝，可承受高強度機械衝擊和震動，不易破碎。LED 平均壽命達10 萬小時。用於照明的普通白光LED 有效使用壽命也在2 萬小時以上，號稱零光衰的專用照明LED 則壽命更長。 LED 燈具使用壽命可達5~10 年，可以大大降低燈具的維護費用，避免經常換燈之苦。
4.安全可靠性強
發熱量低，無熱輻射，冷光源，能控制光型及發光角度，光色柔和，無眩光；不含汞、鈉元素等可能危害健康的物質。
5.有利於環保
LED 為全固體發光體，耐震、耐衝擊不易破碎，廢棄物可回收，沒有汙染。光源體積小，可以隨意組合，易開發成輕便薄短小型照明產品，也便於安裝和維護。當然，節 能是我們考慮使用LED 光源的最主要原因，也許LED 光源要比傳統光源昂貴，但是用一年時間的節能收回光源的投資，從而獲得4~9 年中每年幾倍的節能淨收益期。
二、LED照明燈的製作
這裡向大家介紹一款LED 照明燈的製作，我們首先大致了解一下白光LED 的特性。本款套件採用的是直徑5mm 的草帽頭白光LED,外形如圖1 所示。每隻LED 額定電壓為3.0~3.2V,亮度為1400~1600mcd,額定工作電流20mA.當工作電流較小一些時，發光效率較高一些，溫升也越低，其有效的光 源壽命可在2 萬小時以上。（因為隨使用時間增加，LED 會因為光衰而導致亮度逐漸降低，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，超出這個時間，LED 雖然還能點亮，但亮度過低，從而失去實用價值。）而普通的節能燈的使用壽命也只有5000 小時左右，普通白熾燈泡的壽命只有1000小時左右，從更換燈泡的成本和所節約的電費來看，使用LED 照明燈還是非常划算的。
圖1 草帽頭白光LED外形
成品LED 燈如圖2 所示。全燈實測功耗約為3.3W 左右。點亮後大致相當於40W 白熾燈的亮度，與7-9W 的節能燈亮度相當，連續點亮24 小時，耗電也不足0.08 度，具有顯著的節能效果。燈底部採用與普通白熾燈一致的E27 規格螺紋口，便於安裝。採用磨砂燈罩，在保證較高透光率的同時，也使得直視LED 時不至於刺眼。本款LED 燈適合在書桌、床頭、廚房、衛生間、公共樓道等區域不太大的地方作為照明使用。
圖2 成品LED燈
電路原理圖如圖3 所示。220V 市電先經過C1、R2 阻容降壓，其中R2 為洩放電阻，C1 為降壓電容，其耐壓為400V之後經W1 整流橋輸出直流電，再經R4 限流後，送給60 只串聯在一起的LED.因為阻容降壓接LED 的負載不是純電阻，而是近似穩壓管特性，按此原理圖參數選擇元件，流經LED 的電流大約為13mA.C2 是濾波電容，可以防止開燈瞬間時的大電流對LED 的衝擊。R1 是NTC 熱敏電阻，當電路出現意外狀況導致電流增大時，其阻值變大，促使電流降低，從而起保護作用。
圖3 電路原理圖
LED 燈的主要零配件如圖4 所示。LED 共配有60+2 只，其中2 只是備件。焊裝LED 的圓形印板的元件面加塗了白色漆，可以增加反光效果。為方便用戶製作，套件出廠時已將螺紋口內部的220V引線通過專用工具壓接好，可以避免該引線脫落而引發意外。
圖4 LED 燈的主要零配件
下面開始組裝，可先焊裝LED 燈板。LED 的長引腳是正極，短引腳是負極。圓形印板上LED 符號帶有陰影的一端是負極。因為LED 是低壓低電流的高敏感的電子元件，白光LED 對靜電十分敏感，如被靜電損害，會顯示一些不良特性，如漏電電流增加，在測試時不亮或發光不正常，因此在焊接時一定要做好防靜電保護，操作者應佩帶防靜電手環，以防止靜電對LED 帶來的損害。要選用不漏電的30W 尖頭電烙鐵焊接，可以先焊好LED 的一個引腳觀察LED 的位置，如果不正可以融化焊錫時扶正，確認位置正確後再焊接另一個引腳。焊接要乾脆果斷，焊接時間不能過長，應控制在2 秒以內，否則LED有可能被焊壞。對照符號一一將LED 焊裝在圓形印板上，焊好的外觀如圖5 所示。
圖5 焊好的外觀
接下來焊接驅動板，空板圖6 所示，對照原理圖的元件編號，將元件一一焊裝在驅動板上，焊好的驅動板如圖7 所示。
圖6 空板圖
圖7 焊好的驅動板圖
之後用導線將螺口、驅動板、LED 燈板連接起來，將螺口的中間點引線與驅動板的C1 相接，螺紋部分的引線與R1 相接。驅動板輸出+和-分別與LED 燈板的+、-相接，注意：驅動板的輸出引線要先穿過固定架，再與LED 燈板相接。
如圖8 所示。
圖8
將驅動板裝入燈體內，用熱融膠槍將驅動板的四角與燈體固定。沒有熱融膠槍的用戶，可以將套件內的膠塊用刀割成四小塊，用電烙鐵加熱膠塊固定驅動板。然後將固定架裝入燈體，沿著燈體內的槽旋轉固定架，使固定架的四翼正好進入槽內。如圖9 所示。
圖9
用螺絲穿過LED 燈板的中間孔與固定架緊固，如圖10 所示。
圖10
最後將磨砂燈罩扣上，LED 就製成了。如圖11 所示。
圖11
將組裝好的LED 燈安裝在普通螺口燈座上，就可以享受既節能又環保的新型燈具帶來的不一樣的體驗了。
提示：帶有調光功能、聲控控制的，以及其他帶有可控矽控制的螺口燈座，不適合直接安裝本LED 燈。
元件清單表
三、關於LED的光衰
所謂光衰是指發光體經過一段時間使用後，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 小時後發光效率下降的百分比，我們通常都很了解，家用的照明燈具在使用一段時間後都會出現光衰，節能燈，日光燈燈都會有光衰，通常我們使用的節能燈和日光 燈在使用一段時間後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 小時後光衰要保持小於5%,也就是說普通的節能燈在使用1000 小時後的亮度要能達到初始亮度的95% 以上。 所以節能燈的光衰是和節能燈的品質密切相關的，經過這麼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後就發現不怎麼亮了，而 質量好的品牌的節能燈甚至在用到三年五年後亮度還是沒什麼變化。 這一點足以證明燈具的光衰完全體現在燈具的品質上。
發光體之所以有光衰，是因為大部分發光體的材質在經過長時間工作後產生老化而至，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螢光粉會發黑，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，還有電路設計時要儘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。
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，在它裡面空穴佔主導地位，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於這個晶片的時候，電子和空穴就會被推向量子阱，在量子阱內電子跟空穴複合，然後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 真的能達到這麼長的壽命嗎，按照這樣的壽命計算LED 燈具真能用到幾十年不壞嗎？ 根據實驗室證明所謂的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係，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3~5 萬小時就已經不錯了。所以LED 光衰的速度和LED 的壽命是成反比的，只有控制了光衰才真正達到了超長的壽命。