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Las lámparas incandescentes están equipadas con filamentos de tungsteno, con una eficiencia luminosa de 10 a 15 lm / w, una temperatura de color de unos 2800k, un buen color y una vida útil nominal de 1000 horas. China ya tiene una serie de productos de diferentes Potencias de 15w a 1000w. Hay dos formas de portalámparas, el tipo de tornillo y el tipo de bayoneta. Comúnmente utilizado en la iluminación general interior, pero también en la iluminación exterior con requisitos de iluminación más Bajos. Las lámparas incandescentes reflectantes emiten haces de luz direccionales y tienen una alta utilización de la energía luminosa, que generalmente se utilizan en escaparates, salas de exposiciones y lugares que requieren focos.
Las lámparas halógenas de tungsteno contienen filamentos de tungsteno y están llenas de una cierta cantidad de yodo y bromo o sus compuestos. Las lámparas de halógeno de tungsteno utilizan el principio de reacción química circular de halógeno de tungsteno, lo que reduce en gran medida la evaporación del alambre de tungsteno y el grado de ennegrecimiento de la bombilla. La eficiencia luminosa y la vida útil nominal de las lámparas halógenas de tungsteno son más altas que las lámparas incandescentes. Las lámparas de halógeno de tungsteno a menudo se hacen en tubos, con un tamaño pequeño, una potencia de 35W a 1000w, una temperatura de color de 2700 a 3300k, un buen color, una vida útil nominal de aproximadamente 1500 horas y un flujo de luz estable. Se utiliza principalmente para la iluminación interior clave.
Las lámparas fluorescentes son una buena fuente de iluminación interior, con una eficiencia luminosa mucho mayor que las lámparas incandescentes, generalmente de 30 a 60 lm / w, y una alta eficiencia luminosa de hasta 90 lm / W. Los colores de luz de las lámparas fluorescentes son solar, blanco frío y blanco cálido. Las lámparas fluorescentes de alto color utilizan polvo fluorescente de tres colores básicos, con un índice de color de más de 80 y una vida útil de 1500 a 5000 horas. Al usarlo, debe estar equipado con el lastre y el arranque correspondientes. Las lámparas fluorescentes de alto color se utilizan principalmente para la iluminación de fábricas de impresión y teñido, imprentas, centros comerciales y estudios de televisión con altos requisitos de color. Las lámparas fluorescentes rectas tienen una potencia de 6 a 40 W y pueden alcanzar hasta 125 W. esta lámpara Zui es adecuada para la iluminación de salas de construcción, grandes tiendas y talleres de mecanizado de precisión. Para mejorar el rendimiento de la iluminación, se pueden utilizar lámparas fluorescentes de forma especial (como lámparas fluorescentes de anillo) como fuente de luz. También se utilizan ampliamente lámparas fluorescentes compactas de ahorro de energía recién creadas con pequeño tamaño y alta eficiencia luminosa en la iluminación Interior.
Lámparas de descarga de gas de alta intensidad, lámparas de mercurio de alta presión, lámparas de haluro metálico, lámparas de sodio de alta presión, etc. Este tipo de lámparas tienen alta potencia, alta eficiencia luminosa, larga vida útil, estructura compacta y pequeño tamaño. La mayor parte se utiliza para la iluminación al aire libre en carreteras, plazas, campos deportivos, etc., así como para la iluminación interior de fábricas, gimnasios, auditorios y grandes centros comerciales con techos medianos y altos.
① lámpara de mercurio de alta presión: incluye lámpara de mercurio de alta presión fluorescente y lámpara de mercurio de alta presión autopropulsada, con una potencia de 50w a 1000w, una eficiencia luminosa de 40 a 50lm / w, un índice de color de 40 a 45 y una vida útil nominal de 5000 horas.
② lámparas de haluro metálico: similares a las lámparas de mercurio de alta presión, se añaden haluros metálicos a los tubos emisores de luz, por lo que la eficiencia luminosa se mejora a 60 a 120lm / w, el índice de color se aumenta a 60 a 85, y la vida útil nominal es de 7000 a 10000 horas.
③ lámpara de descarga de vapor de sodio de alta presión: lámpara de descarga de vapor de sodio de alta presión, que emite luz en blanco dorado, la eficiencia luminosa es tan alta como 90 a 140 lm / w, la temperatura de color es de unos 2000k, la diferencia de color, el índice de color es de 20 a 25, la vida útil nominal es de 12000 horas y la Potencia es de 35 a 1000w.
Lámpara de descarga de vapor de sodio de baja presión, la luz es amarilla pura, la eficiencia luminosa es tan alta como 130 a 200 lm / w, la Potencia es de 18 a 200 w, el color es pobre, adecuado para la iluminación de carreteras.
En el desarrollo de los LED de alta potencia de color blanco, se mezclan los atributos básicos entre los LED ordinarios y los LED blancos, y se transfieren erróneamente las ventajas de los LED ordinarios a los LED blancos, creyendo erróneamente que la vida útil y la eficiencia luminosa de los LED blancos pueden ser las mismas que las de los LED ordinarios, sobreestimando su eficiencia luminosa y deificando su función en el campo de las fuentes de luz eléctricas.
El mecanismo de luminiscencia de los LED de color blanco (lámparas fluorescentes semiconductoras):
Figura 1 mecanismo de luminiscencia de los LED de color blanco (lámparas fluorescentes semiconductoras)
Como se puede ver en la figura 1, los LED de color blanco (lámparas fluorescentes semiconductoras) son la luz blanca emitida por el polvo fluorescente alrededor del nudo PN de luz Azul. por lo general, las lámparas fluorescentes son iluminadas por el polvo fluorescente estimulado por la luz ultravioleta dentro del tubo. en el principio de iluminación, son * consistentes, como se muestra en La figura 2. la diferencia es que el filamento de las lámparas fluorescentes ordinarias es reemplazado por el nudo PN de luz Azul.
Figura 2 principio de luminiscencia de las lámparas fluorescentes ordinarias
Los principios de iluminación de las lámparas LED y las lámparas incandescentes y de descarga de gas que utilizamos son muy diferentes. La luminiscencia espontánea de los LED se debe a la combinación de electrones y agujeros. este mecanismo de luminiscencia de la Unión P - N de semiconductores determina que emite luz monocromática, sin la posibilidad de producir luz blanca con líneas espectrales continuas, y es imposible producir más de dos tipos de luz monocromática de alto brillo con un solo led. Si se necesita que los LED produzcan luz blanca, solo es posible que los LED emitan luz azul primero, y luego utilicen polvo fluorescente para producir indirectamente un espectro de banda ancha para sintetizar la luz blanca.
El proceso de convertir alguna forma de energía en energía luminosa es un proceso de conversión cuántica que cumple con la Ley de conservación de energía. La eficiencia cuántica, la tasa de extracción cuántica y el espectro de energía de los fotones radiados en el proceso de luminiscencia determinan la eficiencia luminosa del proceso. Cuanto más procesos de conversión cuántica experimente la fuente de luz blanca cuando funcione y mayor sea la pérdida de energía, menor será la eficiencia luminosa.
Aunque la eficiencia de conversión cuántica del proceso de recombinación de transportistas cuando los LED emiten luz es muy alta. Sin embargo, es necesario utilizar polvo fluorescente para la segunda conversión cuántica para convertirlo en led blanco, por lo que la eficiencia cuántica y la tasa de extracción cuántica se reducen considerablemente, lo que limita la mejora de la eficiencia luminosa de los LED blancos.
Aunque todo tipo de lámparas fluorescentes, incluidas las lámparas fluorescentes infinitas de alta frecuencia, son lámparas de descarga de baja presión, que utilizan la radiación de resonancia del mercurio para convertir la energía eléctrica en energía de radiación, debido a que esta línea espectral de resonancia se encuentra en la zona ultravioleta, es necesario utilizar polvo fluorescente para realizar una segunda conversión cuántica para convertirse en luz visible, mientras que la segunda eficiencia de conversión cuántica es solo del 46%, y la absorción de polvo fluorescente reduce la tasa de extracción cuántica, por lo que el proceso de conversión cuántica secundaria continua limita la eficiencia luminosa de las lámparas fluorescentes a unos 90 a 100 lm / w, y su límite de estructura y material en la actualidad Es difícil de superar los 120 lm / W.
También vale la pena señalar que el Centro de luminiscencia de la fuente de luz convencional se encuentra en el Centro de la lámpara, la radiación óptica se distribuye uniformemente en el ángulo tridimensional de 4pi, en línea con el espacio de irradiación, y la tasa de extracción cuántica es cercana. Los LED son una fuente de luz sólida plana, sólo los fotones externos (2pi ángulo tridimensional o ángulo más pequeño) pueden emitir, por lo que la mayoría del 50% de los fotones de radiación interna de los LED convencionales desaparecen en el interior del chip para calentarse, y la tasa de extracción cuántica es muy baja; La ventana de salida del LED es de varias capas de diferentes medios sólidos, con una gran densidad de partículas, un gran coeficiente de absorción de fotones cuando se propagan en ella, y la reflexión en la interfaz cruzada de diferentes capas intermedias también reduce su tasa de extracción cuántica. Estas características de los LED de la estructura actual son inalterables, por lo que la mejora de la eficiencia luminosa está limitada. No se ilusiona con que la eficiencia luminosa de los LED de luz blanca aumente a más de 140 lm / w, a menos que se trate de un LED de luz amarilla monocromático u otro LED de estructura completamente nueva, como: si se puede desarrollar un LED de tres niveles de energía (rojo, verde y azul), este semiconductor n o Semiconductor P de Este LED tiene más de tres niveles de energía de donante o receptor diferentes, cuando el portador está compuesto, produce directamente la proporción adecuada de fotones rojos, verdes y azules, emitiendo así directamente luz blanca. Ahorrar el segundo proceso de conversión cuántica del polvo fluorescente puede mejorar en gran medida la eficiencia luminosa led. Sin embargo, las características de la luminiscencia unilateral de los LED son inalterables, y el factor que limita la mejora sustancial de la eficiencia luminosa solo puede tratar de reducirse y no puede cancelarse.
Es necesario reducir la composición de la luz azul en el espectro LED de luz blanca, aunque esto reducirá su eficiencia luminosa, y demasiada luz azul puede causar fatiga visual y dañar la película visual. Antes de mejorar esto, era difícil entrar en el hogar a gran escala para competir con las lámparas fluorescentes compactas.
La alta eficiencia luminosa de Zui de los LED blancos (lámparas fluorescentes semiconductoras) que analizan esta estructura actual desde cualquier punto de vista nunca puede superar los 140 lm / W. Según las pruebas, la eficiencia total de conversión de fotones de Zui de las fuentes de Luz LED de luz blanca (lámparas fluorescentes semiconductoras) actualmente disponibles en el mercado está entre el 15% y el 25%, y la eficiencia luminosa es de unos 45 a 80 lm / w, y la eficiencia luminosa real a menudo es inferior a 60 lm / W cuando Se trabaja de manera estable. Los informes de que los LED blancos (lámparas fluorescentes semiconductoras) han alcanzado una eficiencia luminosa de 160lm / W o 200lm / W no son confiables, tal vez sus pruebas hayan cometido un error, y en cuanto a las predicciones de 400ml / w, absurdas para los LED blancos (lámparas fluorescentes semiconductoras), incluso los LED amarillos con una longitud de onda de emisión central de 555 se han perdido demasiado.
En el futuro, el verdadero LED blanco debe ser un LED blanco que encapsula chips LED rojos, verdes, azules o más colores para producir luz de color blanco, que ahorrará el proceso de conversión de la iluminación secundaria del polvo fluorescente, aumentará la eficiencia de la luz en más del 15%, alcanzará una eficiencia de 150 - 160lm / w, reduciendo al mismo tiempo La luz azul dañina; Se han mejorado los problemas de deterioro óptico y fiebre de los chips. este verdadero LED blanco todavía tiene muchos cuellos de botella técnicos. se necesita mucho tiempo para resolver estos problemas técnicos. La figura 3 indica este método.
Figura 3 método para producir LED de luz blanca
Debido a que el mecanismo de luminiscencia de las lámparas fluorescentes semiconductoras es la luminiscencia de los fósforos, su eficiencia luminosa y propiedades como el envejecimiento de la luz están limitadas por los fósforos, y sus resultados deben ser similares a los de las lámparas fluorescentes. La figura 4 muestra un gráfico comparativo de la decadencia de las lámparas fluorescentes semiconductoras y las lámparas fluorescentes ordinarias, y se puede ver que las lámparas fluorescentes semiconductoras no son muy diferentes de las lámparas fluorescentes ordinarias. La figura 5 muestra la comparación de la decadencia de las luces fluorescentes LED y semiconductores de diferentes colores, por lo que se puede ver que las lámparas fluorescentes semiconductoras ya no tienen muchas ventajas de los led.
Figura 4 Comparación de la decadencia de las lámparas fluorescentes semiconductoras y las lámparas fluorescentes ordinarias
Figura 5 Comparación de la decadencia de las luces fluorescentes LED y semiconductores de diferentes colores
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