2012年1月,美国《能源独立与安全法》(EnergyIndependenceandSecurityAct,EISA)规定,40瓦至100瓦之间的白炽灯泡必须达到一定的能效标准,从而促进了比白炽灯泡更有效的替代产品的广泛生产。最受欢迎的选择是节能灯(CFL)和LED灯。最初由于受价格和非自然光的颜色影响,LED灯难以获得消费者的认可。相比之下节能灯更便宜,但许多早期型号的节能灯在完全点亮之前都有时间延迟,而且它们含有有毒的汞元素。随着LED技术的进步和价格的下降,LED灯已经成为日常照明中销量增长最快的产品。
LED早在20世纪60年代就已出现。但直到2007年美国《能源独立与安全法》(EnergyIndependenceandSecurityAct,EISA )颁布后,企业才开始寻找用LED取代传统白炽灯的方法。
由于单个LED灯珠产生的光具有很强的方向性,因此需要几个LED灯珠组成陈列才会达到白炽灯的全方位照明的效果。LED发出多种颜色的光,但不是白色。为了给普通照明提供良好的白光,制造商要么将不同颜色的发光二极管混合在一起,使它们发出的光在混合后看起来是白色的,要么使用更通常的做法,在发光二极管上使用磷涂层。带有黄色荧光粉涂层的蓝色LED会产生蓝色和黄色的混合光,肉眼看来就像白光。LED灯泡有多种色温可供选择。色温(以开尔文为单位)可以用来比较光的颜色,如从蜡烛(1850开尔文)到日光(6500开尔文)的一系列光源。制造商产品说明书中会给出LED灯泡发出的光量(以流明为单位),通常会标出等效白炽灯的瓦数。
LED灯泡比传统的白炽灯节能75%~80%,使用寿命约为白炽灯的15倍(有些还要长得多)。节能灯的效率和LED灯差不多,但使用寿命只有白炽灯的10倍,还含有有毒的汞。
LED灯泡还需要一个适配器将家用交流电(AC)转换成直流电(DC)。尽管LED灯泡产生的余热比白炽灯少得多,但敏感的半导体通常仍需要一个散热器(一种导热材料,如金属)来散热。
本节及制作工艺将重点介绍LED灯泡。尽管白炽灯仍然存在,但LED灯是照明市场增长最快的光源。
在制造商弄清楚如何使LED产生真正的白光之前,他们依靠两种主要方法来将LED实际产生的光转换成一种适合照明的光。
一种方法是使用非白色的混合色来产生白光。红色到黄色光谱的LED通常由铝镓铟磷化物(AlGaInP)制成。氮化镓铟(InGaN)被用来制造能发出绿色和蓝色光的LED。
图1 一个组装的LED灯泡(左下),包括底部的电触头、螺旋帽、带有散热器的底座、扩散器圆顶(顶部)、驱动板和LED板(右下)。
第二种主要的方法是在灯泡内部涂上一层黄色的荧光粉,现在更多的是在发光二极管内部涂上一层黄色的荧光粉,这种荧光粉会吸收发光二极管中的一些光子(光粒子)并发射黄色的光子。这种方法使用的通常是紫外线或蓝色的氮化镓(GaN)或氮化镓铟(InGaN)。发光二极管发出的蓝色光和荧光粉发出的黄色光结合在一起,形成了理想的白色。荧光粉可能是含有锰、镧、钇铝石榴石(YAG)等稀土元素,以及氧化钡或氧化铝的混合物。
驱动板
1.一种印刷电路板(PCB),包括驱动多个灯泡的电路板。PCB安装在支架中,并使用自动贴片机应用表面贴装技术(**T)贴装元件。
2.仍然在一个PCB上贴装上元件的驱动板,移到自动焊接机焊接插脚点,同时将引线也焊接到每块板上。
3.现在,各个驱动板按预先刻划的线分隔开来。每个驱动板上有两根**的导线,分别连向灯泡电气底座,相反方向的两根导线连接到LED上。
LED板
