在電能源的使用中，照明用電占據了相當大的比例，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。隨著制造工藝水平的不斷提高，LED（發光二極管）也被廣泛用于各種照明領域。

　　LED 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、LED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、鹵鎢燈光效為12~24流明/瓦，熒光燈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光效經改良后將達到達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 采用直流驅動，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，約是熒光燈管的三分之一。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，而采用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

　　采用電子光場輻射發光，燈絲發光易燒、熱沉積、光衰減等缺點。而采用LED 燈體積小、重量輕，環氧樹脂封裝，可承受高強度機械沖擊和震動，不易破碎。LED 平均壽命達10 萬小時。用于照明的普通白光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.有利于環保

　　LED 為全固體發光體，耐震、耐沖擊不易破碎，廢棄物可回收，沒有污染。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，也便于安裝和維護。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凈收益期。

　　二、LED照明燈的制作

　　這里向大家介紹一款LED 照明燈的制作，我們首先大致了解一下白光LED 的特性。本款套件采用的是直徑5mm 的草帽頭白光LED，外形如圖1 所示。每只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 照明燈還是非常劃算的。

　　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。點亮后大致相當于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。燈底部采用與普通白熾燈一致的E27 規格螺紋口，便于安裝。采用磨砂燈罩，在保證較高透光率的同時，也使得直視LED 時不至于刺眼。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 為泄放電阻，C1 為降壓電容，其耐壓為400V.之后經W1 整流橋輸出直流電，再經R4 限流后，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 的沖擊。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涂了白色漆，可以增加反光效果。為方便用戶制作，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，確認位置正確后再焊接另一個引腳。焊接要干脆果斷，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

　　之后用導線將螺口、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。然后將固定架裝入燈體，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

　　最后將磨砂燈罩扣上，LED 就制成了。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，以及其他帶有可控硅控制的螺口燈座，不適合直接安裝本LED 燈。

　　元件清單表

　　三、關于LED的光衰

　　所謂光衰是指發光體經過一段時間使用后，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 小時后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后都會出現光衰，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后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 小時后光衰要保持小于5%，也就是說普通的節能燈在使用1000 小時后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，經過這么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后就發現不怎么亮了，而質量好的品牌的節能燈甚至在用到三年五年后亮度還是沒什么變化。 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后產生老化而至，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熒光粉會發黑，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，還有電路設計時要盡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，在它里面空穴占主導地位，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于這個晶片的時候，電子和空穴就會被推向量子阱，在量子阱內電子跟空穴復合，然后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 真的能達到這么長的壽命嗎，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系，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。