LED燈

LED 燈是指利用發光二極體（LED）作為光源的燈，一般使用半導體 LED 落去做。LED 燈的壽命佮發光效率會當達到白刜燈的幾倍，和一體式螢光燈相比嘛懸袂少，其中 Cree 等廠家更加是號做會當達到三百流明 / 瓦特的效率。

單粒發光二極體的光度比傳統白刜燈佮省電火誠低，所以一个電火珠仔通常會包含偌粒發光二極體。近年，二極體技術提懸，高功率、高光度的發光二極體陸續上市，予這類的電火球仔漸漸有取代其他傳統的光源之勢。已經有廠商推出單粒設計的照明用高功率 LED 晶片，只要一百瓦的電力，就會當發出七 , 五百二十七流明的光度。除了用於專為 LED 所設計的燈具外，LED 嘛會當加裝轉換電路佮相關的穩定裝置了後，做佮其他光源兼容的電火球仔，安裝佇傳統光源的燈具內底。

因為二極體是使用直流電（DC）驅動，所以乎 LED 電火珠內通常設有電路，以共日常使用的交流電（AC）轉做是直流電，以供電予泡內的 LED。此外，溫度若害去 LED，故 LED 電火珠仔一般會配以散熱片等散熱配件。LED 電火球仔壽命長、能源效益懸，主要欠點佇初期的買賣成本比螢光燈等傳統照明光源閣較懸。

技術簡介

一般照明會使用白光，由無仝的波長的光所組成。猶毋過 LED 只會發出波長相機足少的光，有帶色水。無仝的 LED，其半導體材料的能縫無仝，有發出無仝色的光。欲製造白光 LED，有兩个方法：將紅、綠佮藍三色的 LED 透濫，抑是用磷來轉變了的色水。

第一種方法（RGB-LEDs）用幾粒 LED，逐粒發出無仝的波長的光，LED 間波長相距離足少的，所以形成一條白光譜。其優點是逐粒 LED 的光度會當獨立調校，造出無仝色，毋過製作成本誠懸。

第二項方法（螢光粉轉換白光發光二極體 ( pcLEDs）， 利用短波長 LED（通常是藍或紫外光）， 磷會吸收部份藍光，發出一个闊光譜的白光。這个原理佮螢光燈利用磷發出白光相仝。這个方法成本較低，演色性指數 ( CRI）懸，毋過袂當凊彩改變其發光特性，而且會當減低效能。這種燈具價數低而且表現中等，這種技術今定用佇一般照明。

趕動電路

LED 是一个低電壓的半導體產品，過懸的電壓會致使䆀，袂當直接由標準的交流電驅動，需要額外電路來控制電壓佮電流供應。這个電路包括相連紲的二極體佮電阻，以控制電壓的極性佮限制電流。

毋過這款方法會當加的電壓轉化為熱來流失。共彼偌粒 LED 串聯會當減少電壓損失，但是一粒 LED 這故障則是規捾袂發光。幾捾的 LED 會並聯使用，按呢閣較拍算加可靠。現實中，三捾抑是講以上的 LED 會並聯使用。

用佇咧居家佮辦公場所的照明時陣，一粒燈內底會偌粒 LED，以解決單粒 LED 光度不足的問題。若使用色水濫做伙的方法，造成色水分佈無平均。因為調較出來的白光 LED 的色水平衡並毋是最佳。而且，無仝種的 LED 的老化速度攏會無仝款，亦會致使無平均的色水輸出。一粒電火球仔內底通常包括一組 LED、趕動的電子電路、一塊散熱片佮光學零件（如玻璃）。

基本電路

一般照明 LED 燈，會包括多粒 LED，並以下三種基本接法連接起來。

串聯

數粒 LED 共串聯起來，干焦一个電阻限制電流。一粒 LED 開路故障的時陣，規个電路就變斷路，規捾袂使發光；短路故障的時陣，其他 LED 的電流電壓均會增加。

並聯

數粒 LED 並聯起來，逐粒 LED 攏需要一个電阻限制電流。每一粒 LED 攏是獨立驅動。開路故障的時陣，其他 LED 會使正常發光；短路故障的時陣，這个電路變做短路，袂發光。

透濫

透濫著串聯佮並聯的方法，由一个串聯電路，包含了數個並聯的部分。短路故障的時陣，就算講有一粒 LED 發生故障，其他 LED 猶原會維持發光；開路故障的時陣，除了故障的閣聯部份外會維持發光。

雖然上述的電路會當佇某寡 LED 故障的時陣發光，但是因為故障的時陣其他 LED，攏會超過額定的電流電額，會減低壽命，故上好拄著故障的時陣規个組件換掉。

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額定正電壓

物理條件：Ta＝二十五孵氏度 If＝二十 mA。

• 紅色 LED：Vf : 二嬸一-二孵六 V
• 青色 LED：Vf : 三孵三-三更九 V
• 藍色 LED：Vf : 三孵二-四配零 V
• 白色 LED：Vf : 三孵一-四配零 V

省電

LED 燈比一般家用的鎢絲燈省電懸百分之六十。

應用

一般佮特殊照明均會當使用 LED 燈。傳統的色水光燈通常是佇發出白光的電火頂，加上濾鏡喔，隔行其他的色水所造成，致使能源效益低下。猶毋過 LED 會當發出單色光啊，免濾鏡喔。

佮螢光燈相比並，LED 燈無含汞、即開即光、定定開嘛無損壽命，猶閣有較歹拍破，攏比螢光燈較優勝。

白光 LED 燈壽命長、相對用電少。LED 體積細，設計燈具的時陣毋但閣較𩚨，而且用較細的反射鏡佮透鏡，就會當簡單會當共光分佈予平均，甚至袂減低能源效益。

LED 燈無玻璃管，內底的零件貯予穩妥，袂受震盪和挵的影響。有一寡驅動電路的設計，可使 LED 燈調節光暗，而且所需要電流無下限，嘛會當維持燈的運作，故事調節的範圍真大。

色透濫 LED 會當利用轉變無仝色的光度比例，故事會當隨意調校出濟種色水，用來製造各種色水的電火。佮其他的照明技術相比並，LED 的光照射角度一般較細。這種特性有好有䆀，視需要而定。當光需要散開的時陣，著愛另外加設散光器，抑是用幾粒仔 LED 崁無仝位。

植物用燈

二空一空年，LED 電火成做園藝界佮農業的熱門話題。美國國家航空佮太空總署率先佇太空使用 LED 燈栽種，其後一家用佮商業的室內園藝嘛綴咧。這寡種作專用燈經特別設計，其光波拄仔好葉綠素吸收的波長，促進生長的地，亦減少植物無吸收的光波所造成的浪費。佇咧可見光譜內底，光合作用干焦需要紅藍兩色，所以這燈的設計攏有這兩種色水。比起較仝類的產品，這是 LED 燈能提供仝款的光度、無需要安定器、而且發熱比氣體放電火減少，用佇室內種作十分的適合。發燒少有法度減少蒸散作用，對減少灌溉的次數。

家用 LED 燈

LED 電球

足濟的 LED 燈均會當取代的螺仔旋式列燈抑是省電火球仔，由五鋪四十瓦特，佇低功率的刜刜燈，到六十瓦特（干焦需要七瓦特電力）。 截至二空一空年，有的電火甚至會當取代閣較懸功率的電火球仔，譬如講一粒十三瓦特的燈泡就和一百瓦特別列燈的光度相招（一般得著列燈光效標準，大約是十四至十七流明 / 瓦特，視其大細佮電壓咧定著。根據歐盟標準，一粒和六十瓦專門炎燈等效的「節能電球」，上無愛會當輸出八百空六流明）。

多數的 LED 電球仔攏是設計甲袂曉調暗的，但是亦有一寡會當配合調光器操作，而且光照角度較狹。由二空一空年起，遮的電火開始予三十至五十箍的價數落價。LED 電火球仔比省電火球仔閣較省電，若散熱合宜，壽命長達到三允點鐘。列燈仝款攏干焦一千點鐘壽命，省電火泡亦只有大約八千點鐘。故 LED 電火球仔會當使用大約二十五至三空年，而且光度的隨年月的衰減真少。能源之星標準訂明燈泡使用六千點鐘後，光度衰減應該佇咧百分之十之內，上䆀袂使超過百分之十五。無像螢光燈，LED 燈泡攏是無汞的。LED 電火泡嘛有無仝款色緻選擇。價數雖然較懸，毋過電力佮維護費用較低，可互相抵消。

LED 燈管

將 LED 封裝做傳統螢光燈管型式的 LED 燈管這幾年也慢慢仔開始普遍。

佮傳統的電火相比是，LED 電火無需要起動器佮安定器，能源效率較懸。

特殊用途

白光 LED 電火珠仔足有效能的，佇低功磨的市場（如手電仔、太陽能花園燈佮人行道燈、跤踏車燈等）有領導地位。單色 LED 燈定定用來造交通燈佮節日燈飾。

二空一空年代起，汽車佮鐵枝路車輛的燈具嘛漸漸使用 LED 燈，一寡較懸價車款的頭燈嘛漸漸以 LED 燈取代傳統鹵素燈佮懸強度氣體放電火（HID 燈）。

侷限

• 散熱需求懸

散熱不良的狀況之下，LED 的壽命會大幅度減少。

• 高初期的成本

LED 價數懸，雖然講成本可能會較低，但是較懸的初期成本降低矣 LED 的普及率。

• 演色性有待加強

螢光燈無啥法度完全取代白刜燈的重要原因就是因為螢光燈演色性無好（白列燈是連紲而且平滑溜光譜，演色性指數（CRI）接近一百，按呢光線嘛有較健康護目的特色；其他人工光源多屬發射光譜，足歹取代的白刜燈佮日頭）。 目前中低階 LED 的演色性甚至閣低於螢光燈。大概需要用波長組合的方式來類比。

• 容易有無法度智覺毋過真傷目睭的低頻閃爍

真濟價數低的 LED 產品，是採用低頻 PWM 的方式來調節金度，螢光燈使用這種調光方式相對較無遐爾傷眼，因為螢光燈有餘輝效應，但是無餘輝效應的 LED 電火使用低頻 PWM 伊調光就真傷目睭。足濟無法度調整焦度的低價 LED 照明，其規流變壓電路過粗坯、造成閃爍爍，嘛是足傷眼。

• 無法度融雪

LED 燈的發熱低於多數傳統戶外光源，咧落雪、凍雨佮米雪的情況落顛倒會造成安全問題。

• 效率愛等加強

LED 佇低光度下效率誠好，但是當功率攑懸，效率就較無遐好，尤其是中低階的大功率 LED 照明，效率猶是比袂著 T 五燈管。

• 生產是誤差大

仝一批生產的 LED，逐粒 LED 之間的特性（光度、色水、偏壓…等）嘛有相當大的精差，著愛開銷相當成本分出各種 LED。

• 光害問題

二空一七年乎，台灣雲林縣道路兩爿的 LED 路燈，就照明過了、時間過長，衍生光害危機，令作物誤將冬季掠做夏季，所以稻仔若無愛結穗、包心白菜袂包、番麥閣懸閣粗閣無結果、菠薐仔菜稈干焦抽懸、無長葉仔。

• 混亂生意時鐘

LED 街燈的色溫懸（甚至是白色的）、 演色性較低，懸色溫代表包含藍光比例愈懸，毋是低色溫的低演色光線是藍光比例較懸；反觀傳統街燈的演色性雖罔差，煞干焦暗淡的黃光、會使講無含藍光的。懸色溫的藍光佮白光會予人腦誤叫是講這馬是日時，LED 街燈效率雖然懸，但是白光 LED 街燈的流行毋但會改變夜景、嘛提懸健康風險；若用低色的溫度、高演色性的 LED 街燈，對生意時鐘的影響就比較低。

標準

台灣

• CNS 一爿四千一百十五-安定器內藏式發光二極體電火珠仔（一般照明用）— 安全性要求
• CNS 一爿五千四百三十六-安定器內藏式發光二極體電火珠仔（一般照明用）— 安全性要求
• CNS 一爿五千五百九十二-光源佮光源系統之光生物的安全性
• CNS 一爿五千六百三十-一般照明用安定器內藏式 LED 電球（供應電壓大過五十 V）— 性能要求
• CNS 一爿五千六百六十三-電機電子類設備降低限用化學物質含量指引

延伸閱讀

• Light Emitting Diodes , Second edition by E . F . Schubert ( Cambridge University Press , 二千空六 ) ISBN 空九五百二十一鋪八鋪六千五百三十八鋪七

外部連結

• e-lumen . eu–a website from the European Commission about the second generation of energy-saving lightbulbs
• Notes on LEDs , gizmology . net
• LED Wall Washer Lights , wispuled . com
• U . S . Department of Energy , Using Light Emitting Diodes
• U . S . Department of Energy , Solid-State Lighting GATEWAY Demonstration Results
• Detailed spectra plots , of hundreds of LEDs etc , ledmuseum . home . att . net
• Efficient LED lighting in conjunction with low-voltage domestic solar PV and mains , earth . org . uk
• " Fans of L . E . D .'s Say This Bulb's Time Has Come " New York Times , July 二十八 , 兩千空八