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LED手电筒是一种基于发光二极管(LED)作为光源的新型手电筒,因其高效、耐用和便携性而受到广泛青睐。LED的工作原理基于电子在不同能级间的跃迁,当电子从高能级跃迁至低能级时,能量转化为光子释放出来。在LED中,通过在PN结施加电压,促使电子在这个能级上跃迁并产生光,进而发光。 LED手电筒的发展历程始于1965年,当时的第一款商用LED由锗制成,价格高昂。随着技术进步,1968年出现了氮掺杂工艺,使得GaAsP器件的效率提升,能发出红光、橙光和黄光。进入70年代,LED开始广泛应用,价格下降,同时竞争激烈的显示技术如液晶、等离子和真空荧光管也开始崭露头角。随着蓝光LED的发明,LED手电筒的色彩表现力大大增强,能够实现全彩动态视频显示。 LED手电筒的主要优点包括: 1. 长寿命:LED的寿命通常在5到10万小时,远超传统钨丝灯。 2. 低发热:LED运行温度低,安全性高,不会过热导致损坏。 3. 快速响应:只需1微秒,无需预热,提高了使用安全性。 4. 节能:LED功率消耗低,节能环保。 5. 低压驱动:工作电压低,使用更安全。 LED手电筒有多种类型,如小巧钥匙扣型,适合临时应急照明;手动充电型,通过手摇或压动发电;还有采用多只电池的多灯头型,提供更强的照明效果。选择LED手电筒时,要考虑电池类型、电源配置以及使用场合,确保最佳的照明体验。例如,小巧型手电筒常使用AA或AAA电池,而手动充电型则提供了在无电源条件下的照明解决方案。 LED手电筒的广泛应用得益于其独特的技术和性能优势,不仅在日常生活、户外探险、应急救援等场景中发挥着重要作用,也在不断创新和改进中推动了照明技术的进步。
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LED 手电筒设计前期资料收集
一、原理及起源
LED 手电筒是以 LED(发光二极管)为光源的一种新型手电筒。因为 LED 具有高亮
度、低功耗、寿命长、尺寸小等特点,所以是随身照明的理想选择。
1.LED 发光原理
原子电子有很多能级,当电子从高能级向低能级跃迁时,电子的能量就减少了,
而减少的能量则转变成光子发射出去。大量的这些光子就是激光了。
LED 原理类似。不过不同的是,LED 并不是通过原子内部的电子跃变来发光的,
而是通过将电压加在 LED 的 PN 结两端,使 PN 结本身形成一个能级(实际上,是一
系列的能级),然后电子在这个能级上跃变并产生光子来发光的。
新型 LED 显示屏件有功耗低、亮度高、寿命长、尺寸小等优点, 全球第一款商
用化发光二极管(LED)是在 1965 年用锗材料作成的,其单价为 45 美元。
2.起源及发展
1968 年,LED 的研发取得了突破性进展,利用氮掺杂工艺使 GaAsP 器件的效率
达到了 1 流明/瓦,并且能够发出红光、橙光和黄色光。到 1971,业界又推出了具有相
同效率的 GaP 绿色裸片 LED。 1972 年开始有少量 LED 显示屏用于钟表和计算器。全
球首款采用 LED 的手表最初还是在昂贵的珠宝商店出售的,其售价竟然高达 2,100 美
元。几乎与此同时,惠普与德州仪器也推出了带 7 段红色 LED 显示屏的计算器。 到
20 世纪 70 年代,由于 LED 器件在家庭与办公设备中的大量应用,LED 的价格直线下
跌。事实上,LED 是那个时代主打的数字与文字显示技术。然而在许多商用设备中,
LED 显示屏也逐渐受到了来自其它显示技术的激烈竞争,如液晶、等离子体和真空荧
光管显示器。
这种竞争性激励 LED 制造商进一步拓展他们的产品类型,并积极寻求 LED 具有
明显竞争优势的应用领域。此后 LED 开始应用于文字点阵显示器、背景图案用的灯栅
和条线图阵列。数字显示屏的尺寸和复杂度在不断增长,从 2 位数字到 3 位甚至 4 位,
从 7 段数字到能够显示复杂的文字与图案组合的 14 或 16 段阵列。到 1980 年制造商开
始提供智能化的点阵 LED 显示屏。 这一技术进步使 LED 能够应用于室外运动信息发
布以及汽车中央高位安装停止灯(CHMSL)设备。高亮蓝色 LED 的发明使真彩广告显
示屏的实现成为可能,这样的显示屏能够显示真彩、全运动的视频图像。 蓝光
LED 的出现使人们还能利用倒行转换的磷光材料将较高能量的蓝光部分地转换成其它
颜色。现在仅用 LED 光源就能完全覆盖 CIE 色度曲线中的所有饱和颜色,并且各种颜
色 LED 与磷的有机整合几乎能够毫无限制地产生任何颜色。 在可靠性方面,LED 的
半衰期(即光输出量减少到最初值一半的时间)大概是 1 万到 10 万小时。相反,小型指
示型白炽灯的半衰期(此处的半衰期指的是有一半数量的灯失效的时间)典型值是 10 万
到数千小时不等,具体时间取决于灯的额定工作电流。
二、LED 手电筒的优点(优势)
1、led 超长使用寿命,一般可达到 5~10 万小时以上,比传统钨丝灯寿命高出
5~10 倍。
2、冷光,发热度低,不会损坏灯座,安全性高。
3、反应速度快,耐冲撞,耐候性佳,体积小,易小型轻量化。
4、省电,节能,低消耗功率,绿色环保材质。
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HaoHuoBanJinYuan
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