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摘 要：文章介绍了LED的特点、用途及其在节约电力方面的突出作用、发展前景，提出了在煤矿中如何推广使用LED。
关键词：LED；性能特点；应用；节电
LED（Lighting Emitting Diode）即发光二极管，是一种半导体固体发光器件。它是利用固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射，直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。
发光二极管的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片，在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层，称为p-n结。在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。目前，发光半导体材料主要由III-V族元素组成，例如磷化镓（GaP）、砷化镓（GaAs），氮化镓等等。
1 LED特点
LED的内在特征决定了它是用最理想的光源去代替传统的光源，有着广泛的用途。
（1）体积小。LED基本上是一块很小的晶片被封装在环氧树脂里面，所以它非常的小，非常的轻。
（2）耗电量低。高节能：LED耗电非常低，一般来说LED的工作电压是2 V～3.6 V。工作电流是0.02 A～0.03 A。这就是说：它消耗的电不超过0.1 W。
（3）使用寿命长。在恰当的电流和电压下，LED高亮度、低热量，比HID或白炽灯更少的热辐射，有人称它为长寿灯，意为永不熄灭的灯。
（4）环保。LED是由无毒的材料制成，不像荧光灯含水银会造成污染，同时LED也可以回收再利用。
（5）坚固耐用。LED是被完全的封装在环氧树脂里面，它比灯泡和荧光灯管都坚固。灯体内也没有松动的部分，这些特点使得LED可以说是不易损坏的。同时LED可控性强，可以实现各种颜色的变化。
基于LED光源的以上优点，笔者认为应当推广使用LED，以此达到节约电力资源的目标。
2具体应用
2.1 用作信号灯
LED信号灯较传统信号灯有着明显的优势：
（1）由于LED发出的光束是向前的并具有一定发散角，这样就可以不必像白炽灯需要加装反光碗。而且LED本身发出的是色光，可根据实际情况随意调节设置所需颜色，达到区别辨识的不同目的，减少重复设置多色彩灯的麻烦，提高光利用率。
（2）工作寿命长，为5～10年，维修保养费用低。而传统信号灯每年至少需要更换3～4次，维修保养费用高，需要耗费相当的人力和精力钻研此项工作。
（3）功耗小，一般约仅为白炽灯光源信号灯的10%～20%，这一点是符合国家的相关能源政策。
（4）由于單个LED仅为整个信号灯灯盘中特殊的一个发光单元，只要信号灯线路板设计合理，即使个别LED烧毁，也不会影响别的LED发光单元，从而影响信号灯整体效果。
2.2用在照明领域
2.2.1耗电量少
LED单管功率0.03 W～0.06 W，采用直流驱动，单管驱动电压1.5 V～3.5 V，电流15 A～18 A，反应速度快，可高频操作。在同样照明效果的情况下，耗电量是白炽灯泡的1/8，荧光灯管的1/2，初步估计，如采用光效比荧光灯还要高两倍的LED替代该矿一半的白炽灯和荧光灯，每年可节约35%的现用照明电量。
2.2.2使用寿命长
普通照明光源采用电子光场辐射发光，有灯丝发光易烧、热沉积、光衰减等缺点。而采用LED灯体积小、重量轻，环氧树脂封装，可承受高强度机械冲击和震动，不易破碎，平均寿命达10万h。
2.2.3安全可靠性强
发热量低，无热辐射，冷光源，可以安全触摸；能精确控制光型及发光角度，光色柔和，无眩光；不含汞、钠元素等可能危害健康的物质。内置微处理系统可以控制发光强度，调整发光方式，实现光与艺术结合。
2.2.4有利于环保
LED为全固体发光体，耐震、耐冲击不易破碎，废弃物可回收，没有污染。光源体积小，可以随意组合，易开发成轻便薄短小型照明产品，也便于安装和维护。
3应用前景
LED应用前景广阔，就拿白光LED来讲，不过在讲白光LED之前，我们先看看目前所用的照明灯光源的状况：白炽灯和卤钨灯，其光效为12 lm/W～24 lm/W；荧光灯和HID灯的光效为50 lm/W～120 lm/W。对白光LED：光效为15 lm/W～50 lm/W，比一般家用白炽灯或卤钨灯相近甚至还高，这完全能达到照明领域的需要。而且随着LED照明的技术日趋完善，逐步发展到大功率的LED，采用大功率LED为光源，人的视觉效果柔和、均匀，并且大功率LED均采用恒流驱动，无频闪，长时间工作环境下眼睛没有疲劳感，是未来绿色照明产品。
众所周知，目前中国能源日益紧缺，然而LED照明可大大达到节电目的，据有关资料理论测算，全国只要有1/3的白炽灯被LED灯取代，每年就能为国家节省用电近1 000亿度，相当于一个三峡工程的年发电量。根据其节电的理论原理，如果用该矿民用电测算，如果全矿一年能有30%的民用照明使用LED，一年就能节约民用电费的60%，相当可观。同时，从另外一个角度讲，我们的电目前也是用煤发电，如果节电了，在某种程度上讲，也节约了煤资源，而且发电煤所产生的二氧化碳、二氧化硫的污染也得到了有效解决，起到了保护环境的目的。
基于以上的原因，笔者建议在煤矿企业推广使用LED，以达到节约电力资源的目的，同时可以兼顾环境保护。
关键词：LED；性能特点；应用；节电
LED（Lighting Emitting Diode）即发光二极管，是一种半导体固体发光器件。它是利用固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射，直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。
发光二极管的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片，在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层，称为p-n结。在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。目前，发光半导体材料主要由III-V族元素组成，例如磷化镓（GaP）、砷化镓（GaAs），氮化镓等等。
1 LED特点
LED的内在特征决定了它是用最理想的光源去代替传统的光源，有着广泛的用途。
（1）体积小。LED基本上是一块很小的晶片被封装在环氧树脂里面，所以它非常的小，非常的轻。
（2）耗电量低。高节能：LED耗电非常低，一般来说LED的工作电压是2 V～3.6 V。工作电流是0.02 A～0.03 A。这就是说：它消耗的电不超过0.1 W。
（3）使用寿命长。在恰当的电流和电压下，LED高亮度、低热量，比HID或白炽灯更少的热辐射，有人称它为长寿灯，意为永不熄灭的灯。
（4）环保。LED是由无毒的材料制成，不像荧光灯含水银会造成污染，同时LED也可以回收再利用。
（5）坚固耐用。LED是被完全的封装在环氧树脂里面，它比灯泡和荧光灯管都坚固。灯体内也没有松动的部分，这些特点使得LED可以说是不易损坏的。同时LED可控性强，可以实现各种颜色的变化。
基于LED光源的以上优点，笔者认为应当推广使用LED，以此达到节约电力资源的目标。
2具体应用
2.1 用作信号灯
LED信号灯较传统信号灯有着明显的优势：
（1）由于LED发出的光束是向前的并具有一定发散角，这样就可以不必像白炽灯需要加装反光碗。而且LED本身发出的是色光，可根据实际情况随意调节设置所需颜色，达到区别辨识的不同目的，减少重复设置多色彩灯的麻烦，提高光利用率。
（2）工作寿命长，为5～10年，维修保养费用低。而传统信号灯每年至少需要更换3～4次，维修保养费用高，需要耗费相当的人力和精力钻研此项工作。
（3）功耗小，一般约仅为白炽灯光源信号灯的10%～20%，这一点是符合国家的相关能源政策。
（4）由于單个LED仅为整个信号灯灯盘中特殊的一个发光单元，只要信号灯线路板设计合理，即使个别LED烧毁，也不会影响别的LED发光单元，从而影响信号灯整体效果。
2.2用在照明领域
2.2.1耗电量少
LED单管功率0.03 W～0.06 W，采用直流驱动，单管驱动电压1.5 V～3.5 V，电流15 A～18 A，反应速度快，可高频操作。在同样照明效果的情况下，耗电量是白炽灯泡的1/8，荧光灯管的1/2，初步估计，如采用光效比荧光灯还要高两倍的LED替代该矿一半的白炽灯和荧光灯，每年可节约35%的现用照明电量。
2.2.2使用寿命长
普通照明光源采用电子光场辐射发光，有灯丝发光易烧、热沉积、光衰减等缺点。而采用LED灯体积小、重量轻，环氧树脂封装，可承受高强度机械冲击和震动，不易破碎，平均寿命达10万h。
2.2.3安全可靠性强
发热量低，无热辐射，冷光源，可以安全触摸；能精确控制光型及发光角度，光色柔和，无眩光；不含汞、钠元素等可能危害健康的物质。内置微处理系统可以控制发光强度，调整发光方式，实现光与艺术结合。
2.2.4有利于环保
LED为全固体发光体，耐震、耐冲击不易破碎，废弃物可回收，没有污染。光源体积小，可以随意组合，易开发成轻便薄短小型照明产品，也便于安装和维护。
3应用前景
LED应用前景广阔，就拿白光LED来讲，不过在讲白光LED之前，我们先看看目前所用的照明灯光源的状况：白炽灯和卤钨灯，其光效为12 lm/W～24 lm/W；荧光灯和HID灯的光效为50 lm/W～120 lm/W。对白光LED：光效为15 lm/W～50 lm/W，比一般家用白炽灯或卤钨灯相近甚至还高，这完全能达到照明领域的需要。而且随着LED照明的技术日趋完善，逐步发展到大功率的LED，采用大功率LED为光源，人的视觉效果柔和、均匀，并且大功率LED均采用恒流驱动，无频闪，长时间工作环境下眼睛没有疲劳感，是未来绿色照明产品。
众所周知，目前中国能源日益紧缺，然而LED照明可大大达到节电目的，据有关资料理论测算，全国只要有1/3的白炽灯被LED灯取代，每年就能为国家节省用电近1 000亿度，相当于一个三峡工程的年发电量。根据其节电的理论原理，如果用该矿民用电测算，如果全矿一年能有30%的民用照明使用LED，一年就能节约民用电费的60%，相当可观。同时，从另外一个角度讲，我们的电目前也是用煤发电，如果节电了，在某种程度上讲，也节约了煤资源，而且发电煤所产生的二氧化碳、二氧化硫的污染也得到了有效解决，起到了保护环境的目的。
基于以上的原因，笔者建议在煤矿企业推广使用LED，以达到节约电力资源的目的，同时可以兼顾环境保护。