目前，由于我國各地域人口分布不均勻造成節能減排的宣傳工作不夠深刻和全面，進而能源的浪費現象普遍存在，據統計我國每年能源浪費量足以維持我國1/3以上的工業部門運行一年。若能能減少這一部分能源的浪費，并輸送給西部將能緩解能源的突出問題。我國人口眾多，在照明上浪費的電能占浪費能源的絕大多數的比重。所以解決能源浪費的切入點從照明上入手能取得較大的成效。

1、各燈具發光原理

1.1白熾燈的發光原理

白熾燈是由發光用的金屬鎢絲與電源相接，同時為了防止鎢絲被空氣氧化而用玻璃器具將其隔離形成燈泡，在燈泡內部一般將空氣抽出形成真空或者在其內部充入惰性氣體。白熾燈的工作原理是將電能轉換成光能同時伴隨著熱能的釋放，工作過程是電能通過導線傳輸到燈泡內部的鎢絲上，電能被轉換成熱能，將鎢絲加熱到非常高的溫度。在這個過程中由于溫度比較高就會激發鎢絲元素原子的核外電子，使得這些電子變得更加活躍向較高能量的外層躍遷，當電子再次向內層電子移動時能量就會被釋放，釋放的形式主要是以光電子的形式釋放即光的形成。

1.2日光燈的發光原理

日光燈管實際上就是一根玻璃燈管，在燈光兩端安裝上燈絲，同時在內壁涂有一層均勻的熒光粉，日光燈管內充入少量的惰性氣體和水銀蒸汽，燈光兩端裝有由鎢絲制作而成的燈絲，燈絲表面涂有容易激發電子的氧化物。當鎢絲上有電流流過時，燈絲受熱就會在燈管內發射電子，隨著溫度的上升，水銀就會汽化蒸發。在這個過程中，只要在燈管兩端加上合適的電壓，日光燈管內的惰性氣體就會出現電離的情況，進而管內的惰性氣體就有放電情況過渡到水銀蒸汽放電的過程。在這個過程中，管內的氣體是可以導電，氣體導電時發出不可見的紫外線光，照射在管內的熒光粉上時，產生可見光。

1.3普通節能燈的工作原理

普通型節能燈實際上就是日光燈的升級版燈具，它是一種緊湊型、自帶整流器的日光燈。工作原理是在燈亮時電流通過電子鎮流器給燈絲加熱，燈絲在兩端就會發射電子，電子處于活躍狀態會在管內和惰性氣體相碰撞，這些惰性氣體進過碰撞之后重新獲得能量進而與汞原子碰撞，同理汞原子碰撞獲得能量后產生電離，電離產生的紫外線照射在熒光粉上，使得管壁內部的熒光粉發出可見光。

1.4LED節能燈的工作原理

LED是英文lightemittingdiode（發光二極管）的縮寫，主要是由Ⅲ—Ⅳ族化合物制作而成，發光二極管的核心部分是由P型和N型半導體組成晶片的過渡層—PN結。所以，它具有P-N結的電壓電流特性即正向導通、反向截止和擊穿特性。同時還具有一些獨特的性質即在一定的條件下具有發光特性，發光的原理主要是在正向電壓情況下，電子由N區注入P區相反空穴由P區注入N區，在這個過程中注入的少數載流子會與多數載流子復合，復合時會將剩余的能量以光子的形式釋放出來，從而實現了將電能轉換為光能的過程。

2、各燈具的特點比較

2.1白熾燈的特點

1）白熾燈發光的同時伴隨著大量熱能的損失，消耗的電能較多，發光效率較低。2）由于工作時伴隨著大量的熱能產生，內部燈絲的壽命比較短同時由于燈泡是玻璃制品在運輸不方便容易破碎。3）白熾燈發出光的顏色比較單一，適用性不強，受電壓影響比較大。

2.2日關燈的特點

1）部件較多，任何一個部件不能夠正常工作時都會影響日光燈的工作情況，所以故障幾率大。2）日光燈的燈絲相比白熾燈，工作溫度更低，所以成本較大，但是壽命相對較長。3）功率受到限制，不能做太大因此一般只能適用于一般家庭適用場合不大。4）日光燈發光是閃爍的會出現頻閃的現象，長期處在這種環境下眼睛會出現疲勞，增大事故發生的可能。

2.3普通節能燈的特點

1）由于燈管內部有汞，汞是一種具有劇毒的物質，在生產過程和使用中容易產生汞污染。2）易碎品，在運輸和安裝過程中有一定的難度。3）綜合起來不省錢。

2.4LED節能燈的特點

1）LED發光過程中沒有產生額外的熱能，光電轉換效率理論上達到100%減少了傳統燈具發光過程中產熱環節因此節省了很大的電能。2）發光二極管可以工作在高速狀態下，普通的燈具如果頻繁的啟動或關斷燈絲就會發黑很容易燒毀。3）二極管采用固態的封裝，對于安裝和運輸都及其方便，工作壽命長。

3、家用節能的驗證

舉例：1.0m的普通日光燈與1.0mLED節能燈2年的消費情況對比。

假若每天照明工作要進行15小時，普通日光燈的使用壽命平均為2年，LED節能燈平均工作壽命為6年，經過調查12W的LED節能燈光照強度與60W的普通日光燈相當。電費按照1元/千瓦時，每天使用50只。日光燈的成本為15元/只，LED節能燈100元/只。所以有以下對比。

3.1 一年后的電費對比

1）普通日光燈：365*15*0.06*1*50=16425元。

2）LED節能燈：365*15*0.012*1*50=3285元。

3.2 兩年后的電費對比

1）普通日光燈：16425*2=32850元。

2）LED節能燈：3285*2=6570元。

3.3使用維修費

1）普通日光燈：300元。

2）LED節能燈：0元。

3.4總費用對比

1）普通日光燈：32850+300+15*50=33900元。

2）LED節能燈：6570+100*50=11570元。

綜上對比分析：①不用一年的時間使用LED節能燈具代替普通日光燈就可以從節省的電能中回收成本；②2年后節省的電費大約是2萬元。

4、單片機控制的LED節能燈的實現

基于LED節能燈可以工作在高速狀態下，同時電流在達到一定范圍是亮度基本上沒有變化。根據這一特性可以用單片機產生PWM來控制LED的通斷，只要高低電平的時間足夠短，由于LED有亮變暗的過程需要一定時間，所以這樣光照的亮度基本上是不變化的，在這樣的情況下可以進一步提高LED節能燈的節能效果。

LED節能燈是一種綠色節能環保、無污染的新一代照明器件，可以工作在惡劣的環境下而不影響照明狀態，顏色種類多樣可以滿足各種場所。政府大力推廣LED節能燈的使用以及出臺免費使用的優惠政策，增大宣傳力度、提高節能減排意識。