led設計與應用--畢業(yè)論文

XXXXXXXXXXXXXXXXXXX畢業(yè)設計（論文）LED課程課件設計學院（系）電子信息工程專業(yè)電子信息工程技術學號XXXXXXXXX學生姓名XXXXXX指導教師XXXXXX畢業(yè)設計（論文）任務書學生姓名XXXX專業(yè)班級電子信息工程技術3班指導教師XXXX工作單位設計論文題目課程課件開發(fā)設計（論文）主要內容LED課程課件開發(fā)要求完成的主要任務1、了解課程課件開發(fā)需要的材料，完成開題報告。2、熟悉軟件使用方法。3、整理搜索到的可利用的資料。4、構建課件框架，制作課件PPT。5、完成LED課件開發(fā)論文（設計說明書）。必讀參考資料LED照明設計與應用（日）LED照明推進協(xié)會編指導教師簽名系主任簽名職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）開題報告1、目的及意義（含國內外的研究現狀分析）利用人機交互的功能，不斷幫助和鼓勵學生學習，給學生廣闊的思維空間，發(fā)揮他們的創(chuàng)造性。交互性既有利于教師掌握學生的學習情況，調整學習內容，安排學習計劃，也有利于學生的自學。課件設計時應充分體現這一點。2、基本內容和技術方案以LED為相關課題的PPT設計。POWERPOINT設計與應用3、進度安排第周查閱相關文獻資料，明確研究內容，了解研究所需。確定方案，完成開題報告。第周。第周。第周完成并修改畢業(yè)論文。第周準備論文答辯。4、指導教師意見。學生的調研是否充分基本內容和技術方案是否已明確是否已經具備開始設計（論文）的條件能否達到預期的目標是否同意進入設計（論文）階段。指導教師簽名年月日摘要近年來，LEDLIGHTINGEMITTINGDIODE,發(fā)光二極管電子顯示屏作為一種高科技產品日益引起人們的重視。它可以實時顯示或循環(huán)播放文字、圖形和圖像信息，具有顯示方式豐富、觀賞性強、顯示內容修改方便、亮度高、顯示穩(wěn)定且壽命長等多種優(yōu)點，被廣泛應用于商業(yè)廣告、體育比賽、交通信息報導等諸多領域。這次我們要做的是關于LED課程課件設計，運用的軟件有POWERPOINT，WORD等等。關鍵詞LED發(fā)光二極管ABSTRACTINRECENTYEARS,EMITTINGDIODELEDTHEAMBIENCE,EMITTINGDIODEELECTRONICDISPLAYSCREENASAHIGHTECHPRODUCTINCREASINGLYATTRACTEDPEOPLESATTENTIONITCANREALTIMEDISPLAYORLOOPINGTEXT,GRAPHICSANDIMAGEINFORMATION,HASDISPLAYEDRICHANDAPPRECIATIONOFSTRONG,DISPLAYCONTENTMODIFYCONVENIENT,HIGHBRIGHTNESS,SHOWSTABLEANDLONGSERVICELIFEETCVARIOUSADVANTAGES,ISWIDELYUSEDINCOMMERCIALADVERTISING,SPORT,TRAFFICINFORMATIONREPORTS,ETCTHISTIMEWEWANTTODOISABOUTLEDCOURSECOURSEWAREDESIGN,THEUSEOFTHESOFTWAREHASPOWERPOINT,WORD,ANDSOONKEYWORDSLEDLIGHTINGEMITTINGDIODE目錄引言6一課件設計相關知識介紹711LED的歷史712LED的特性813LED的應用設計121關于LED的選擇和關注要點172課件設計相關介紹2521相關軟件簡介2522軟件使用2523課件資料選擇253課件設計感言26參考文獻27附錄28引言20世紀60年代問世的LED在短短的30多年里，取得飛速發(fā)展。第一批產品出現在1968年，工作電流20MA的LED的光通量只有千分之幾流明。相應的發(fā)光效率為01LM/W，而且只有一種光色為650NM的紅色光。20世紀70年代初該技術進步很快，發(fā)光效率達到1LM/W，顏色也擴大到紅色、綠色和黃色。LED從誕生至今以每10年亮度提高20倍，價格降低為原來的1/100的速度在發(fā)展。伴隨著新材料的發(fā)明和光效的提高，單個LED光源的功率和光通量也在迅速增加。原先，一般LED的驅動電流僅為20MA。到了20世紀90年代，一種代號為“水虎魚”的LED光源的驅動電流增加到50MA70MA，而代號為“梭子魚”的LED光源的驅動電流達到300MA500MA。特別是1998年白光LED的開發(fā)成功，使得LED應用從單純的標識顯示功能向照明功能邁出了實質性的一步。LED光源與傳統(tǒng)光源相比較，具有如下的優(yōu)點超長壽命，可達幾萬小時，傳統(tǒng)光源一般為幾千小時；結構堅固，沒有鎢絲、玻殼等容易損壞的部件，具有極高的抗震性能；響應速度快，光通上升時間短；對點燈線路要求低，易實現調光和智能控制；耐開關沖擊，適用于頻繁開關場合；高效節(jié)能，現有光效已超過白熾燈，理論光效可達200LM/W；不含汞、鉛等有害物質，沒有污染，綠色環(huán)保。一課件設計相關知識介紹11LED的歷史全球第一款商用化發(fā)光二極管LED是在1965年用鍺材料作成的，其單價為45美元。隨后不久MONSANTO和惠普公司也推出了用GAASP材料制作的商用化LED。這些早期的紅色LED每瓦大約能提供01流明LUMENS的輸出光通量，比一般的60至100瓦白熾燈的15流明要低上100倍。1968年，LED的研發(fā)取得了突破性進展，利用氮摻雜工藝使GAASP器件的效率達到了1流明/瓦，并且能夠發(fā)出紅光、橙光和黃色光。到1971，業(yè)界又推出了具有相同效率的GAP綠色裸片LED。1972年開始有少量LED顯示屏用于鐘表和計算器。全球首款采用LED的手表最初還是在昂貴的珠寶商店出售的，其售價竟然高達2,100美元。幾乎與此同時，惠普與德州儀器也推出了帶7段紅色LED顯示屏的計算器。到20世紀70年代，由于LED器件在家庭與辦公設備中的大量應用，LED的價格直線下跌。事實上，LED是那個時代主打的數字與文字顯示技術。然而在許多商用設備中，LED顯示屏也逐漸受到了來自其它顯示技術的激烈競爭，如液晶、等離子體和真空熒光管顯示器。全球第一款商用化發(fā)光二極管LED是在1965年用鍺材料作成的，其單價為45美元。隨后不久MONSANTO和惠普公司也推出了用GAASP材料制作的商用化LED。這些早期的紅色LED每瓦大約能提供01流明LUMENS的輸出光通量，比一般的60至100瓦白熾燈的15流明要低上100倍。1968年，LED的研發(fā)取得了突破性進展，利用氮摻雜工藝使GAASP器件的效率達到了1流明/瓦，并且能夠發(fā)出紅光、橙光和黃色光。到1971，業(yè)界又推出了具有相同效率的GAP綠色裸片LED。1972年開始有少量LED顯示屏用于鐘表和計算器。全球首款采用LED的手表最初還是在昂貴的珠寶商店出售的，其售價竟然高達2,100美元。幾乎與此同時，惠普與德州儀器也推出了帶7段紅色LED顯示屏的計算器。到20世紀70年代，由于LED器件在家庭與辦公設備中的大量應用，LED的價格直線下跌。事實上，LED是那個時代主打的數字與文字顯示技術。然而在許多商用設備中，LED顯示屏也逐漸受到了來自其它顯示技術的激烈競爭，如液晶、等離子體和真空熒光管顯示器。全球第一款商用化發(fā)光二極管LED是在1965年用鍺材料作成的，其單價為45美元。隨后不久MONSANTO和惠普公司也推出了用GAASP材料制作的商用化LED。這些早期的紅色LED每瓦大約能提供01流明LUMENS的輸出光通量，比一般的60至100瓦白熾燈的15流明要低上100倍。1968年，LED的研發(fā)取得了突破性進展，利用氮摻雜工藝使GAASP器件的效率達到了1流明/瓦，并且能夠發(fā)出紅光、橙光和黃色光。到1971，業(yè)界又推出了具有相同效率的GAP綠色裸片LED。1972年開始有少量LED顯示屏用于鐘表和計算器。全球首款采用LED的手表最初還是在昂貴的珠寶商店出售的，其售價竟然高達2,100美元。幾乎與此同時，惠普與德州儀器也推出了帶7段紅色LED顯示屏的計算器。到20世紀70年代，由于LED器件在家庭與辦公設備中的大量應用，LED的價格直線下跌。事實上，LED是那個時代主打的數字與文字顯示技術。然而在許多商用設備中，LED顯示屏也逐漸受到了來自其它顯示技術的激烈競爭，如液晶、等離子體和真空熒光管顯示器。這一技術進步使LED能夠應用于室外運動信息發(fā)布以及汽車中央高位安裝停止燈CHMSL設備。1990年，業(yè)界又開發(fā)出了能夠提供相當于最好的紅色器件性能的ALINGAP技術，這比當時標準的GAASP器件性能要高出10倍。今天，最亮的材料應是透明基底ALINGAP。在1991年至2001年期間，材料技術、裸片尺寸和外形方面的進一步發(fā)展使商用化LED的光通量提高了將近20倍。12LED的特性121基本特性1、使用壽命長發(fā)光二極管的使用壽命在10萬小時以上2、響應速度快這是半導體器件共有的特點3、可視距離遠LED的單點直徑可達52MM，可視距離500米以上4、規(guī)格品種多LED顯示屏有室內的、戶外的，有單色的、雙色的、全彩色的5、數字化程度高全數字化，可實現高分辨率圖形方式6、亮度高可用于戶外，如交通燈、防霧燈等。并且亮度可以根據晴天和陰天或上午、下午的不同亮度需求自動靈活調節(jié)7、可視角度大室內顯示屏可達160度，戶外的可達120度8、功耗低每平方米最大功耗不超過800W戶外顯示屏主要用于城市廣場、商業(yè)步行街、會展中心等公共場所顯示各種信息。它具有以下技術特點1、效果卓越采用動態(tài)掃描技術，畫面穩(wěn)定，無雜點，圖像效果細膩、清晰動畫效果生動、多樣；2、視頻效果流暢、逼真3、技術先進戶外顯示屏采用靜態(tài)驅動，非線性色差矯正技術的采用使得顏色均勻4、維修方便模塊化設計，安裝，維護方便，可帶電維修5、質量優(yōu)良采用進口發(fā)光材料，高品質IC芯片，無噪聲大功率電源6、格式靈活可由用戶任意編排顯示模式7、內容豐富可顯示文字、圖表、圖像、動畫、視頻信息8、信息量大顯示的信息量不受限制9、使用計算機進行控制，操作方便靈活，畫面清晰穩(wěn)定。10、色彩豐富鮮艷，圖像亮度高，顏色可以分為單色、三色或65536色和真彩色。11、既可以顯示文字又可以顯示圖形圖像，字體字型變化豐富。12、視角范圍大，在陽光直射的情況下，室外顯示屏上的圖像在150米范圍內仍清晰可見。13、視頻功能先進，顯示屏除可顯示圖文信息之外，還可外接DVD等設備，播放電視畫面。14、顯示屏聯(lián)網利用一臺微機可以同時控制多個顯示屏顯示不同內容，顯示屏可脫機工作。15、顯示屏配套軟件齊全，性能優(yōu)良，使用方便，穩(wěn)定可靠。122測量相關1、光參數介紹LED的光學參數中重要的幾個方面就是光通量、發(fā)光效率、發(fā)光強度、光強分布、波長。A發(fā)光效率和光通量發(fā)光效率就是光通量與電功率之比。發(fā)光效率表征了光源的節(jié)能特性，這是衡量現代光源性能的一個重要指標。B發(fā)光強度和光強分布LED發(fā)光強度是表征它在某個方向上的發(fā)光強弱，由于LED在不同的空間角度光強相差很多，隨之而來我們研究了LED的光強分布特性。這個參數實際意義很大，直接影響到LED顯示裝置的最小觀察角度。比如體育場館的LED大型彩色顯示屏，如果選用的LED單管分布范圍很窄，那么面對顯示屏處于較大角度的觀眾將看到失真的圖像。而且交通標志燈也要求較大范圍的人能識別。C波長對于LED的光譜特性我們主要看它的單色性是否優(yōu)良，而且要注意到紅、黃、藍、綠、白色LED等主要的顏色是否純正。因為在許多場合下，比如交通信號燈對顏色就要求比較嚴格，不過據觀察現在我國的一些LED信號燈中綠色發(fā)藍，紅色的為深紅，從這個現象來看我們對LED的光譜特性進行專門研究是非常必要而且很有意義的。2、光度測量原理A光強度的測量方法把光強標準燈，LED和配有V（）濾光片的硅光電二極管安裝和調試在光具座上，特別是嚴格地調燈絲位置，發(fā)光部位及接受面位置。先用光強標準燈校準硅光電二極管，E/S式中IS/D2S是標準燈與接受器之間的距離，是標準燈的光強度，是標準燈的響應。式中是被測的照度，是被測的響應，則的光強度為D2式中是與接受面之距離。對于來講，其發(fā)光面是圓蓋形狀的，光分布是很特殊的，所以在不同的測量距離下，光強值會變化，偏離距離平方反比定律，即使固定了測量距離，但是由于接受器接受面積不同，其光強值也會變化。因此，為了提高測量精度，應該把測量距離和接受面積大小相對地給予固定為好。例如，測量距離按照推薦采用，接受器面積固定為。在同一測量距離下，轉角不同其光強地有變化，因此為了獲得最佳值，最好讀出最大讀數為佳。B光通量的測量方法光通量測量在變角光度計的轉臺上進行，轉臺上安轉了，該轉臺在其水平面上繞著垂直軸旋轉度，在垂直面上繞著測光軸旋轉度。在水平面上和垂直面上的轉角的控制是通過步進馬達來實現的。轉臺在導軌上隨意移動，當測量標準燈時，轉臺應離開導軌。測量時大轉盤在水平面上繞垂直軸旋轉，步進角度為，正方向，反方向。自身也在旋轉，在每一個水平角度下，垂直平面上每隔進行一次信號采集，轉完之后共采集到個數據，按下式計算總光通量。如果大盤旋轉時，小盤轉即可。但是大盤旋轉時，有可能安裝不均勻（不對稱）而引起誤差，因此最好的解決辦法是大盤轉，小盤仍然轉，把大盤和兩個范圍內絕對值相等的角度上的照度值取平均值來作為內的值?？偣馔繙y量的第二種方法是積分求法。此方法的優(yōu)點是簡單易行，但測量精度不高。的總光通量計算方法如下，先計算離積分球入射窗口（入射窗口面積）距離上標準燈（光強值）進入積分球內的光通量，2讀出接收器上的光電流信號S，然后把置于窗口上，讀出相應的接收器光電流信號IT，則的總光通量為式中為色修正系數。C的光譜功率分布測量方法發(fā)光二極管的光譜功率分布測量，目的是掌握的光譜特性和色度，再者是為了對已測得的的光度量值進行修正。在測量光譜功率分布時，應注意以下幾點，一個是在與標準光譜輻照度進行比較時由于標準燈的光譜輻強度比強得多，為了避免這個問題，最好在標準燈前加一個中性濾光片，使它的光譜輻強度接近于。的光譜寬度很窄，為了準確地描繪的光譜分布輪廓，最好采用窄帶波長寬度的單色儀進行測量，波長間隔為為好。按下式計算的光譜功率分布。式中是標準燈在波長處的響應；是標準燈的光譜功率分布；是在波長處的響應。的色坐標計算公式為色坐標為X/XYZX/XYZ也可計算的主波長和色純度。3LED的性質ALED的光學性質發(fā)光強度的空間分布強調了對芯片的封裝經常會改變它原來的光譜和空間分布。相對于其它光源而言,LED的光譜分布既不是單色的與激光束比,也不是寬帶的與白熾燈比。LED的發(fā)光面積,由于包裝和透鏡、反光鏡等的不同,而有不同的尺寸和形狀。與測量距離相比,LED的發(fā)光面積大到不再是點光源。BLED的電學性質正向電壓它的精確測量最好用4線測量方法,而隨著管芯溫度的上升正向電壓會下降。由于LED管芯發(fā)熱的作用,剛開啟的時候,輻射功率上升的速度快于電功率的上升。而到了平穩(wěn)工作期間,LED的光輻射又強烈地依賴于正向電流。由于溫度和電壓之間的復雜關系,不推薦用穩(wěn)定的電功率作為穩(wěn)定的LED光輸出功率的前提。正向電壓與組成LED的半導體材料相關在正向電流20MA的前提下,紅外管的端電壓是112V,藍光管為615V,其它的管子在這個范圍以內。CIE規(guī)定,測量時的環(huán)境溫度為25,但供給LED電源的接觸點,管芯和熱沉之間引線的長度和電阻均會顯著地影響測量結果。CIE也提到輻射效率是電流的函數。因為工作電流的增加不但會增加LED光功率的輸出量,而且會提高芯片溫度,后者反過來又會影響到LED的光功率輸出。如果對工作電流進行調制,則芯片溫度會產生起伏現象,導致在同樣的電流下,平均光功率輸出不等于穩(wěn)態(tài)下LED的光功率輸出。恒電流和一個溫度穩(wěn)定的電壓將導致LED有一個穩(wěn)定的電功率消耗。不過須注意,不控制溫度上升的電功率穩(wěn)定將會導致一個非常不同的LED運行條件。輻射的相對功率分布將影響如下兩個方面一是它將輕微地改變光強分布的形狀二是當溫度上升時,整個分布將顯著地朝長波方向移動但藍光LED一般是向短波長方向移動。C溫度對輻射的影響表面看起來,不變的電流電壓似乎能提供LED一個恒定的電功率。然而,如果不控制溫度則不可能得到穩(wěn)定的光功率輸出。原因是LED的相對功率分布一方面會隨溫度而發(fā)生輕微的改變,另一方面當溫度上升時,整個分布將朝長波方向漂移對藍光LED則向短波方向漂移。只要溫度存在著變化,則LED發(fā)出的輻射通量也總處于變化狀態(tài)中,即效率EFFICIENCY在變化。對綠色單色管而言,因它處于曲線的峰值附近,故而變化小一些。對紅光和藍光單色管而言,因處于曲線的尾部,則變化要大一些。管芯溫度升高的速率依賴于輸入的電功率和LED封裝產品的熱容。在熱平衡以后管芯的溫度主要取決于管芯通過引腳向環(huán)境的散熱。因此,LED結構的熱學性能、引線長度和熱沉三者決定了管芯溫度。在高的環(huán)境溫度下,當電流固定時,正向電壓會下降。而對此進行調整以穩(wěn)定LED的電功率消耗會影響芯片的溫度,從而影響LED的端電壓。因此,電功率的穩(wěn)定不能作為一種改進LED光功率輸出的手段。4誤差的產生原因因為LED的機械軸和光軸很少會重合,加上LED發(fā)光的面積、形狀、尺寸和結構總存在差別,故很難確定LED的發(fā)光中心,從而導致角度和位置兩方面對準的困難,增加了測量的不確定度。5光電探測器的性質CIE推薦使用“硅光電二極管”,選用標準主要有兩個一是面響應均勻性,即靈敏面上各點輸出的測試信號均相同二是響應與被測光的入射角無關。6LED的發(fā)光強度測量LED不是點光源,距離平方反比定律不適用。因為LED沒有真正意義上的發(fā)光強度,折衷之下提出“平均發(fā)光強度”的說法。規(guī)定遠場條件A為316MM,對應的立體角為0001SR。相應的平面角為2。規(guī)定近場條件B為100MM,對應的立體角為001SR。相應的平面角為615。兩者之間可用10倍關系相互聯(lián)系。7光通量的測量變角光度計法以LED的頂部為假想球心,光電探測器與LED的距離為假想球半徑,然后把此假想球面分成N個部分,假設每一部分的照度相同,則積分或累加后很容易得到總光通量。這是最準確的絕對測量方法,缺點是測量時間長。積分球法這是一個相對測量儀器,故必須事前對其定標。為了消除LED自吸收的誤差,CIE建議用一個輔助LED插入積分球內同時測量。8光譜量的測量與別的標準不同,CIE增加了“中心波長”的概念即波形半寬度的中間點所對應的波長。這樣就解決了許多單色管的配光曲線在法向方向凹進去的波長描述的困惑。其它如主波長、峰值波長和質心波長各種標準中均有提及,此略。對質心波長要特別注意由它的定義和公式可知,它強烈地受制于LED光譜分布的形狀。即使光譜形狀有非常小的改變尤其在紫外和紅外處,均可顯著地改變質心波長的位置。13LED應用設計LEDLED是電子二極管的一種，主要構造是PN結。如圖1，當向LED的兩端施加電壓，電子就會吸收能量并向價電子帶轉移，然后再將吸收的能量釋放出來。這個被釋放出的能量就是光。放出的光的波長和顏色是由半導體的電勢差決定的。圖1LED運作原理LED應用LED具有發(fā)光效率高、壽命長、輕便、不含有害物質等優(yōu)點。高發(fā)光效率可以增加電池的使用壽命，對于隨身攜帶的產品來說很適合。LED的使用壽命是一般白熾燈的23倍有些資料顯示是40倍，因為壽命長而使用LED的一個典型例子就是交通信號燈。另外，由于LED燈的反應速度非?？?，所以也適合用于汽車的剎車燈。LED燈具的設計自由度非常高，不僅能調節(jié)亮度，還能調節(jié)色度。LED電子特性LED具有一般硅二極管的類似特性，在正負極之間施加電壓。當外加電壓達到一個臨界值，LED中產生電流，開始發(fā)光。當電壓超過這個臨界值時，電流急劇增加。白色LED的臨界電壓值約35V。紅色、綠色、藍色的LED臨界電壓值如表1所示。圖1LED燈概括圖顏色臨界值紅約20V綠約1940V藍約2535V白約35V我們用電路仿真來說明LED的電子特性以及驅動電路。電路仿真是對LED和電阻等的電子設計進行建模并在計算機上模擬計算電路運行的一種簡易方法。這里使用的是CADENCE公司的電路仿真PSPICEA/D。同時使用了飛利浦照明公司的LUXEON系列LX3PW71。首先運用圖2的電路來驗證LED的電子特性。要得到電壓電流特性，需要進行直流解析。圖2驗證電壓電流特性電路解析結果如圖3所示圖3根據PSPICEA/D所得到的解析結果電壓電流特性驗證LXM3PM71電壓電流特性的結果顯示在30V情況下電流約354MA。驅動電路白熾燈采用的是電壓驅動型電路設計。LED是用電流驅動型電路設計，通過控制LED中的電流調節(jié)亮度和色度。白熾燈和熒光燈等照明燈具中的電子驅動不能直接運用于LED照明燈具。為了最大限度的發(fā)揮LED的特長，需要進行適合LED的驅動電路設計。而且即使使用了發(fā)光效率很高的LED，如果驅動電路的效率不高，也會影響整個照明燈具的發(fā)光效率。LED照明燈具設計大致分為下面3個階段。1光學設計，2熱設計，3LED驅動電路設計。在這里先介紹LED驅動電路設計。電阻型驅動電路下面介紹LED電阻型驅動設計的方法。LED、電阻、直流電壓源如圖4所示連接起來。以直流電壓源的電壓值和壓降（正向電壓）為基礎，計算LED發(fā)光中相應電流的電阻值。計算公式如下直流電壓源LED正向電壓驅動電阻值LED電流例如，在5V的電壓源中驅動上述LXM3PW71。該LED的正向電壓為30V，電流為350MA時，電阻應為571。圖4、圖5表示電路仿真運算中的電路及其解析結果。通過圖5，可以看到LED中的電壓大概為30V，電流約350MA。圖4電阻型驅動電路圖5瞬態(tài)分析結果LED正向電壓的偏差該電路中不考慮作為LED電路的一個重要設計要素正向電壓的偏差。LED電子設計特性中必定會有偏差，即使是同一型號的設計，分別進行測量的話也不能得到相同的特性。偏差根據LED不同而有區(qū)別，正向電壓中有偏差超過15的情況。LXM3PW71的正向電壓大概在425V之間波動。這樣，如果運用之前的電阻型驅動電路，LED的正向電壓不同，電流也會有很大的變化。大功率照明燈具通常情況下需要使用多顆LED。只是單純的串聯(lián)這些LED，進行電阻驅動的話會出現電路不通的情況。例如，串聯(lián)3個LXM3PW71，用12V做驅動，如果3顆LED同時擁有最大的正向電壓，由于總電壓是12V，就會因電壓不足而不能運行。而且即使電流相同，也并不是說所有的LED都一樣發(fā)光。并聯(lián)LED也是如此。那么有沒有解決LED正向電壓偏差問題的方法呢答案只有一個，對LED進行分級。在設計制造過程中，各個不同的特性會引起偏差。在同一條件（同一條生產線，同一天）下批量生產，同一批量制造的產品之間的誤差通常比與其他批量制造的產品誤差小很多。LED分級是將同一型號的LED按照正向電壓的偏差次序排列。在LXM3PW71的數據庫中記錄了對應正向電壓的BIN表（圖6）。例如，使用BINCODEC的LED時，正向電壓在279303V之間。圖6正向電壓相應的BIN表恒流源型驅動電路調節(jié)LED的光度需要增減LED的電流。由于人眼對光的感光度是對數關系，在調節(jié)電流時，電流的增減率與LED亮度呈指數函數變化。因此電阻型驅動電路并不最適合于照明燈具。即使電壓有偏差，為了恒定電流也需要使用恒流源型驅動電路。圖7恒流源型驅動電路圖8是運用半導體和二極管恒定電流電路的例子。供給電壓值改變，為了保持半導體的基極的電位恒定（約12V），需要使用2個二極管（D1、D2）。LED的電流連接發(fā)射極上的電阻。計算可知，半導體的集電極和發(fā)射極電流基本相同。本例中，為了使LED的電流維持在350MA，需要用到148歐姆的電阻。圖8簡單的恒電流源型驅動電路即使輸入電壓改變，二極管D1、D2的電壓穩(wěn)定，半導體的基極電位穩(wěn)定，保證LED的電流為350MA。通過電路檢驗使實際的輸入電壓在5V到24V之間變化。檢驗結果如圖9所示。圖9恒電流源驅動電路的電壓變化驗證結果當輸入電壓在5V24V之間變化時，二極管D1、D2的電壓也會發(fā)生微小的變化。從圖9的中央波形可以看到，這個微小的變化出現在二極管的基極。從最上面的波形讀取LED中的電流及變化情況。為了最大限度的發(fā)揮LED的優(yōu)勢，驅動電路設計中應采用PWM型驅動電路設計方法。下一章節(jié)的LED驅動電路設計應用篇,我們將主要圍繞PWM型驅動電路進行講解。14關于LED的選擇和關注要點晶元光電EPISTAR簡稱ES、聯(lián)詮、元坤，連勇，國聯(lián)，廣鎵光電HUGA，新世紀GENESISPHOTONICS，華上ARIMAOPTOELECTRONICS簡稱AOC，泰谷光電TEKCORE，奇力，鉅新，光宏，晶發(fā)，視創(chuàng)，洲磊，聯(lián)勝HPO，漢光HL，光磊ED，鼎元TYNTEK簡稱TK，曜富洲技TC，燦圓FORMOSAEPITAXY，國通，聯(lián)鼎，全新光電VPEC等。華興LEDTECHELECTRONICS、東貝UNITYOPTOTECHNOLOGY、光鼎PARALIGHTELECTRONICS、億光EVERLIGHTELECTRONICS、佰鴻BRIGHTLEDELECTRONICS、今臺KINGBRIGHT、菱生精密LINGSENPRECISIONINDUSTRIES、立基LIGITEKLECTRONICS、光寶LITEONTECHNOLOGY、宏齊HARVATEK等。大陸LED芯片廠商三安光電簡稱S、上海藍光EPILIGHT簡稱E、士蘭明芯SL、大連路美簡稱LM、迪源光電、華燦光電、南昌欣磊、上海金橋大晨、河北立德、河北匯能、深圳奧倫德、深圳世紀晶源、廣州普光、揚州華夏集成、甘肅新天電公司、東莞福地電子材料、清芯光電、晶能光電、中微光電子、乾照光電、晶達光電、深圳方大，山東華光、上海藍寶等。色溫與亮度色溫CO1ORTEMPERATURE單位絕對溫度KELVIN,K色溫度以絕對溫度K來表示，是將一標準黑體（例如鉑）加熱，溫度升高至某一程度時顏色開始由紅、橙、黃、綠、藍、靛（藍紫）、紫，逐漸改變，利用這種光色變化的特性，其光源的光色與黑體的光色相同時，我們將黑體當時的溫度稱之為該光源的色溫度。色溫度在3000K左右時，光色偏黃。色溫度在5000K以上時，光色偏藍。不同色溫度的光，具有不同的照明和視覺效果。不同色溫對應不同顏色的光如下圖。不同的波長給人眼造成不同的顏色感覺，從紅、橙、黃、綠、藍、靛（藍紫）、紫。眼睛的敏感度隨波長的變化而強烈變化。例如，在很好的照明條件下，眼睛對550NM波長的光（黃光）的敏感程度是紅光或藍光的20倍。這也是為什么大部分車的霧燈和馬路的路燈采用黃光的一個重要原因。色溫是度量顏色溫度的標準，并不是度量燈的亮度。鹵素燈的色溫可以由2300K到7000K；HID燈的色溫由4200K到超過8000K；燈的色溫越高，它對霧和雨的穿透力越差（越不亮）。大廠如飛利浦至今只生產色溫最高6000K的氙氣燈。以下是不同色溫的表現光色溫光效果3000K黃色光，強穿透力4200K白中帶黃，原車配氙氣燈5000K光全白，歐規(guī)最高色溫6000K光全白，略帶藍色6500K陽光下的白天70008000K白中明顯帶藍8000K以上藍光，穿透力極差推薦6000K左右的色溫正好是最白略微開始轉藍的色溫，人眼容易接受，不易疲勞，提高安全性，而鹵素燈則較差。隨著一哄而上的市場，作為消費者，選用LED依然要冷靜，科學地分析，選用性價比最好的光源和燈具，下面介紹幾種LED的基本性能1、亮度LED的亮度不同，價格不同。用于LED燈具的LED應符合雷射等級類標準。2、抗靜電能力抗靜電能力強的LED，壽命長，因而價格高。通常抗靜電大于700V的LED才能用于LED燈飾。3、波長波長一致的LED，顏色一致，如要求顏色一致，則價格高。沒有LED分光分色儀的生產商很難生產色彩純正的產品。4、漏電電流LED是單向導電的發(fā)光體，如果有反向電流，則稱為漏電，漏電電流大的LED，壽命短，價格低。5、發(fā)光角度用途不同的LED其發(fā)光角度不一樣。特殊的發(fā)光角度，價格較高。如全漫射角，價格較高。6、壽命不同品質的關鍵是壽命，壽命由光衰決定。光衰小、壽命長，壽命長，價格高。7、晶片LED的發(fā)光體為晶片，不同的晶片，價格差異很大。日本、美國的晶片較貴，一般臺灣及國產的晶片價格低于日、美。8、晶片大小晶片的大小以邊長表示，大晶片LED的品質比小晶片的要好。價格同晶片大小成正比。9、膠體普通的LED的膠體一般為環(huán)氧樹脂，加有抗紫外線及防火劑的LED價格較貴，高品質的戶外LED燈飾應抗紫外線及防火。每一種產品都會有不同的設計，不同的設計適用于不同的用途，LED燈飾的可靠性設計方面包含電氣安全、防火安全、適用環(huán)境安全、機械安全、健康安全、安全使用時間等因素。從電氣安全角度看，應符合相關的國際、國家標準。由于LED是新產品，中國國家標準滯后，但國家提供產品合格測試。具有國際安全認證如GS、CE、UL等及國家產品質量合格證的LED燈飾價格要高，因為這些產品在安全設計上是可靠的。消費者注意的是要認真鑒別證書的真?zhèn)?，現在有國際安全認證及國家產品合格證的廠家并不多。從健康方面，采用無毒材料設計的產品價格要高，特別是室內LED燈飾，千萬別貪便宜選用有異味的LED燈飾，目前僅少數幾家LED廠家是用無毒材料生產，辨別的方法可以直接用鼻子分別，有臭味的產品比無臭味的價格更低很多。類似鉛、汞、鎘等毒素需專業(yè)人員分析。從適用環(huán)境安全看,有可靠的防塵防潮設計,材料防火、防紫外線、防低溫開裂的LED產品的價格高。投光燈與泛光燈的區(qū)別一、什么是LED投光燈LED投光燈LEDDOWNLIGHT又叫聚光燈、投射燈、射燈等等，主要用來做建筑裝飾照明之用，以及商業(yè)空間照明用，裝飾性的成份較重，其外型有圓的也有方的，因為一般都得要考慮散熱的原因，故而其外形與傳統(tǒng)的投光燈還是有一些區(qū)別。二、LED投光燈特性目前市面上常用的LED投光燈基本上是選用1W大功率LED每個LED元件會帶有一個由PMMA制成的高光效透鏡，其主要功用是二次分配LED發(fā)出的光，也就是二次光學，也有少數公司因為散熱技術處理得好，而選用了3W甚至更高功率的LED。適合于大型場合投光照明，建筑物等照明。投光燈還有哪些需要注意的東西呢1、高純度鋁反射板、光束最精確、反射效果最佳。2、對稱型窄角、寬角及非對稱等配光系統(tǒng)。3、背后開啟式更換燈泡，維護簡便。4、燈具均附有刻度板方便調整照射角度。LED投光燈通過內置微芯片的控制，在小型工程應用場合中，可無控制器使用，能實現漸變、跳變、色彩閃爍、隨機閃爍、漸變交替等動態(tài)效果，也可以通過DMX的控制，實現追逐、掃描等效果。目前，其主要的應用場所大概有這些單體建筑、歷史建筑群外墻照明、大樓內光外透照明、室內局部照明、綠化景觀照明、廣告牌照明、醫(yī)療文化等專門設施照明、酒吧、舞廳等娛樂場所氣氛照明等等。三、什么是LED泛光燈LED泛光燈是一種可以向四面八方均勻照射的點光源，它的照射范圍可以任意調整，在場景中表現為一個正八面體的圖示。泛光燈是在效果圖制作當中應用最廣泛的一種光源，標準泛光燈用來照亮整個場景。場景中可以應用多盞泛光燈，以產生較好的效果。泛光燈是在效果圖中應用最廣泛的一種光源，場景中可以用多盞泛光燈協(xié)調作用，以誕生較好的效果。是從一特定點向各個方向均勻地照射物體，用它來類比燈泡和蠟燭最好不過了。泛光燈可以放置在場景中的任何地方。例如，可以放置在攝影機范圍以外，或者是物體的內部。在場景中遠距離使用許多不同顏色的泛光燈是很普遍的。這些泛光燈可以將陰暗投射并且混合在模型上。由于泛光燈的照射范圍比較大，所以泛光燈的照射效果非常容易預測，并且這種燈光還有許多輔助用途，例如，將泛光燈放置在靠近物體表面的位置，則會在物體表面上產生明亮的亮光。要注意的是，泛光燈不能建立過多，否則效果圖就會顯得平淡而呆板。所以要在平時的效果圖制作中，多注意體會燈光參數及佈局對整個效果圖場景光感產生的影響，多積累經驗，掌握好燈光的搭配技巧。四、泛光燈的特性泛光燈是從一特定點向各個方向均勻地照射物體，用它來類比燈泡和蠟燭最好不過了。泛光燈可以放置在場景中的任何地方。例如，可以放置在攝影機范圍以外，或者是物體的內部。在場景中遠距離使用許多不同顏色的泛光燈是很普遍的。這些泛光燈可以將陰暗投射并且混合在模型上。由于泛光燈的照射范圍比較大，所以泛光燈的照射效果非常容易預測，并且這種燈光還有許多輔助用途，例如，將泛光燈放置在靠近物體表面的位置，則會在物體表面上產生明亮的亮光。戶外燈具安裝注戶外燈具提供產品庭院燈安裝注意事項1、接地燈具必須按說明書的要求有良好的接線和接地，I類燈具不接地就變成了近似的0類燈具；2、允許的電壓波動HCI陶瓷金鹵燈、HQI石英金鹵燈和NAV高壓鈉燈要求在短時間內的電壓波動不得超過/5的范圍，長期允許的波動范圍/3，較大的電壓變化會縮短燈的壽命及引起顏色的偏移；3、光源的使用頻繁的開關會縮短燈的壽命；4、鎮(zhèn)流器光源與鎮(zhèn)流器之間的距離是受限制的，一般的不得超過3米5、啟動電流HCI、HQI和NAV依不同的鎮(zhèn)流器，燈啟動電流可以高達工作電流的2倍，所以在電路設計時必需要考慮這個電流，否則開關易跳閘；6、光通量光源在點100到300小時參數才比較穩(wěn)定，T型和TS型的燃點位置是水平的，而E型是垂直燈頭在上，當光源的不同的燃點位置，其光通量、色溫乃至壽命都有顯著的差異；7、顏色的偏差對于所有的HQI和HCI金鹵燈，燈和燈之間都可能存在顏色的偏差，這種顏色的偏差是由于電源電壓、鎮(zhèn)流器和燈具的設計等外部因素的影響，燈色溫一致性的影響因素內因電弧管的一致性（充汞量、電極間隙、容積、現狀和尺寸等）決定了燈功率及冷點溫度的一致性，這些都影響了鹵化物的密度，從而決定了燈相關色溫的一致性。目前國外先進水平，同一批光源出廠時相關色溫公差可控制在/100K左右，而國內先進水平在/300K左右。對于3000K的金鹵燈來說，這個相差600K的色溫用肉眼很容易感覺出來。外因不同的燃點位置可相差600K、電源電壓的參數，配套的電容、相關行業(yè)標準規(guī)定，額定功率400W以下的，鎮(zhèn)流器調整率須10；但是配套泰通照明恒功率的電子鎮(zhèn)流器，就可以很好防止色溫偏差。8、安裝數量同一個支路上并聯(lián)的燈建議不多于4個，以減少電壓的變化，相與相的電壓不同也會造成光源偏色的問題，如客戶對照度和顯色性有特殊要求的，建議客戶選用HCI陶瓷金鹵光源，配套恒功率金鹵燈電子鎮(zhèn)流器，價格較貴；9、埋地燈安裝事項埋地燈先安裝預埋外桶，在安裝光源時，一定要用鋼化玻璃良好的壓緊防水硅膠，把螺絲對角均勻的旋緊，不能安裝在廣場的車道上，常規(guī)生產的HID類埋地燈預留05米的三芯電纜線，外接線要用防水盒，防水等級要求IP67，公司出廠不配備防水盒（可向公司另定），埋地燈必須有20CM以上的疏水層，最好還有疏水溝；10、水下燈安裝事項常規(guī)生產的水下燈預留1米的三芯電纜線，外接線要用防水盒，防水等級要求IP68，公司出廠不配備防水盒（可向公司另定），為了安全起見，水下燈一般都需要變壓器，變壓器的防水等級為IP44，故水下燈防觸電等級為III類，變壓器必須安裝在水池岸上，不能安裝在水下；11、泛（投）光燈安裝事項泛（投）光燈在安裝光源時，鋼化玻璃良好的壓緊防水硅膠，泛光燈可根據照明設計要求調整角度，所有泛投光燈、埋地燈和壁燈，不能被遮檔物遮住，這個距離在產品上的標簽有注明，所有燈具不能安裝在可燃物表面（可燃物表面是指在130度時可燃燒的物體）；12、線號與額定電流的規(guī)定導線的最小橫截面面積額定電流A名義橫截面面積MM202絲導線02且3053且60756且10110且161516且252525且32432且40640且631013、光源的安裝HID光源和電器必須匹配，必須良好的安裝在燈座上，不能徒手光源安裝，公司的產品在每一套燈具里配備一雙一次性薄膜手套，用于安裝光源；14、光源與電器的配套A、鈉燈無美標和歐標之分；B、150W以下的金鹵燈不區(qū)分美標和歐標，使用與鈉燈同一種電器組件；C、250W和400W金鹵燈分美標和歐標，嚴格按照要求接線和電光源的搭配；15、防水接頭的安裝所有有防水接頭的燈具，必須擰緊防水接頭，必要時在防水接頭的進線孔位要求打上玻璃膠或者硅膠；16、防護等級說明IPXX表示防塵防水，第一個X表示防塵，第二個表示防水。具體的定義在產品目錄上有解說（以下防水在3C標準中的解釋，請注意黑字黃底中的文字含義）防水特征數字所表示的防護等級第二位特征數字防護等級簡短說明含義0無防護沒有專門防護1防滴滴水（垂直滴水）應無有害影響215防滴當外殼從正常位置傾斜在15以內時，垂直滴水無有害影響3防淋水與垂直成60范圍以內的淋水無有害影響4防濺水任何方向濺水無有害影響5防噴水任何方向噴水無有害影響6防猛烈海浪猛烈海浪或強烈噴水時，進入外殼水量不致達到有害程度7防浸水影響規(guī)定的壓力和時間將燈具外殼浸入水中時，進入外殼水量不致達到有害程度8防潛水影響能按制造廠規(guī)定的條件長期潛水17、標志文字及符號說明額定最高環(huán)境溫度TA0C安培A頻率HZ伏特V交流AC直流DC功率W（瓦特）按防觸電保護形式分類I類無標志符號類“回”類GB規(guī)格我國針對燈具產品的國家標準是GB7000系列，對應于IEC60598系列（EN60598系列）。從2003年5月1日起，在中國市場銷售的所有電氣、電子產品，實行中國強制認證制度，標志為“”，認證標志的名稱為“中國強制認證”（英文名稱為“CHINACOMPULSORYCERTIFICATION”,英文縮寫“CCC”，也可簡稱為“3C”標志）。3C認證包含電磁兼容EMC要求。在照明燈具中III類燈具無需3C認證相應的標志，I類和II類如沒有3C和CQC認證標志的，但它的電器部分一定要求有相應的3C認證標志才能在中國市場上銷售。3C認證標志常用的有四種安全認證標志；安全與電磁兼容標志，消防認證標志，電磁兼容標志。18、維修事項項目電器接線光源現象解決方案1好好壞聽到有絲絲聲，或看到光源閃爍是否良好的安裝光源，或更換光源2好壞好沒有聲音，電器組件不發(fā)熱需要重新接線3壞好好沒有聲音，電器組件發(fā)熱更換相應的發(fā)熱電器，如整流器或觸發(fā)器1WLED3WCFL節(jié)能燈）15W白熾燈3WLED8WCFL節(jié)能燈）25W白熾燈4WLED11WCFL節(jié)能燈）40W白熾燈8WLED15WCFL節(jié)能燈）75W白熾燈12WLED20WCFL節(jié)能燈）100W白熾燈各種燈光的色溫表（K值）色溫是衡量光線色彩的定值，表示光源光譜質量最通用的指標。K3300時為冷色光（偏青），K6000的幾乎是白光了以下是各種燈光的色溫值，方便制作不同的光源效果LED燈的最新保護技術一為什么要對LED進行保護白光LED由于有著很多優(yōu)點，正在越來越多的進入人們的日常生活之中，它的使用量現在變得非常的巨大。它是新器件，有其自身使用上的特點。白光LED屬于電壓敏感型的器件。每支LED工作時電流不要超過20MA，超過太多LED就會很容易被燒毀。LED如果是正常使用，其壽命是非常長的。但人們在實際使用中LED往往容易壞，道理何在呢其實就是沒有考慮到LED的使用特點和對它加上保護電路。LED是光電半導體器件，在裝配過程中容易被靜電擊傷。這就需要在裝配過程中進行靜電防護。我們發(fā)現很多生產廠家的人沒有這個概念或根本不懂，這是不行的。LED在實際工作中是以20MA的電流為上限，但往往會由于在使用中的各種原因而造成電流增大，如果不采取保護措施，這種增大的電流超過一定的時間和幅度后LED就會損壞。二造成LED損壞的原因1、供電電壓的突然升高。讓供電電源電壓突然升高的原因就很多了，例如電源的質量問題，或者用戶的不當使用等等原因都可能讓供電的電源電壓突然升高。2、線路中某個元件或印制線條或其它導線的短路而形成LED供電通路的局部短路，使這個地方的電壓增高。3、某個LED因為自身的質量原因損壞因而形成短路，它原有的電壓降就轉嫁到其它LED上。4、燈具內的溫度過高，使LED的特性變壞。5、燈具內部進了水，水是導電的。6、在裝配的時候沒有做好防靜電的工作，使LED的內部已經被靜電所傷害。盡管施加的是正常電壓和電流值，也是極易造成LED的損壞。這些原因都會造成LED電流的明顯大幅上升，很快LED的芯片就會因為過熱而被燒毀。根據我們的經驗，LED燒毀后多數是兩極短路，少部分是斷路。每支LED約有32V左右的壓降，它燒毀后若是斷路這串LED就不發(fā)光了。若是短路這個電壓就轉給了其它的LED，造成其它LED的更大電流，其它LED就會更快的被燒毀，甚至危急電源。本來是小損壞就極容易的造成大事故。LED一般安裝在高處，安裝的時候就不容易，要維修就更難。所以LED的保護是實際的需求，但目前沒有被大家重視，也是很多人無奈沒有辦法處理的難題。三怎么對LED來進行保護對LED的保護我們首先想到的是用保險管，但保險管是一次性的，而且反應速度也太慢，既效果差實際使用也很麻煩，所以保險管不適宜用于現在LED燈成品中，因為LED燈現在主要是在城市的光彩工程和亮化工程。針對這種實際的需求，我們做了大量的實驗，并根據工程的要求總結出了LED保護電路要有的特點，它很苛刻在超出正常使用電流時能立即啟動保護，讓LED的供電通路就被斷開，使LED和電源都能得到保護，在整個燈正常后又能夠自動恢復供電，不影響LED工作，關鍵是因為它是民用產品，所加的電路不能太復雜體積不能太大，成本要低。這些要求都是互相矛盾，互相制約的，實現起來很困難。首先應該確定選用哪種保護電路和保護器件。1、我們可以選擇使用瞬態(tài)電壓抑制二極管（簡稱TVS）。瞬態(tài)電壓抑制二極管是一種二極管形式的高效能保護器件。當它的兩極受到反向瞬態(tài)高能量沖擊時，能以10的負12次方秒極短時間的速度，使自己兩極間的高阻立即降低為低阻，吸收高達數千瓦的浪涌功率，把兩極間的電壓箝位在一個預定的電壓值，有效的保護了電子線路中的精密元器件。瞬態(tài)電壓抑制二極管具有響應時間快、瞬態(tài)功率大、漏電流低、擊穿電壓偏差一致性好、箝位電壓較易控制、無損壞極限、體積小等優(yōu)點。但是在實際使用中發(fā)現不是很理想。首先是要尋找滿足要求電壓值的TVS器件很不容易。TVS器件主要應用于防雷和避雷，以及220V以上的過電壓吸收等，而LED燈的供電電壓一般是24V或12V，這種電壓值的TVS成品很少，試驗不好進行。同時我們知道LED光珠的損壞主要是因為電流過大使芯片內部過熱造成的。TVS只能探測過電壓不能探測過電流。過電壓肯定是過電流的原因，但是要選擇合適的電壓保護點很難掌握，這種器件就無法生產也就很難在實際中使用。2、我們可以選擇自恢復保險管。自恢復保險管又稱為高分子聚合物正溫度熱敏電阻PTC，是由聚合物與導電粒子等構成。在經過特殊加工后，導電粒子在聚合物中構成鏈狀導電通路。當正常工作電流通過（或元件處于正常環(huán)境溫度）時，PTC自恢復保險絲呈低阻狀態(tài)；當電路中有異常過電流通過（或環(huán)境溫度升高）時，大電流（或環(huán)境溫度升高）所產生的熱量