有關LED的一些基礎知識點

1、有關 LED的一些基礎知識點一、 LED不是冷光源很多人都知道 LED是冷光源，從字面上理解應該是沒有溫 度的發(fā)光體，事實上并不是這樣，冷光源不代表沒有溫度，只是相對目前大多 數(shù)光源來講是冷光源。 LED正常工作的時候一樣會有自身的熱量，其熱量大小 與 LED自身的功率成正比，也就是說單顆 LED 功率越大，工作的時候發(fā)出的熱 量也越多。二、光學設計的重要性 LED是點光源，不同于目前市場上的節(jié)能燈 或白熾燈。點光源顧名思義也就是一個點發(fā)出的光亮，而這個點發(fā)出光還同一、 LED不是冷光源很多人都知道 LED是冷光源，從字面上理解應該是沒有溫度 的發(fā)光體，事實上并不是這樣，冷光源不代表沒有溫度，

2、只是相對目前大多數(shù) 光源來講是冷光源。 LED正常工作的時候一樣會有自身的熱量，其熱量大小與 LED自身的 功率成正比，也就是說單顆 LED功率越大，工作的時候發(fā)出的熱量 也越多。、光學設計的重要性LED是點光源，不同于目前市場上的 節(jié)能燈 或白熾燈。點光源 顧名思義也就是一個點發(fā)出的光亮，而這個點發(fā)出光還同時具有另一個重要特 征，那就是只有一方向上有光 （ 所有傳統(tǒng)的背面反光罩對于 LED本身來說是沒有 任何意義的 ） 。如果我們想要用這種特殊的光來做照明使用，就必須對這個光進 行一定的處理，才可以達到我們的要求和目的，所以我們要加上光學設計，把 這個相對集中的點光源變成具有一定角度的散光，

3、這也就是大家所熟悉的草帽 LED，草帽 LED是專業(yè)用于照明設計的一種封裝形式，一方面它可以讓光線從一 個集中的點光源變成具有一定角度的散光源，另一方面，它具有更少的光衰效 果，而讓更多的光透射出來為我們所用。雖然草帽 LED在光學角度上有了質的飛躍，但相對我們所熟悉 的面光源來講，它依舊是一個點光源，因其亮度過于集中，如果人眼直接看向 光源，還是會對我們的眼睛造成一定的傷害。所以在 LED照明應用于家庭照明 燈中，我們還要進一步進其光線進行處理，再增加一定的光學設計，而達到人 眼可以直接觀測的目的，同時柔和光線，另一方面還要再次放大其照射角度， 雖然草帽 LED本身已經(jīng)做到 120 度范圍，

4、但如果直接應用于家庭照明，給我們 的感覺是屋頂上表現(xiàn)出來是一片漆黑，我們要利用燈具最外面的透明罩把光線 再次分散開來，從而適應正常的家庭照明。三、大功率與小功率 LED的區(qū)別隨著 LED技術的不斷發(fā)展，人們?yōu)檫m應大面積照明而研發(fā)出 功率越來越大的單顆 LED芯片，目前全球最前沿已經(jīng)可以做到單顆 LED功率為 200W以上，雖然功率可以做到很大，但其性價比并不佳。下面以我們以常見的 幾種 LED為例做一個分析。目前業(yè)內(nèi)大量使用的都是單顆 0.06W 功率，其亮度最大可以做到 7LM，我們暫按普通的做到 6LM計算，如果要讓功率達到 1W，我們需要用 17 個 同樣的 LED，其總亮度為 17*6

5、=102LM，也就是說可以做到 100LM/W，如果我們 采用單顆芯片為 1W的功率，其輸出的亮度最高做到 80LM，常用的一般在 60LM 左右，這是亮度上的一個主要區(qū)別，由此可見，對于家庭使用來講，我們還是 要選擇小功率的 LED比較合適。從產(chǎn)品成本角度講，大功率的 LED成本要高于小功率的成本， 這來自于兩個方面，一是 LED本身的造價，二是大功率的 LED要加鋁散熱片， 小功率只要用普通電路板，加上自然散熱就可以達到要求。從產(chǎn)品日后維護成本來看，如果我們的燈具在使用中出現(xiàn)故 障，可以找任何一家電器修理店去更換損壞的 LED，一顆 0.06W的 LED成本最 多 1 元錢，加上維修費也不

6、超過 5 元，如果是更換 1 顆 1W的 LED， LED成本就 要 8 元，加上維修費用就要 15 元左右。而相對來講，小功率的 LED市場上隨便 一個電子市場都可以采購到，大功率的則不一定哪里都可以買到。LED 走向大功率是一個市場趨勢，也是未來發(fā)展的主流，但目 前由于技術上還未能達到我們所期望的結果，從技術角度講，目前還不太適合 用于家庭照明。四、散熱設計的重要性LED 本身是半導體器件，所有半導體器件正常工作都有一定的 溫度要求，包括環(huán)境溫度和工作溫度。一般半導體器件正常工作的環(huán)境溫度都 要低于 80 度，當 LED內(nèi)部的 PN結溫度到達 140 度的時候，就會失效。正常工 作時其自身

7、的溫度會通過引腳或專用底座散發(fā)出來，進而再通過連接在引腳上 的電路板或鋁基板向四周的空氣中散發(fā)出去，以保證 LED的正常工作。一般來 講單顆功率大于 0.2W 以上，都要采用鋁基板做散熱，再大功率還要增加鋁殼和 鋁散熱片。當然這與整個燈內(nèi) LED的數(shù)量和密度有關，過于集中的小功率 LED 同樣要考慮散熱設計。這如同于各位身邊的每一件電子產(chǎn)品，如：電視機、顯 示器、計算機主機等。不正確的散熱設計會直接導致 LED壽命縮短和加快光衰 速度。1. 現(xiàn)在大部分的結溫上限都能做到 120 度左右，目前 cree 的應該 算是較高的，為 150 度。2. 燈珠熱阻根據(jù)封裝材料結構不同而不同，有些多芯片的高

8、達幾 十，單芯片的一般都是個位數(shù)，頂多十幾，當然這直接關系到結溫，算是關系 到 LED壽命，光效等的重要參數(shù)了。3. 目前大部分 LED燈具設計壽命都是 2000050000H,這由許多 因素決定，首先 IC 等的壽命就限制了整燈的壽命。4. 結構布局上從散熱方面來說其實就是接觸熱阻與導熱瓶頸的 問題，這涉及較多，不好列出?？偟膩碚f就是結構一體，大面積良好接觸。 PCB 上面燈珠盡量平均分布就是了，避免熱源集中。5. 驅動效率當然越高越好，布局上盡量原理最大熱源，也就是 LED燈珠?？刹捎霉嗄z等方式，達到散熱固定絕緣的效果。綜合考慮：良好的散熱設計溫升最好控制在 35 以下。結溫 80以 下。理論壽命 50000 以上。五、目前的散熱設計難題1. 自然散熱受空間限制太大（輻射散熱本身影響較小，且受空間尺寸限制）。2. 自然散熱面積改善空間有限（對流散熱有限）。3. 目前都采用金屬部件做 散熱器 ，較小空間內(nèi)熱傳導已經(jīng)足