大功率LED培訓(xùn)ppt課件

1、大功率培訓(xùn). LED簡介Light Emitting Diode 英文縮寫成 LED中文意思為 “發(fā)光二極管LED是由半導(dǎo)體資料製成的發(fā)光元件。通過電子的運動，將電能轉(zhuǎn)換為光能。屬於“固態(tài)發(fā)光器件。LED的根本是一個二極管。.第1章 二極管與LED的簡介1.1 二極管的任務(wù)原理1.2 LED的任務(wù)原理1.3 二極管的V-I曲線1.4 LED的V-I曲線1.5 二極管的重要參數(shù)1.6 LED的重要參數(shù)1.7 溫度對二極管的影響1.8 溫度對LED的影響.1.1二極管的任務(wù)原理晶體二極管為一個由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體構(gòu)成的p-n結(jié)，在其界面處兩側(cè)構(gòu)成空間電荷層，并建有自建電場。當(dāng)不存在外加電壓時，

2、由于p-n 結(jié)兩邊載流子濃度差引起的分散電流和自建電場引起的漂移電流相等而處于電平衡形狀。 當(dāng)外界有正向電壓偏置時，外界電場和自建電場的相互抑消作用使載流子的分散電流添加引起了正向電流。 當(dāng)外界有反向電壓偏置時，外界電場和自建電場進一步加強，構(gòu)成在一定反向電壓范圍內(nèi)與反向偏置電壓值無關(guān)的反向飽和電流IS。 當(dāng)外加的反向電壓高到一定程度時，p-n結(jié)空間電荷層中的電場強度到達(dá)臨界值產(chǎn)生載流子的倍增過程，產(chǎn)生大量電子空穴對，產(chǎn)生了數(shù)值很大的反向擊穿電流，稱為二極管的擊穿景象。.1.2 LED的任務(wù)原理 發(fā)光二極管(Light Emitting Diode：LED) 是由化學(xué)元素周期表上三價與五價以及

3、二價及六價元素，混合構(gòu)成的化合物半導(dǎo)體資料所制成。LED發(fā)光的原理是對化合物半導(dǎo)體施加電流，讓p區(qū)的電洞往n區(qū)挪動， n區(qū)的電子向p區(qū)游走，使得電子與電洞在空乏層相互結(jié)合，由於電子由導(dǎo)電帶轉(zhuǎn)移至價電帶后喪失能階使得過剩的能量以光的方式釋出能量，進而構(gòu)成可見光。.三價與五價、二價及六價元素.1.3 二極管的重要參數(shù)1、最大整流電流IF：是指管子長期運轉(zhuǎn)時，允許經(jīng)過的最大正向平均電流。由于電流經(jīng)過PN結(jié)要引起管子發(fā)熱，電流太大，發(fā)熱量超越限制，就會使PN結(jié)燒壞。2、反向擊穿電壓VBR：指管子反向擊穿時的電壓值。擊穿時，反向電流劇增，二極管的單導(dǎo)游電性被破壞，甚至因過熱而燒毀。普通手冊給出的最高反向

4、任務(wù)電壓約為擊穿電壓的一半，以確保管子平安運轉(zhuǎn)。3、反向電流IR：指管子末擊穿時的反向電流， 其值愈小，那么管子的單導(dǎo)游電性愈好。由于溫度添加，反向電流會急劇添加，所以在運用二極管時要留意溫度的影響。4、正向壓降VD：在規(guī)定的正向電流下，二極管的正向電壓降。小電流硅二極管的正向壓降在中等電流程度下，約0.60.8V，鍺二極管約0.20.3V。.1.4 LED的重要參數(shù)Vf為產(chǎn)品的順向電壓，即是當(dāng)我們定義了某個 LED 所運用的操作電流之后，在那個電流順向流過的時候，在LED兩側(cè)所產(chǎn)生的電壓差。If為產(chǎn)品的順向電流，即是經(jīng)過計算與實驗，在思索到壽命、發(fā)光性能等特性的前提下，所建議的操作電流。IR

5、為反向漏電流因LED具有單導(dǎo)游通特性，所以加以反向電壓時,只需極小的漏電流(IR)經(jīng)過。IR越大，LED的特性越差。普通的測試條件為 VR=5v。 產(chǎn)品的If值均為定值而Vf值為一個范圍。在同一批產(chǎn)品中，If 值一樣，而Vf值那么能夠互有偏向。 .1.5二極管的特性曲線1、正向特性： 當(dāng)V0，二極管處于正向特性區(qū)域。正向區(qū)又分為兩段： 當(dāng)0VVth時，正向電流為零，Vth稱為死區(qū)電壓或開啟電壓。 當(dāng)VVth時，開場出現(xiàn)正向電流，并按指數(shù)規(guī)律增長。2、反向特性當(dāng)V0時，二極管處于反向特性區(qū)域。反向區(qū)也分兩個區(qū)域： 當(dāng)VBRV0時，反向電流很小，且根本不隨反向電壓的變化而變化，此時的反向電流也稱反

6、向飽和電流IS。 當(dāng)VVBR時，反向電流急劇添加，VBR稱為反向擊穿電壓。3、擊穿特性當(dāng)反向電壓添加到某一數(shù)值時，反向電流急劇增大，這種景象稱為反向擊穿。.1.6 LED的特性曲線紅色、黃色VF值為1.82.8藍(lán)色、綠色VF值為2.83.8 反向電壓IR均為5V不大于10uA.1.7 溫度對二極管的影響溫度對二極管的性能有較大的影響，溫度升高時，反向電流將呈指數(shù)規(guī)律添加，如硅二極管溫度每添加8，反向電流將約添加一倍：鍺二極管溫度每添加12，反向電流大約添加一倍。另外，溫度升高時，二極管的正向壓降將減小，每添加1，正向壓降VD大約減小2mV，既具有負(fù)的溫度系數(shù)。這些可以從右圖所示二極管的伏安特性

7、曲線上看出。.1.8 溫度對LED的影響1.電性能的影響 LED在運用過程中由于溫度升高，內(nèi)阻降低，在恒壓情況下電流增大后燒毀2.光性能的影響 LED長期高溫點亮?xí)鸸馑?，直接影響運用壽命.第2章 大功率的運用本卷須知2.1產(chǎn)品的散熱2.2產(chǎn)品的驅(qū)動2.3產(chǎn)品的靜電防護.2.1產(chǎn)品的散熱對于大功率 LED而言，雖然在封裝上曾經(jīng)盡量的降低熱阻和提高散熱量，但產(chǎn)品在任務(wù)中所產(chǎn)生的熱量依然不可忽視。假設(shè)在沒有任何散熱處置的條件下運用的話，那么產(chǎn)品的運用壽命是非常短暫的只需幾分鐘甚至更短。而在散熱條件不夠好時，產(chǎn)品長期任務(wù)在不被允許的溫度下時，其亮度與壽命將會有顯著的衰減。.熱阻 thermal r

8、esistance熱阻：反映阻止熱量傳送的才干的綜合參量。 接觸熱阻：當(dāng)熱量流過兩個相接觸的固體的交界面時，界面本身對熱流呈現(xiàn)出明顯的熱阻，稱為接觸熱阻。產(chǎn)生接觸熱阻的主要緣由是，任何外表上看來接觸良好的兩物體，直接接觸的實踐面積只是交界面的一部分，其他部分都是縫隙。熱量依托縫隙內(nèi)氣體的熱傳導(dǎo)和熱輻射進展傳送，而它們的傳熱才干遠(yuǎn)不及普通的固體資料。減小接觸熱阻的措施是：添加兩物體接觸面的壓力，使物體交界面上的突出部分變形，從而減小縫隙增大接觸面。在兩物體交界面處涂上有較高導(dǎo)熱才干的膠狀物體導(dǎo)熱硅脂。 .散熱大功率產(chǎn)品在設(shè)計上都有一個用來散熱的部分，這個部分在運用過程中必需與LED嚴(yán)密銜接。散熱

9、膏導(dǎo)熱硅脂可以協(xié)助我們作到這一點，它可以很好的填補金屬的微觀縫隙，提高熱量的傳導(dǎo)。但我們在運用時也要留意到散熱膏本身也是高熱阻的來源，因此要盡能夠選擇導(dǎo)熱系數(shù)高的散熱膏，并在運用時要涂抹的均勻和極薄。散熱板的資料自然是要選擇高導(dǎo)熱的資料，而且要有足夠大的面積，這樣才干使產(chǎn)品在運用時溫度控制在允許的范圍之內(nèi)。產(chǎn)品在運用時會經(jīng)過焊接操作，在焊接過程中的溫度與時間都要在產(chǎn)品規(guī)格書所指定的范圍之內(nèi)。否那么會直接損壞產(chǎn)品或嚴(yán)重影響產(chǎn)品的質(zhì)量。.各種資料的導(dǎo)熱率材料導(dǎo)熱率/w（m.k） 材料導(dǎo)熱率/w（m.k） 碳鋼（C=0.51.5） 39.236.7 銀 427鎳鋼（Ni=1%50%） 45.519.

10、6 錫 67黃銅（70Cu-30Zn） 109 鋅 121鋁合金（60Cu-40Ni）22.2純銅 398鋁合金（87Al-13Si） 162黃金 215鋁青銅（90Cu-10Al） 56純鋁 236鎂 156純鐵 81.1鉬 138玻璃 0.65-0.71鉑 71.4空氣0.023.導(dǎo)熱率計算公式及單位K=Qd/AT R=AT/Q K導(dǎo)熱率 W/mk)Q熱能WA接觸面積d熱能傳導(dǎo)間隔m)T溫度差KR資料熱阻值.2.2產(chǎn)品的驅(qū)動大功率LED其本質(zhì)為一個二極管，因此不論功率大小，都有相類似的電性特征，即在導(dǎo)通條件下電壓的微小變化會引起電流的大幅度變化。在同一批產(chǎn)品中，If 值一樣，而Vf值那么能

11、夠互有偏向。假設(shè)運用恒壓源供電，那么產(chǎn)品將任務(wù)在三種條件下： 1在額定值下任務(wù)； 2未到達(dá)額定值； 3超額定值任務(wù)。 在最后一種情況下，一旦流過的電流超越了半導(dǎo)體界面所能負(fù)荷的電流密度，那么產(chǎn)品便會在短時間內(nèi)嚴(yán)重受損或者完全燒毀。而在前兩種情況下由于產(chǎn)品損耗功率不同，亮度也會有明有暗，影響產(chǎn)品的運用效果。即使是在第一種情況下，當(dāng)外界溫度升高后，LED光源內(nèi)阻會減小，那么產(chǎn)品的任務(wù)形狀由第一種轉(zhuǎn)變?yōu)榈谌N即超額定值任務(wù)，結(jié)果可想而知。因此在運用中最好選用恒流源供電，既保證產(chǎn)品在額定電流值下任務(wù)，又保證產(chǎn)品的任務(wù)電流不受外界溫度的影響。 .舉例IF=350mAA:VF=3.5V 實踐供電3.5VB

12、:VF=3.3V 實踐供電3.5VC:VF=3.7V 實踐供電3.5V 理想功率 實踐功率A:3.5*0.350=1.225 A:3.5*0.350=1.225 B:3.3*0.350=1.155 B:3.5*0.450=1.575C:3.7*0.350=1.295 C:3.5*0.300=1.050 .2.3產(chǎn)品的靜電防護靜電對LED產(chǎn)品的損傷是致命的，雖然有些被靜電破壞的產(chǎn)品最初沒有什么特殊的景象，但其內(nèi)部曾經(jīng)遭到破壞，再運用過程中將逐漸表現(xiàn)出來，直至死燈或無法運用。假設(shè)這種產(chǎn)品與其他產(chǎn)品在同一電路中運用的話 ，其本身的損壞會對整個電路中的產(chǎn)品帶來影響。LED產(chǎn)品在消費的過程中必需求采用非

13、常嚴(yán)厲的防靜電措施，如：任務(wù)臺要接地，工人要穿防靜電服裝，帶靜電環(huán)，以及帶防靜電手套、安裝防靜電離子風(fēng)機等等，同時也要保證車間的濕度在65%左右，以免空氣過于枯燥產(chǎn)生靜電。產(chǎn)品在運用過程中也要留意靜電的防護任務(wù)，防護主要分為人體靜電防護和機器靜電防護，即任務(wù)人員在對LED產(chǎn)品進展操作是要有一定的防靜電措施帶靜電環(huán)、防靜電手套同時操作的機臺也要有防靜電措施接地。其中，機臺的接地，不可依賴電源的地線或接在自來水管上的地線，而要是真正的與大地相接的地線。這里尤其指出如烙鐵在運用時就要有良好的接地。.LED專業(yè)術(shù)語解釋 :色溫 以絕對溫度 K 來表示，即將一規(guī)范黑體加熱，溫度升高到一定程度時顏色開場由

14、深紅 - 淺紅 - 橙黃 - 白 - 藍(lán)，逐漸改動，某光源與黑體的顏色一樣時，我們將黑體當(dāng)時的絕對溫度稱為該光源之色溫。 因相關(guān)色溫度現(xiàn)實上是以黑體輻射接近光源光色時，對該光源光色表現(xiàn)的評價值，并非一種準(zhǔn)確的顏色對比，故具一樣色溫值的二光源，能夠在光色外觀上仍有些許差別。僅色溫?zé)o法了解光源對物體的顯色才干，或在該光源下物體顏色的再現(xiàn)如何。 不同光源環(huán)境的相關(guān)色溫度。 .不同光源環(huán)境的相關(guān)色溫度 光源 色溫 光源 色溫 北方晴空8000-8500k高壓汞燈3450-3750k陰天6500-7500k暖色營光燈2500-3000k夏日正午陽光5500k鹵素?zé)?000k金屬鹵化物燈4000-4600

15、k鎢絲燈2700k下午日光4000k 高壓鈉燈1950-2250k冷色熒光燈4000-5000k蠟燭光2000k.LED專業(yè)術(shù)語解釋:顯 色 性 光源對物體本身顏色呈現(xiàn)的程度稱為顯色性，也就是顏色逼真的程度；光源的顯色性是由顯色指數(shù)來闡明，它表示物體在光下顏色比基準(zhǔn)光太陽光照明時顏色的偏離，能較全面反映光源的顏色特性。顯色性高的光源對顏色表現(xiàn)較好，我們所見到的顏色也就接近自然色，顯色性低的光源對顏色表現(xiàn)較差，我們所見到的顏色偏向也較大。國際照明委員會 CIE 把太陽的顯色指數(shù)定為 100 ，各類光源的顯色指數(shù)各不一樣，如：高壓鈉燈顯色指數(shù) Ra=23 ，熒光燈管顯色指數(shù) Ra=6090 。 .顯色分兩種： A 忠實顯色：能正確表現(xiàn)物質(zhì)本來的顏色需運用顯色指數(shù) (Ra) 高的光源，其數(shù)值接近 100 ，顯色性最好。 B 效果顯色：要鮮明地強調(diào)特定顏色，表現(xiàn)美的生活可以利用加色法來加強顯色效果。顯色分類.LED專業(yè)術(shù)語解釋:光 效 衡量光源節(jié)能的重要目的，就是光源發(fā)出的光通量除以光源所耗費的功率。單位：流明/瓦lm/w。 .大