LED燈的資料2015-10課件

1、Light Emitting Diode光源工作原理01020304目錄CONTENTS應用方向特殊用途L E D燈工作原理ONE L E D燈工作原理最初L E D用作儀器儀表的指示光源，后來各種光色的L E D在交通信號燈、汽車信號燈和大面積顯示屏中得到了廣泛應用，產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟效益和社會效益。對于一般照明而言，人們更需要白色的光源。1998年發(fā)白光的L E D開發(fā)成功。這種L E D是將芯片和釔鋁石榴石封裝在一起做成。芯片發(fā)藍光，高溫燒結(jié)制成的含Ce3+的YAG熒光粉受此藍光激發(fā)后發(fā)出黃色光射。藍光L E D基片安裝在碗形反射腔中，覆蓋以混有YAG的樹脂薄層，約200-500nm。 L

2、 E D基片發(fā)出的藍光部分被熒光粉吸收，另一部分藍光與熒光粉發(fā)出的黃光混合，可以得到得白光。對于InGAN/YAG白色L E D，通過改變YAG熒光粉的化學組成和調(diào)節(jié)熒光粉層的厚度，可以獲得色溫3500-10000K的各色白光。這種通過藍光L E D得到白光的方法，構(gòu)造簡單、成本低廉、技術成熟度高，因此運用最多。L E D（Light Emitting Diode），發(fā)光二極管是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的固態(tài)的半導體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。L E D的心臟是一個半導體的晶片，晶片的一端附在一個支架上，一端是負極，另一端連接電源的正極，使整個晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。半導體晶片由兩部分組成

3、，一部分是P型半導體，在它里面空穴占主導地位，另一端是N型半導體，在這邊主要是電子。但這兩種半導體連接起來的時候，它們之間就形成一個P-N結(jié)。當電流通過導線作用于這個晶片的時候，電子就會被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復合，然后就會以光子的形式發(fā)出能量，這就是L E D燈發(fā)光的原理。而光的波長也就是光的顏色，是由形成P-N結(jié)的材料決定的。節(jié)能. 白光L E D的能耗僅為白熾燈的1/10，節(jié)能燈的1/4.長壽. 壽命可達10萬小時以上,對普通家庭照明可謂一勞永逸.可以工作在高速狀態(tài).節(jié)能燈如果頻繁的啟動或關斷燈絲就會發(fā)黑很快的壞掉，所以更加安全。固態(tài)封裝，屬于冷光源類型。所以它很運輸和安裝，可以被

4、裝置在任何微型和封閉的設備中，不怕振動。L E D技術正日新月異的在進步，它的發(fā)光效率正在取得驚人的突破，價格也在不斷的降低。一個白光L E D進入家庭的時代正在迅速到來。環(huán)保，沒有汞的有害物質(zhì)。L E D燈泡的組裝部件可以非常容易的拆裝，不用廠家回收都可以通過其它人回收。配光技術使L E D點光源擴展為面光源，增大發(fā)光面，消除眩光，升華視覺效果，消除視覺疲勞；透鏡與燈罩一體化設計。透鏡同時具備聚光與防護作用，避免了光的重復浪費，讓產(chǎn)品更加簡潔美觀；大功率L E D平面集群封裝，及散熱器與燈座一體化設計。充分保障了L E D散熱要求及使用壽命，從根本上滿足了L E D燈具結(jié)構(gòu)及造型的任意設計，

5、極具L E D燈具的鮮明特色。節(jié)能顯著。采用超高亮大功率L E D光源，配合高效率電源，比傳統(tǒng)白熾燈節(jié)電80%以上，相同功率下亮度是白熾燈的10倍；L E D燈的特點 L E D日光燈以質(zhì)優(yōu)、耐用、節(jié)能為主要特點，投射角度調(diào)節(jié)范圍大，15W的亮度相當于普通40W日光燈?？垢邷?、防潮防水、防漏電。 使用電壓有:110V、220V可選，外罩可選玻璃或PC材質(zhì)。燈頭與普通日光燈一樣。 L E D日光燈采用最新的L E D光源技術，數(shù)位化外觀設計，節(jié)電高達70%以上，12W的L E D日光燈光強相當于40W的日光燈管（用于鎮(zhèn)流器和啟輝器， 36W的日光燈真正的耗電量為42W至44W）。 L E D日光

6、燈壽命為普通燈管的10倍以上，幾乎免維護，無須經(jīng)常更換燈管、鎮(zhèn)流器、啟輝器。綠色環(huán)保的半導體電光源，光線柔和，光譜純，有利于使用者的視力保護及身體健康。6000K的冷光源給人視覺上清涼的感受，人性化的照度差異設計，更有助于集中精神，提高效率。 L E D日光燈和普通日光燈對比來說，優(yōu)點如下：1，節(jié)能。2，壽命L E D燈長。3，適用性好，因單顆L E D的體積小，可以做成任何形狀。4，回應時間短，是ns（納秒）級別的回應時間，而普通燈具是ms（毫秒）級別的回應時間。5，環(huán)保，無有害金屬，廢棄物容易回收。6，色彩絢麗，發(fā)光色彩純正，光譜范圍窄，并能通過紅綠藍三基色混色成七彩或者白光。 缺點：1，

7、價格貴。2，能普遍做到的光效率和理論光效率還有很大差距。3，能做到的壽命和理論壽命（10w小時）還有很大差距。4，還是有一定的發(fā)熱量。5，光衰還可以大幅度縮小。不過這些缺點都可以通過工藝的改進克服，所以即使L E D光源還不能完全取代現(xiàn)有傳統(tǒng)光源，但隨著技術的發(fā)展，日后一定是L E D的天下。L E D日光燈1、小心低價陷阱，L E D光源價格差別很大，同顏色同亮度的L E D，價格上都能相差幾倍。這種差距主要體現(xiàn)在L E D的可靠性和光衰、外觀工藝等性能上面。價格低的L E D其芯片尺寸較小，電極比較粗糙，所使用的材料（熒光粉及膠水）較差，耐電流、溫濕度變化差，光衰快、壽命短，所以一味追求低

8、價可能得不償失。2、認清相關標準，從安全角度看，產(chǎn)品應符合相關的國際、國家標準。由于L E D是新產(chǎn)品，中國國家標準滯后，僅提供產(chǎn)品合格測試。所以國際安全認證（如GS、CE、UL等）才是衡量L E D燈品質(zhì)的標準，同時擁有國際安全認證和國家產(chǎn)品質(zhì)量合格證的廠家并不多，采購時需要仔細鑒別證書真?zhèn)巍Ｓ袊H安全認證的產(chǎn)品，價格一般較高。3、選用恒流電源的L E D燈，L E D驅(qū)動電源的電阻、電容、IC等元器件價格差別很大，整個電源所采用的方案和線路本身設計的合理性都會直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量。有的驅(qū)動電源只是恒壓，并沒有做到恒流，而L E D燈必須要恒流才能更好的確保品質(zhì)和使用壽命。所以，采購時這一點需

9、要額外注意，特別是對大功率L E D燈。照明方式特點白光 L E D熱源少、操作環(huán)境廣、小型化、耐震動、光束集中日光 （螢光） 燈螢光燈省電、但廢棄物易碎有汞污染等問題白熾鎢絲燈泡低效率、高耗電、壽命短、易碎關注幾點光源藍光技術 眾所周之，可見光光譜的波長范圍為380nm760nm，是人眼可感受到的七色光紅、橙、黃、綠、青、藍、紫，但這七種顏色的光都各自是一種單色光。例如L E D發(fā)的紅光的峰值波長為565nm。在可見光的光譜中是沒有白色光的，因為白光不是單色光，而是由多種單色光合成的復合光，正如太陽光是由七種單色光合成的白色光，而彩色電視機中的白色光也是由三基色紅、綠、藍合成。由此可見，要使

10、L E D發(fā)出白光，它的光譜特性應包括整個可見的光譜范圍。但要制造這種性能的L E D，在工藝條件下是不可能的。 根據(jù)人們對可見光的研究，人眼睛所能見的白光，至少需兩種光的混合，即二波長發(fā)光（藍色光+黃色光）或三波長發(fā)光（藍色光+綠色光+紅色光）的模式。上述兩種模式的白光，都需要藍色光，所以攝取藍色光已成為制造白光的關鍵技術，即當前各大L E D制造公司追逐的“藍光技術”。 國際上掌握“藍光技術”的廠商僅有少數(shù)幾家，所以白光L E D的推廣應用，尤其是高亮度白光L E D在我國的推廣還有一個過程。對于一般照明，在工藝結(jié)構(gòu)上，白光L E D通常采用兩種方法形成，第一種是利用“藍光技術”與熒光粉配

11、合形成白光；第二種是多種單色光混合方法。這兩種方法都已能成功產(chǎn)生白光器件。第一種方法 L E D GaM芯片發(fā)藍光(p=465nm），它和YAG（釔鋁石榴石）熒光粉封裝在一起，當熒光粉受藍光激發(fā)后發(fā)出黃色光，結(jié)果，藍光和黃光混合形成白光。第二種方法采用不同色光的芯片封裝在一起，通過各色光混合而產(chǎn)生白光。 L E D光源是低壓微電子產(chǎn)品，成功地融合了計算機技術、網(wǎng)絡通信技術、圖像處理技術和嵌入式控制技術等。傳統(tǒng)L E D燈中使用的芯片尺寸為0.25mmX0.25nm，而照明用L E D的尺寸一般都要在1.0mmX1.0mm以上。L E D裸片成型的工作臺式結(jié)構(gòu)、倒金字塔結(jié)構(gòu)和倒裝芯片設計能夠改善

12、其發(fā)光效率，從而發(fā)出更多的光。L E D封裝設計方面的革新包括高傳導率金屬塊基底、倒裝芯片設計和裸盤澆鑄式引線框等，采用這些方法都能設計出高功率、低熱阻的器件，而且這些器件的照度比傳統(tǒng)L E D產(chǎn)品的照度更大。L E D運用冷光源，眩光小，無輻射，使用中不產(chǎn)生有害物質(zhì)。L E D的工作電壓低，采用直流驅(qū)動方式，超低功耗（單管0.030.06W），電光功率轉(zhuǎn)換接近100%，在相同照明效果下比傳統(tǒng)光源節(jié)能80%以上。L E D的環(huán)保效益更佳，光譜中沒有紫外線和紅外線，而且廢棄物可回收，沒有污染，不含汞元素，可以安全觸摸，屬于典型的綠色照明光源。新型綠色環(huán)保光源：L E D為固體冷光源，環(huán)氧樹脂封裝

13、，抗震動，燈體內(nèi)也沒有松動的部分，不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光衰等缺點，使用壽命可達6萬10萬小時，是傳統(tǒng)光源使用壽命的10倍以上。L E D性能穩(wěn)定，可在-30+50oC環(huán)境下正常工作。壽命長：多變換：高新技術： L E D光源可利用紅、綠、藍三基色原理，在計算機技術控制下使三種顏色具有256級灰度并任意混合，即可產(chǎn)生256X256X256（即16777216）種顏色，形成不同光色的組合。L E D組合的光色變化多端，可實現(xiàn)豐富多彩的動態(tài)變化效果及各種圖像。光源特點光源的色溫光源的色表（人眼直接觀察光源時所看到的顏色）又稱光源的色溫。色溫是以絕對溫度K來表示。不同的色溫會引起人們在情緒上不

14、同的反應，我們一般把光源的色溫分成三類：暖色光暖色光的色溫在3300K以下，.暖色光與白熾燈光色相近，紅光成分較多，給人以溫暖、健康、舒適的感覺，適用于家庭、住宅、宿舍、醫(yī)院、賓館等場所，或溫度比較低的地方。暖白光又叫中間色，它的色溫在3300K5300K之間。.暖白光光線柔和，使人有愉快、舒適、安詳?shù)母杏X，適用于商店、醫(yī)院、辦公室、飯店、餐廳、候車室等場所。冷色光又叫日光色，它的色溫在5300K以上，光源接近自然光，有明亮的感覺，使人精力集中，適用于辦公室、會議室、教室、繪圖室、設計室、圖書館的閱覽室、展覽櫥窗等場所。 當物體被試驗光源照射時，顏色在視覺上的失真程度，就是這種光源的顯色指數(shù)。

15、顯色指數(shù)越大，則失真越少，反之，失真越大，顯色指數(shù)就越小。 在國際照明協(xié)會中一般把顯色指數(shù)分成五類：類別 Ra 適用范圍A90美術館、博物館及印刷等行業(yè)及場所B 8090家庭、飯館、高級紡織工藝及相近行業(yè)6080辦公室、學校、室外街道照明4060重工業(yè)工廠、室外街道照明2040室外道路照明及一些要求不高的地方光源對物體顏色呈現(xiàn)的程度稱為演色性，也就是顏色的逼真的程度，演色性高的光源對顏色的表現(xiàn)較好，我們所看到的顏色 也就較接近自然顏色，演色性低的光源對顏色的表現(xiàn)較差，我們所看到的顏色偏差也較大。演色性的高低之分演色性L E D亮度（MCD）不同，價格不同。用于L E D燈具的L E D應符合雷

16、射等級類標準。抗靜電能力抗靜電能力強的L E D，壽命長，因而價格高。通常抗靜電大于700V的L E D才能用于L E D燈飾。波長一致的L E D，顏色一致，如要求顏色一致，則價格高。沒有L E D分光分色儀的生產(chǎn)商很難生產(chǎn)色彩純正的產(chǎn)品。漏電電流L E D是單向?qū)щ姷陌l(fā)光體，如果有反向電流，則稱為漏電，漏電電流大的L E D，壽命短，價格低。發(fā)光角度用途不同的L E D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。壽命不同品質(zhì)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。晶片L E D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

17、灣及國產(chǎn)的晶片價格低于日、美（CREE）。晶片大小晶片的大小以邊長表示，大晶片L E D的品質(zhì)比小晶片的要好。價格同晶片大小成正比。膠體普通的L E D的膠體一般為環(huán)氧樹脂，加有抗紫外線及防火劑的L E D價格較貴，高品質(zhì)的戶外L E D燈飾應抗紫外線及防火。每一種產(chǎn)品都會有不同的設計，不同的設計適用于不同的用途，L E D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。如何選購?L E D藍光燈彩色L E D節(jié)能燈L E D隨身燈指示燈具 藍光光子的能量高，可以激發(fā)熒光。一般用藍光L E D的藍

18、光打在熒光粉上產(chǎn)生黃光，黃光被藍光激發(fā)出后，它們一起從L E D里射出來，我們感覺是看到了白光，其實這只是藍與黃兩種顏色混合在一起的復合光。研究發(fā)現(xiàn)藍光的照射可以引起視網(wǎng)膜細胞的損傷，導致視力下降甚至喪失。其中，波長400-480納米之間的短波藍光對視網(wǎng)膜的危害程度最大。 需要進行空間限定和引導的場所，如道路路面的分隔顯示、樓梯踏步的局部照明、緊急出口的指示照明，可以使用表面亮度適當?shù)腖 E D自發(fā)光埋地燈或嵌在垂直墻面的燈具，如影劇院觀眾廳內(nèi)的地面引導燈或座椅側(cè)面的指示燈，以及購物中心內(nèi)樓層的引導燈等。另外，L E D與霓虹燈相比，由于是低壓，沒有易碎的玻璃，不會因為制作中彎曲而增加費用，值

19、得在標識設計中推廣使用。 由于L E D光源沒有熱量、紫外與紅外輻射，對展品或商品不會產(chǎn)生損害，與傳統(tǒng)光源比較，燈具不需要附加濾光裝置，照明系統(tǒng)簡單，費用低廉，易于安裝。其精確的布光，可作為博物館光纖照明的替代品。商業(yè)照明大都會使用彩色的L E D，室內(nèi)裝飾性的白光L E D結(jié)合室內(nèi)裝修為室內(nèi)提供輔助性照明，暗藏光帶可以使用L E D，對于低矮的空間特別有利。 對建筑物某個區(qū)域進行投射，無非是使用控制光束角的圓頭和方頭形狀的投光燈具，這與傳統(tǒng)的投光燈具概念完全一致。但是，由于L E D光源小而薄，線性投射燈具的研發(fā)無疑成為L E D投射燈具的一大亮點，因為許多建筑物根本沒有出挑的地方放置傳統(tǒng)的

20、投光燈。它的安裝便捷，可以水準也可以垂直方向安裝，與建筑物表面更好地結(jié)合，為照明設計師帶來了新的照明語匯，拓展了創(chuàng)作空間。并將對現(xiàn)代建筑和歷史建筑的照明手法產(chǎn)生了影響。THREE應用方向應用方向3，通訊店通訊行業(yè)的終端模式分為兩類：一類是大賣場，一類是專賣店，以柜臺形式銷售。功能上分為：通道區(qū)、柜臺和銷售區(qū)。品牌即有銷售功能，承載了品牌推廣，可分為銷售區(qū)、入口形象區(qū)、體驗區(qū)、售后服務區(qū)。2，西點店西點店鋪以經(jīng)營面包、蛋糕為主，展示上就要求高顯色，強調(diào)色澤鮮亮、新鮮等因素，對照明的要求較高。在滿足上述展示的重點因素外，還需要營造一個舒適的購物環(huán)境。同時就西點店鋪衍生出的就餐區(qū)域，照明應同時考慮功

21、能性和就餐、休閑氛圍的營造。推薦產(chǎn)品配置：展示區(qū)：收銀區(qū)：通道區(qū)：就餐區(qū)：1，食品店食品店由食品擺放的差別分為柜臺式和立柜式銷售模式，不同的模式所采用照明方式也不同。由于食品本身的體積較小，色彩比較豐富，其照明的強度和顯色要求較高。食品店一般由分柜臺銷售區(qū)、收銀區(qū)和通道區(qū)組成。推薦產(chǎn)品配置：柜臺銷售區(qū)：立柜銷售區(qū)：收銀區(qū)：通道區(qū)：商業(yè)用途隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的提高，人們對商業(yè)空間的要求也越來越高。照明是店鋪空間的重要組成部分之一，燈光設計能夠吸引和引導消費者的目光。通過空間光環(huán)境的塑造，塑造出引人入勝的展示空間和展示形象，采用多種照明手法展示店鋪主題形象，讓人產(chǎn)生聯(lián)想，喚起消費者的

22、共鳴，建立與消費者互通的情感交流。FOURL E D的特殊用途白光L E D燈泡具高效能，在低功耗的市場（如手電筒、太陽能花園燈和行人路燈、自行車燈等）有領導地位。單色L E D燈常用來造交通燈和節(jié)日燈飾。L E D燈的特殊用途2010年，L E D燈成為了園藝界和農(nóng)業(yè)的熱門話題。美國國家航空航天局率先在太空使用L E D燈栽種，其后家用和商業(yè)的室內(nèi)園藝也跟隨。這些栽種專用燈經(jīng)特別設計，其光波剛好是葉綠素吸收的波長，促進生長之余，亦減少植物不吸收的光波，造成浪費。在可見光譜中，光合作用只需紅藍兩色，所以這些燈的設計都有這兩種顏色。比起同類產(chǎn)品，這些L E D燈能提供同樣光度、不需鎮(zhèn)流器、而且發(fā)熱比氣體放電燈少得多 ，用于室內(nèi)栽種十分適合。發(fā)熱少能減少蒸散作用，從而減少灌概次數(shù)。亦因如此，使用這些栽種燈時，植物亦不宜過份灌概。如何選購L E D燈：1、選購有三包承諾的L E D燈，選購有CCC認證標志的燈具；2、要看L E D燈產(chǎn)品標識是否齊全，正規(guī)產(chǎn)品應標識；3、看L E D燈電源線是否有CCC安全認證標志；4、看燈具帶電體是否外露，光源裝入燈座后，手指應不能觸及帶電的金屬燈頭；5、