培訓(xùn)材料-LED基礎(chǔ)知識(shí)

綠色環(huán)保低碳節(jié)能LED基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)銷售部目錄LED照明基本知識(shí)LED照明特性LED照明應(yīng)用LED照明技術(shù)介紹2LED照明基本知識(shí)3LED基礎(chǔ)知識(shí)LED概念：英文單詞的縮寫，主要含義：LED=LightEmittingDiode，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(dǎo)體發(fā)光器件，它是利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料，當(dāng)兩端加上正向電壓，半導(dǎo)體中的載流子發(fā)生復(fù)合引起光子發(fā)射而產(chǎn)生光，它可以直戶外接把電轉(zhuǎn)化為光，改變了白熾燈鎢絲發(fā)光與節(jié)能燈三基色粉發(fā)光的原理，而采用電場(chǎng)發(fā)光。4LED發(fā)光的原理LED的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個(gè)支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極，使整個(gè)晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。但這兩種半導(dǎo)體連接起來的時(shí)候，它們之間就形成一個(gè)“P-N結(jié)”。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個(gè)晶片的時(shí)候，電子就會(huì)被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會(huì)以光子的形式發(fā)出能量。光的波長決定光的顏色，是由形成P-N結(jié)材料決定的。5白光LED產(chǎn)生----單芯片InGaN(藍(lán))/YAG熒光粉這是一種目前較為成熟的產(chǎn)品。這些產(chǎn)品采用芯片倒裝結(jié)構(gòu),提高發(fā)光效率和散熱效果。熒光粉涂覆工藝的改進(jìn),可將色均勻性提高10倍。實(shí)驗(yàn)證明,電流和溫度的增加使LED光譜有些藍(lán)移和紅移,但對(duì)熒光光譜影響并不大。壽命實(shí)驗(yàn)結(jié)果也較好。InGaN(藍(lán))/紅熒光粉+綠熒光粉色溫可達(dá)到3000K-6000K,Ra達(dá)到82-87,。InGaN(紫外)/(紅+綠+藍(lán))熒光粉此類白光LED,其Ra大于等于90,但發(fā)光效率還不夠理想6白光LED產(chǎn)生----單芯片7白光LED產(chǎn)生----雙芯片雙芯片可由藍(lán)LED+黃LED、藍(lán)LED+黃綠LED以及藍(lán)綠LED+黃LED制成,此種器件成本比較便宜,但由于是兩種顏色LED形成的白光,顯色性較差,只能在顯色性要求不高的場(chǎng)合使用。

8白光LED產(chǎn)生----多芯片(藍(lán)色+綠色+紅色)LED這種通過RGB方法合成白光這種方法主要的問題是綠光的轉(zhuǎn)換效率底，所以總體的效率不高。同時(shí)三種顏色的LED的正向電壓和光輸出不同，兩外它們的溫度特性和光維持特性也不相同，因而對(duì)電路的要求也比較高。9照明發(fā)展史10按時(shí)代劃分

第一代，第二代，第三代光源分別是什么燈？

按時(shí)代劃分，白熾燈為電氣照明的第一代光源，普通熒光燈為第二代光源，除普通熒光燈外其它氣體放電燈為第三代光源，第三代光源為高強(qiáng)度氣體放電燈，簡稱為HID（HighlutensityDischange）燈。LED照明被稱為第四代新型綠色光源。11光的定義是什么？光有哪幾種？

定義：光是屬于一定波長范圍內(nèi)的一種電磁輻射。分類：可見光、紫外線、紅外線。12LED的發(fā)展史1907年HenryJosephRound第一次觀察到場(chǎng)致發(fā)光現(xiàn)象。1936年GeorgeDestiau第一場(chǎng)使用場(chǎng)致發(fā)光這個(gè)術(shù)語。60年代初，試驗(yàn)中，LED需要置放在液化氮中第一個(gè)商業(yè)LED僅僅只能發(fā)出不可見的紅外線，但是迅速應(yīng)用于感光與光電領(lǐng)域。60年代末，在砷化鎵基體上使用磷化物發(fā)明了第一個(gè)可見的紅光LED70年代中，采用雙層磷化稼能夠發(fā)出黃色光。70年代末，LED出現(xiàn)綠色光。90年代中，LED最終出現(xiàn)藍(lán)色光。90年代末白光的LED開發(fā)成功目前LED已經(jīng)可以發(fā)出紫外光。除此以外，LED的光通量也在與日俱增，最新的實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)是186lm/W13LED發(fā)展計(jì)劃美國LED行業(yè)的預(yù)測(cè)14LED發(fā)展計(jì)劃世界各國政府LED發(fā)展計(jì)劃15LED分類

1、按發(fā)光管發(fā)光顏色分，按發(fā)光管發(fā)光顏色分，可分成紅色、橙色、綠色（又細(xì)分黃綠、標(biāo)準(zhǔn)綠和純綠）、藍(lán)光等另外，有的發(fā)光二極管中包含二種或三種顏色的芯片。根據(jù)發(fā)光二極管出光處摻或不摻散射劑、有色還是無色，上述各種顏色的發(fā)光二極管還可分成有色透明、無色透明、有色散射和無色散射四種類型。散射型發(fā)光二極管和達(dá)于做指示燈用。

2、按發(fā)光管出光面特征分，按發(fā)光管出光面特征分圓燈、方燈、矩形、面發(fā)光管、側(cè)向管、表面安裝用微型管等。圓形燈按直徑分為φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等。國外通常把φ3mm的發(fā)光二極管記作T-1；把φ5mm的記作T-1（3/4）；把φ4.4mm的記作T-1（1/4）。由半值角大小可以估計(jì)圓形發(fā)光強(qiáng)度角分布情況。從發(fā)光強(qiáng)度角分布圖來分有三類：（1）高指向性。一般為尖頭環(huán)氧封裝，或是帶金屬反射腔封裝，且不加散射劑。半值角為5°～20°或更小，具有很高的指向性，可作局部照明光源用，或與光檢出器聯(lián)用以組成自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)。（2）標(biāo)準(zhǔn)型。通常作指示燈用，其半值角為20°～45°。（3）散射型。這是視角較大的指示燈，半值角為45°～90°或更大，散射劑的量較大。

3、按發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)分，按發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)分有全環(huán)氧包封、金屬底座環(huán)氧封裝、陶瓷底座環(huán)氧封裝及玻璃封裝等結(jié)構(gòu)。

4、按發(fā)光強(qiáng)度和工作電流分，按發(fā)光強(qiáng)度和工作電流分有普通亮度的LED（發(fā)光強(qiáng)度100mcd）；把發(fā)光強(qiáng)度在10～100mcd間的叫高亮度發(fā)光二極管。一般LED的工作電流在十幾mA至幾十mA，而低電流LED的工作電流在2mA以下（亮度與普通發(fā)光管相同）。除上述分類方法外，還有按芯片材料分類及按功能分類的方法。1617LED照明相關(guān)知識(shí)

光通量：光源單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的光量稱為光能量，光通量用符號(hào)Φ表示，單位是lm（流明），由于人眼對(duì)不同波長的電磁波具有不同的靈敏度，我們不能直接用光源的輻射功率或輻射通量來衡量光能量，必須采用以人眼對(duì)光的感覺量為基準(zhǔn)的單位----光通量來衡量。光通量是說明某一光源向四周空間發(fā)射出的總光能量，不同光源發(fā)出的光通量在空間的分布是不同的。發(fā)光強(qiáng)度：發(fā)光強(qiáng)度的單位為坎德拉，符號(hào)為cd，它表示光源在某單位球面度立體角(該物體表面對(duì)點(diǎn)光源形成的角)內(nèi)發(fā)射出的光通量。1cd=1lm/1sr（sr：立體角的球面度單位）。光照度：每單位面積上受到的光通量數(shù)，單位是lx（勒克）。發(fā)光效率：指一個(gè)光源所發(fā)出的光通量與該光源所消耗的電功率之比。顯色性：指光源的光照射在物體上所產(chǎn)生的客觀效果。色表：人眼直接觀察光源時(shí)所看到的顏色。18LED照明相關(guān)知識(shí)雙擊添加色溫：當(dāng)光源所發(fā)出的光的顏色與黑體在某一溫度下輻射的顏色相同時(shí)，黑體的溫度就稱為該光源的色溫，用絕對(duì)溫度K（開爾文，開氏度=攝氏度+273.15）表示，由于人們是用與光源的色度相近或近似的完全輻射體的絕對(duì)溫度來描述光源的色表，因此光源的色表又稱為光源的色溫。藍(lán)白色的光源色溫高，黃紅色的光源色溫低。顯色指數(shù)：光源的顯色指數(shù)是對(duì)光源顯色性的評(píng)價(jià)，原則上，人造光線應(yīng)與自然光線相同，使人的肉眼能正確辨別事物的顏色，當(dāng)然，這要根據(jù)照明的位置和目的而定。顯色性（Ra）是指事物的真實(shí)顏色（其自身的色澤）與某一標(biāo)準(zhǔn)光源下所顯示的顏色關(guān)系。Ra值的確定，是將DIN6169標(biāo)準(zhǔn)中定義的8種測(cè)試顏色在標(biāo)準(zhǔn)光源和被測(cè)試光源下做比較，色差越小則表明被測(cè)光源顏色的顯色性越好。Ra值為100的光源表示，事物在其燈光下顯示出來的顏色與在標(biāo)準(zhǔn)光源下一致。1．忠實(shí)顯色，能正確表現(xiàn)物質(zhì)本來的顏色，需使用顯色指數(shù)高的光源，其數(shù)值接近100，顯色性最好2．效果顯色，要鮮明的強(qiáng)調(diào)特定色彩，表現(xiàn)美的生活，可以利用加色法來加強(qiáng)顯色效果。如采用低色溫光源照射，能使紅色更鮮艷，采用中色溫光源照射，使藍(lán)色具有清涼感；采用高色溫光源照射，使物體有冷的感覺。LED照明相關(guān)知識(shí)亮度：亮度是指物體明暗的程度，定義是單位面積的發(fā)光強(qiáng)度，單位：尼特（nit）同步性：兩個(gè)或兩個(gè)以上LED燈在不規(guī)定時(shí)間內(nèi)能正常按程序設(shè)定的方式運(yùn)行，一般指內(nèi)控方式的LED燈，同步性是LED燈實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)變化的基本要求。防護(hù)等級(jí)：IP防護(hù)等級(jí)是將燈具依其防塵、防濕氣之特性加以分級(jí)，由兩個(gè)數(shù)字所組成，第一個(gè)數(shù)字代表燈具防塵、防止外物侵入的等級(jí)（分0-6級(jí)），第二個(gè)數(shù)字代表燈具防濕氣、防水侵入的密封程度（分0-8級(jí)），數(shù)字越大表示其防護(hù)等級(jí)越高。大功率，指發(fā)光功率大，一般指0.5W，1W3W5W或更高的。光強(qiáng)與流明是比小功率的大，但同樣散熱也很大，現(xiàn)在大功率都是單顆應(yīng)用，加很大的散熱片，室外照明、辦公照明多使用大功率；小功率，一般是0.06W左右的，手電、臺(tái)燈多使用小功率；20LED照明相關(guān)知識(shí)波長：光的色彩強(qiáng)弱變化，是可以通過數(shù)據(jù)來描述，這種數(shù)據(jù)叫波長。我們能見到的光的波長，范圍在380至780nm之間，單位：納米（nm）。光散不散，取決于LED的發(fā)光角度，有大角度小角度之分，小角度不散，大角度才散。LED的亮度：跟LED的發(fā)光角度有必然關(guān)系的，LED的角度越小它的亮度越高，沒有什么超亮不超亮的，如果是質(zhì)量好的LED不管是哪家LED廠家生產(chǎn)的，亮度都差不多的，只是生產(chǎn)工藝不一樣，使用壽命略有不同，因?yàn)橛玫亩际悄菐准覈獾腖ED芯片。如果是5MM的LED180度角的白光的LED，亮度只有幾百M(fèi)CD，如果是15度角的亮度就要去到一萬多兩萬MCD的亮度了，亮度相差好幾十倍了，如果是用于照明用的，在戶外最好是用大功率的LED，亮度更高，單個(gè)功率有1W，3W，5W，還有的是用多個(gè)大功率組合成一個(gè)大功率的LED，功率到幾百都有。色溫和亮度沒關(guān)系，而亮度和流明值有關(guān)。21LED照明相關(guān)知識(shí)眩光：視野內(nèi)有亮度極亮的物體或強(qiáng)烈的亮度對(duì)比，則可引起不舒適或造成視覺降低的現(xiàn)象，稱為眩光。眩光的產(chǎn)生在兩個(gè)原因：一是生理原因，一是燈具的原因。生理原因有：（1）由于高亮度的刺激，使瞳孔縮??；（2）由于角膜或晶狀體等眼內(nèi)組織產(chǎn)生光散射，在眼內(nèi)形成光幕；（3）由于視網(wǎng)膜受高亮度的刺激，使適應(yīng)狀態(tài)破壞。燈具產(chǎn)生眩光的主要因素：（1）光源的亮度（亮度越高，眩光越顯著）（2）光源的位置（越接近視線，眩光越顯著）（3）光源外觀大小與數(shù)量（外觀面積越大，光源數(shù)目越多，眩光越顯著）（4）周圍的環(huán)境（環(huán)境亮度越暗，眼睛的適應(yīng)亮度很低，眩光也就顯著）控制眩光的方法在兩種；（1）直接限制光源亮度或采用透光材料減弱眩光（2）用燈具保護(hù)角控制眩光22IP防護(hù)等級(jí)IP防護(hù)等級(jí)IP-65防護(hù)等級(jí)代碼防塵等級(jí)防水等級(jí)230無防護(hù)無特殊的防護(hù)1防止大于50mm之物體侵入防止人體因不慎碰到燈具內(nèi)部零件防止直徑大于50mm之物體侵入2防止大于12mm之物體侵入防止手指碰到燈具內(nèi)部零件3防止大于2.5mm之物全侵入防止直徑大于2.5mm的工具，電線或物體侵入4防止大于1.0mm之物體侵入防止直徑大于1.0的蚊蠅、昆蟲或物體侵入5防塵無法完全防止灰塵侵入，但侵入灰塵量不會(huì)影響燈具正常運(yùn)作6防塵完全防止灰塵侵入防塵等級(jí)24防水等級(jí)0無防護(hù)無特殊的防護(hù)1防止滴水侵入防止垂直滴下之水滴2傾斜15度時(shí)仍防止滴水侵入當(dāng)燈具傾斜15度時(shí)，仍可防止滴水3防止噴射的水侵入防止雨水、或垂直入夾角小于50度方向所噴射之水4防止飛濺的水侵入防止各方向飛濺而來的水侵入5防止大浪的水侵入防止大浪或噴水孔急速噴出的水侵入6防止大浪的水侵入燈具侵入水中在一定時(shí)間或水壓的條件下，仍可確保燈具正常運(yùn)作7防止侵水的水侵入燈具無期限的沉沒水中在一定水壓的條件下，及可確保燈具正常運(yùn)作8防止沉沒的影響25LED照明特性26LED電特性LED是一個(gè)由半導(dǎo)體無機(jī)材料構(gòu)成的單極性PN結(jié)二極管，它是半導(dǎo)體PN結(jié)二極管中的一種，其電壓-電流之間的關(guān)系稱為伏安特性。LED電特性參數(shù)包括正向電流、正向電壓、反向電流和反向電壓，LED必須在合適的電流電壓驅(qū)動(dòng)下才能正常工作。通過LED電特性的測(cè)試可以獲得LED的最大允許正向電壓、正向電流及反向電壓、電流，此外也可以測(cè)定LED的最佳工作電功率。

27LED電特性

I-V特性是LED芯片性能主要參數(shù)。

I-V特性具有非線性、整流性質(zhì)：單向?qū)щ娦?，即外加正偏壓表現(xiàn)低接觸電阻，反之為高接觸電阻。（1）正向死區(qū)（2）正向工作區(qū)（3）反向死區(qū)（4）反向擊穿區(qū)28LED電特性C-V特性LED的芯片pn結(jié)面積大小不一，使其結(jié)電容也不一C-V特性呈現(xiàn)二次函數(shù)關(guān)系是電容與電壓的關(guān)系最大允許功耗PFm響應(yīng)時(shí)間是LED點(diǎn)亮與熄滅所延遲的時(shí)間。響應(yīng)時(shí)間主要取決于載流子壽命、器件的結(jié)電容及電路阻抗。LED點(diǎn)亮?xí)r間——指接通電源使發(fā)光亮度達(dá)到正常的10%開始，一直到發(fā)光亮度達(dá)到正常值的90%所經(jīng)歷的時(shí)間。LED熄滅時(shí)間——指正常發(fā)光減弱至原來的10%所經(jīng)歷的時(shí)間。不同材料制得的LED響應(yīng)時(shí)間各不相同29LED光特性發(fā)光強(qiáng)度是表征發(fā)光器件發(fā)光強(qiáng)弱的重要性能。LED大量應(yīng)用要求是圓柱、圓球封裝，由于凸透鏡的作用，故都具有很強(qiáng)指向性：位于法向方向光強(qiáng)最大，其與水平面交角為90°。當(dāng)偏離正法向不同θ角度，光強(qiáng)也隨之變化。發(fā)光強(qiáng)度隨著不同封裝形狀而強(qiáng)度依賴角方向。發(fā)光強(qiáng)度的角分布θ是描述LED發(fā)光在空間各個(gè)方向上光強(qiáng)分布。它主要取決于封裝的工藝，透鏡的材料，透鏡的曲率，芯片周圍的反光杯。30LED光特性31LED光特性發(fā)光峰值波長及其光譜分布LED的光譜特性參數(shù)主要包括峰值發(fā)射波長、光譜輻射帶寬和光譜功率分布等。單色LED的光譜為單一波峰，特性以峰值波長和帶寬表示，而白光LED的光譜由多種單色光譜合成。LED的光譜特性都可由光譜功率分布表示，而由LED的光譜功率分布還可計(jì)算得到色度參數(shù)。LED發(fā)光強(qiáng)度或光功率輸出隨著波長變化而不同，繪成一條分布曲線——光譜分布曲線。當(dāng)此曲線確定之后，器件的有關(guān)主波長、純度等相關(guān)色度學(xué)參數(shù)亦隨之而定。LED的光譜分布與制備所用化合物半導(dǎo)體種類、性質(zhì)及pn結(jié)結(jié)構(gòu)（外延層厚度、摻雜雜質(zhì)）等有關(guān)，而與器件的幾何形狀、封裝方式無關(guān)。32LED光特性發(fā)光峰值波長及其光譜分布如圖1藍(lán)光InGaN/GaN發(fā)光譜峰λp=460～465nm2綠光GaP:N發(fā)光譜峰λp=550nm3紅光GaP:Zn-O發(fā)光譜峰λp=680～700nm4紅外GaAs發(fā)光譜峰λp=910nm5Si光敏光電管通常作光電接收用6標(biāo)準(zhǔn)鎢絲燈33LED光特性峰值波長：無論什么材料制成的LED，都有一個(gè)相對(duì)光強(qiáng)度最強(qiáng)處（光輸出最大），與之相對(duì)應(yīng)有一個(gè)波長，此波長叫峰值波長，用λp表示。只有單色光才有λp波長。譜線寬度：在LED譜線的峰值兩側(cè)±△λ處，存在兩個(gè)光強(qiáng)等于峰值（最大光強(qiáng)度）一半的點(diǎn)，此兩點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)λp-△λ，λp+△λ之間寬度叫譜線寬度，也稱半功率寬度或半高寬度。主波長：有的LED發(fā)光不單是單一色，即不僅有一個(gè)峰值波長；甚至有多個(gè)峰值，并非單色光。為此描述LED色度特性而引入主波長。主波長就是人眼所能觀察到的，由LED發(fā)出主要單色光的波長。單色性越好，則λp也就是主波長。如GaP材料可發(fā)出多個(gè)峰值波長，而主波長只有一個(gè)，它會(huì)隨著LED長期工作，結(jié)溫升高而主波長偏向長波。34LED的光學(xué)特性——中心波長峰值波長質(zhì)心波長35LED光特性光通量是表征LED總光輸出的輻射能量，它標(biāo)志器件的性能優(yōu)劣。光通量為LED向各個(gè)方向發(fā)光的能量之和，它與工作電流直接有關(guān)。隨著電流增加，LED光通量隨之增大?？梢姽釲ED的光通量單位為流明（lm）。LED向外輻射的功率——光通量與芯片材料、封裝工藝水平及外加恒流源大小有關(guān)。36總光通量的測(cè)量——積分球法積分球法使用積分球?qū)⑹筁ED總通量的測(cè)量更加簡單。帶有兩個(gè)入射孔和一個(gè)于探測(cè)器的出射孔的積分測(cè)量可對(duì)待測(cè)LED的自吸進(jìn)行修正。37LED光特性發(fā)光效率LED效率有兩種

內(nèi)部效率：pn結(jié)附近由電能轉(zhuǎn)化成光能的效率。內(nèi)部效率只用來分析和評(píng)價(jià)芯片優(yōu)劣的特性

外部效率：輻射到外部的效率。發(fā)光效率：輻射出光能量（發(fā)光量）與輸入電能之比量子效率η=發(fā)射的光子數(shù)/pn結(jié)載流子數(shù)流明效率：LED的光通量/外加耗電功率流明效率是評(píng)價(jià)具有外封裝LED特性，LED的流明效率高指在同樣外加電流下輻射可見光的能量較大，故也叫可見光發(fā)光效率。理論計(jì)算中，最大的流明下來率為628lm/W。同此相比，LED未來的發(fā)展前景很廣闊。38LED光特性幾種常見色光的效率對(duì)比LEDλp材料可見光發(fā)光效率（lm/w）外量子效率發(fā)光顏色（nm）最高值平均值紅光700GaP:Zn-O2.4121~3660GaAlAs0.270.50.3650GaAsP0.380.50.2黃光590GaP:N-N0.450.1

綠光555GaP:N4.20.70.015~0.15藍(lán)光465GaN

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白光譜帶GaN+YAG小芯片1.6

大芯片1839LED光特性品質(zhì)優(yōu)良的LED要求向外輻射的光能量大，向外發(fā)出的光盡可能多，即外部效率要高.LED向外發(fā)光僅是內(nèi)部發(fā)光的一部分，總的發(fā)光效率應(yīng)為η=ηiηcηe，ηi向?yàn)閜、n結(jié)區(qū)少子注入效率ηc為在勢(shì)壘區(qū)少子與多子復(fù)合效率ηe為外部出光（光取出效率）效率。40LED光特性由于LED材料折射率很高ηi≈3.6。當(dāng)芯片發(fā)出光在晶體材料與空氣界面時(shí)（無環(huán)氧封裝）若垂直入射，被空氣反射，反射率為（n1-1）2/（n1+1）2=0.32，反射出的占32%，鑒于晶體本身對(duì)光有相當(dāng)一部分的吸收，于是大大降低了外部出光效率。41LED光特性如何提高外部出光效率ηe？1.用折射率較高的透明材料覆蓋在芯片表面2.把芯片晶體表面加工成半球形3.用Eg大的化合物半導(dǎo)體作襯底以減少晶體內(nèi)光吸收。有人曾經(jīng)用n=2.4~2.6的低熔點(diǎn)玻璃[成分As-S(Se)-Br(I)]且熱塑性大的作封帽，可使紅外GaAs、GaAsP、GaAlAs的LED效率提高4~6倍。42LED光特性發(fā)光亮度亮度是LED發(fā)光性能又一重要參數(shù)，具有很強(qiáng)方向性。其正法線方向的亮度，指定某方向上發(fā)光體表面亮度等于發(fā)光體表面上單位投射面積在單位立體角內(nèi)所輻射的光通量，單位為cd/m2或Nit。LED亮度與外加電流密度有關(guān)，電流密度增加發(fā)光亮度也近似增大。LED亮度還與環(huán)境溫度有關(guān)，環(huán)境溫度升高，復(fù)合效率下降，發(fā)光亮度減小。當(dāng)環(huán)境溫度不變，電流增大足以引起pn結(jié)結(jié)溫升高，溫升后，亮度呈飽和狀態(tài)。43LED光特性老化：LED發(fā)光亮度隨著長時(shí)間工作而出現(xiàn)光強(qiáng)或光亮度衰減現(xiàn)象。器件老化程度與外加恒流源的大小有關(guān)。外加恒流源越大老化越快。壽命：通常把亮度降到初始亮度一般所經(jīng)歷的時(shí)間稱為二極管的壽命。測(cè)量方法：給LED通以一定恒流源，點(diǎn)燃103~104小時(shí)后，先后測(cè)得BO，Bt=1000~10000，代入Bt=BOe-t/τ求出τ；再把Bt=1/2BO代入，可求出壽命t。長期以來總認(rèn)為LED壽命為106小時(shí)，這是指單個(gè)LED在e=20mA下。隨著功率型LED開發(fā)應(yīng)用，國外學(xué)者認(rèn)為以LED的光衰減百分比數(shù)值作為壽命的依據(jù)。如LED的光衰減為原來35%，壽命＞6000h。44LED熱學(xué)特性LED的光學(xué)參數(shù)與pn結(jié)結(jié)溫有很大的關(guān)系。一般工作在小電流IF＜10mA，或者10~20mA長時(shí)間連續(xù)點(diǎn)亮LED溫升不明顯。若環(huán)境溫度較高，LED的主波長或λp就會(huì)向長波長漂移，BO也會(huì)下降，尤其是點(diǎn)陣、大顯示屏的溫升對(duì)LED的可靠性、穩(wěn)定性影響應(yīng)專門設(shè)計(jì)散射通風(fēng)裝置。LED的主波長隨溫度關(guān)系可表示為λp（T′）=λ0（T0）+△Tg×0.1nm/℃由式可知，每當(dāng)結(jié)溫升高10℃，則波長向長波漂移1nm，且發(fā)光的均勻性、一致性變差。這對(duì)于作為照明用的燈具光源要求小型化、密集排列以提高單位面積上的光強(qiáng)、光亮度的設(shè)計(jì)尤其應(yīng)注意用散熱好的燈具外殼或?qū)ｉT通用設(shè)備、確保LED長期工作。45LED熱學(xué)特性LED測(cè)量的環(huán)境溫度一般為Tamb＝25oC。隨著溫度的增加，LED波長的中心會(huì)發(fā)生藍(lán)移或紅移隨著溫度的增加，LED的光強(qiáng)將會(huì)減小46LED熱學(xué)特性47LED熱學(xué)特性48LED散熱結(jié)構(gòu)LED熱學(xué)特性49LED的重要參數(shù)釋疑

1.正向工作電流If：它是指發(fā)光二極體正常發(fā)光時(shí)的正向電流值。在實(shí)際使用中應(yīng)根據(jù)需要選擇IF在0.6·IFm以下。

2.正向工作電壓VF：參數(shù)表中給出的工作電壓是在給定的正向電流下得到的。一般是在IF=20mA時(shí)測(cè)得的。發(fā)光二極體正向工作電壓VF在1.4～3V。在外界溫度升高時(shí)，VF將下降。

3.V-I特性：發(fā)光二極體的電壓與電流的關(guān)系，在正向電壓正小于某一值（叫閾值）時(shí)，電流極小，不發(fā)光。當(dāng)電壓超過某一值后，正向電流隨電壓迅速增加，發(fā)光。

4.發(fā)光強(qiáng)度IV：發(fā)光二極體的發(fā)光強(qiáng)度通常是指法線（對(duì)圓柱形發(fā)光管是指其軸線）方向上的發(fā)光強(qiáng)度。若在該方向上輻射強(qiáng)度為（1/683）W/sr時(shí)，則發(fā)光1坎德拉（符號(hào)為cd）。由于一般LED的發(fā)光二強(qiáng)度小，所以發(fā)光強(qiáng)度常用燭光(坎德拉,mcd)作單位。

5.LED的發(fā)光角度：-90°-+90°

6.光譜半寬度Δλ:它表示發(fā)光管的光譜純度。

7.半值角θ1/2和視角：θ1/2是指發(fā)光強(qiáng)度值為軸向強(qiáng)度值一半的方向與發(fā)光軸向（法向）的夾角。

8.全形：根據(jù)LED發(fā)光立體角換算出的角度，也叫平面角。

9.視角：指LED發(fā)光的最大角度，根據(jù)視角不同，應(yīng)用也不同，也叫光強(qiáng)角。

10.半形：法向0°與最大發(fā)光強(qiáng)度值/2之間的夾角。嚴(yán)格上來說，是最大發(fā)光強(qiáng)度值與最大發(fā)光強(qiáng)度值/2所對(duì)應(yīng)的夾角。LED的封裝技術(shù)導(dǎo)致最大發(fā)光角度并不是法向0°的光強(qiáng)值，引入偏差角，指得是最大發(fā)光強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的角度與法向0°之間的夾角。

11.最大正向直流電流IFm：允許加的最大的正向直流電流。超過此值可損壞二極體。

12.最大反向電壓VRm：所允許加的最大反向電壓。超過此值，發(fā)光二極體可能被擊穿損壞。

13.工作環(huán)境topm:發(fā)光二極體可正常工作的環(huán)境溫度范圍。低于或高于此溫度范圍，發(fā)光二極體將不能正常工作，效率大大降低。

14.允許功耗Pm:允許加于LED兩端正向直流電壓與流過它的電流之積的最大值。超過此值，LED發(fā)熱、損壞。50LED照明應(yīng)用51

LED應(yīng)用1、顯示屏、交通訊號(hào)顯示光源的應(yīng)用：LED燈具有抗震耐沖擊、光響應(yīng)速度快、省電和壽命長等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種室內(nèi)、戶外顯示屏，分為全色、三色和單色顯示屏，全國共有100多個(gè)單位在開發(fā)生產(chǎn)。交通信號(hào)燈主要用超高亮度紅、綠、黃色LED,因?yàn)椴捎肔ED信號(hào)燈既節(jié)能，可靠性又高，所以在全國范圍內(nèi)，交通信號(hào)燈正在逐步更新?lián)Q代，而且推廣速度快，市場(chǎng)需求量很大，是個(gè)很好的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。

2、汽車工業(yè)上的應(yīng)用汽車用燈包含汽車內(nèi)部的儀表板、音響指示燈、開關(guān)的背光源、閱讀燈和外部的剎車燈、尾燈、側(cè)燈以及頭燈等。汽車用白熾燈不耐震動(dòng)撞擊、易損壞、壽命短，需要經(jīng)常更換。1987年，我國開始在汽車上安裝高位剎車燈。由于LED響應(yīng)速度快,可以及早提醒司機(jī)剎車，減少汽車追尾事故，在發(fā)達(dá)國家，使用LED制造的中央后置高位剎車燈已成為汽車的標(biāo)準(zhǔn)件，美國HP公司在1996年推出的LED汽車尾燈模組可以隨意組合成各種汽車尾燈。此外，在汽車儀表板及其他各種照明部分的光源，都可用超高亮度發(fā)光燈來擔(dān)當(dāng)，所以均在逐步采用LED顯示。我國汽車工業(yè)正處于大發(fā)展時(shí)期，是推廣超高亮度LED的極好時(shí)機(jī)。近幾年內(nèi)會(huì)形成年產(chǎn)10億元的產(chǎn)值，5年內(nèi)會(huì)形成每年30億元的產(chǎn)值。52LED應(yīng)用3、LED背光源：以高效側(cè)發(fā)光的背光源最為引人注目，LED作為LCD背光源應(yīng)用，具有壽命長、發(fā)光效率高、無干擾和性價(jià)比高等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于電子手表、手機(jī)、BP機(jī)、電子計(jì)算器和刷卡機(jī)上，隨著便攜電子產(chǎn)品日趨小型化，LED背光源更具優(yōu)勢(shì)，因此背光源制作技術(shù)將向更薄型、低功耗和均勻一致方面發(fā)展。LED是手機(jī)關(guān)鍵器件，一部普通手機(jī)或小靈通約需使用10只LED器件，而一部彩屏和帶有照相功能的手機(jī)則需要使用約20只LED器件?，F(xiàn)階段手機(jī)背光源用量非常大，一年要用35億只LED芯片。目前我國手機(jī)生產(chǎn)量很大，而且大部分LED背光源還是進(jìn)口的，對(duì)于國產(chǎn)LED產(chǎn)品來說，這是個(gè)極好的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。

4、LED照明光源：早期的產(chǎn)品發(fā)光效率低，光強(qiáng)一般只能達(dá)到幾個(gè)到幾十個(gè)mcd，適用在室內(nèi)場(chǎng)合，在家電、儀器儀表、通訊設(shè)備、微機(jī)及玩具等方面應(yīng)用。目前直接目標(biāo)是LED光源替代白熾燈和熒光燈，這種替代趨勢(shì)已從局部應(yīng)用領(lǐng)域開始發(fā)展。日本為節(jié)約能源，正在計(jì)劃替代白熾燈的發(fā)光二極管項(xiàng)目(稱為"照亮日本")，頭五年的預(yù)算為50億日元，如果LED替代半數(shù)的白熾燈和熒光燈，每年可節(jié)約相當(dāng)于60億升原油的能源,相當(dāng)于五個(gè)1.35×106kW核電站的發(fā)電量，并可減少二氧化碳和其它溫室氣體的產(chǎn)生，改善人們生活居住的環(huán)境。我國也于2004年投資50億大力發(fā)展節(jié)能環(huán)保的半導(dǎo)體照明計(jì)劃。

LED應(yīng)用535、其它應(yīng)用例如一種受到兒童歡迎的閃光鞋，走路時(shí)內(nèi)置的LED會(huì)閃爍發(fā)光，僅溫州地區(qū)一年要用5億只發(fā)光二極管；利用發(fā)光二極管作為電動(dòng)牙刷的電量指示燈，據(jù)國內(nèi)正在投產(chǎn)的制造商介紹,該公司已有少量保健牙刷上市，預(yù)計(jì)批量生產(chǎn)時(shí)每年需要3億只發(fā)光燈；正在流行的LED圣誕燈，由于造型新穎、色彩豐富、不易碎破以及低壓使用的安全性，近期在香港等東南亞地區(qū)銷勢(shì)強(qiáng)勁，受到人們普遍的歡迎，正在威脅和替代現(xiàn)有電泡的圣誕市場(chǎng)。

6、家用室內(nèi)照明的LED產(chǎn)品越來受人歡迎，LED筒燈，LED天花燈，LED日光燈等家居照明，已悄悄地進(jìn)入家庭！LED應(yīng)用54LED應(yīng)用效果55LED應(yīng)用效果HighPressureSodiumLED56LED應(yīng)用效果57優(yōu)勢(shì)在于：1.LED路燈本身具有光的指向性，對(duì)光照射面的均勻度可控，理論上可以做到在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)完全均勻，沒有光的漫射，這也能避免傳統(tǒng)光源“燈下亮”現(xiàn)象中的光浪費(fèi)，保證光效；2.LED作為點(diǎn)光源，通過合理設(shè)計(jì)，很大程度上可以直接解決傳統(tǒng)球狀光源必須依靠光發(fā)射來解決的二次取光及光損耗問題，其獨(dú)特的二次光學(xué)設(shè)計(jì)，將LED路燈的光照射到所需照明的區(qū)域，進(jìn)一步提高了光照效率，達(dá)到節(jié)能目的；

3、LED的光源效率目前已達(dá)100lm/W，而且還有很大的發(fā)展空間，理論值能達(dá)到250lm/W。而高壓鈉燈的發(fā)光效率是隨功率增加才有所增加，因此，總體光效LED路燈比高壓鈉燈強(qiáng)；

4、LED路燈的光顯色性比高壓鈉燈高，高壓鈉燈顯色指數(shù)只有23左右，而LED路燈顯色指數(shù)可達(dá)到75以上，從視覺心理角度考慮，達(dá)到同等亮度，LED路燈的光照度平均可以比高壓鈉燈降低20%以上(參照英國道路照明標(biāo)準(zhǔn))；而且，在中間視覺水平下，人眼在高色溫環(huán)境里比低色溫環(huán)境更容易辨別事物，避免了某些危險(xiǎn)狀態(tài)的發(fā)生；5、LED路燈的光衰小，一年的光衰不到3%，使用10年仍達(dá)到道路使用照度要求，因此，LED路燈在使用功率的設(shè)計(jì)上可以比高壓鈉燈低；6.色溫可選，LED路燈可以自動(dòng)調(diào)光，能實(shí)現(xiàn)在滿足不同時(shí)段、不同場(chǎng)合照明要求，最大可能的降低功率，節(jié)省電能，提高效率；7、LED是低壓直流器件，驅(qū)動(dòng)單顆LED的電壓為安全電壓，所以它是一個(gè)比使用高壓電源更安全的電源，特別適用于公共場(chǎng)所。直流的特點(diǎn)使LED特別適合與太陽能、風(fēng)電進(jìn)行結(jié)合；還具有質(zhì)量可靠，適合于易變、易震的環(huán)境；壽命長，理論壽命能使用5萬小時(shí)以上；可以進(jìn)行頻繁的開關(guān)而不用擔(dān)心其損壞；安裝簡便；散熱控制出色；技術(shù)進(jìn)步空間依然很大等優(yōu)勢(shì)。LED應(yīng)用于路燈有先天優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)58但是不少專家學(xué)者認(rèn)為LED作為路燈來取代高壓鈉燈在技術(shù)上還不成熟，主要認(rèn)為其劣勢(shì)(影響路燈推廣應(yīng)用的因素)有：

當(dāng)前價(jià)格還太高，無法普及，當(dāng)前同等照度設(shè)計(jì)的LED光源價(jià)格大約相當(dāng)于傳統(tǒng)光源的4倍(不過在路燈產(chǎn)品中，光源部分占總成本并不高，所以在工程安裝中的成本提高比例也不會(huì)太高，應(yīng)用的空間還是比較大的)，在民用中難以承受。當(dāng)前設(shè)計(jì)和制造標(biāo)準(zhǔn)比較混亂，損壞比例高，影響了LED的壽命優(yōu)勢(shì)。某些LED產(chǎn)品的發(fā)光效率無法和高壓鈉燈相比LED的照射過于集中，其照射的均勻度差；劣質(zhì)LED路燈產(chǎn)品充斥市場(chǎng)，光衰嚴(yán)重，壽命不長；LED路燈本身自重過重，不利于安裝，防風(fēng)；LED應(yīng)用于路燈有先天優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)59發(fā)光效率問題目前來說，LED的發(fā)光效率從數(shù)字上來看的確不如高壓鈉燈。LED現(xiàn)在的光效一般在65~75lm/w，而且隨著技術(shù)的發(fā)展，LED的光效每年都在提高，而高壓鈉燈可以達(dá)到125lm/w。但是，高壓鈉燈的光譜比較集中于黃色，它的色溫比較低，只有2000~2500K，而LED的色溫較高，可以達(dá)到3500~4500K以上。另外高壓鈉燈的光線是向四處發(fā)射的，有很大一部分光無法到達(dá)路面。還有，高壓鈉燈的顯色指數(shù)差，只有23左右，感覺昏暗；而LED的顯色指數(shù)高，可以達(dá)到75~80。路面明亮，感覺舒適。所以從實(shí)際的發(fā)光效果來看，LED反而可以比高壓鈉燈高出很多。135W的LED可以取代250W的高壓鈉燈，或300W的水銀燈。135W的LED，其輸出光通量大約只有7020流明(經(jīng)過二次光學(xué)設(shè)計(jì)，會(huì)有所損失)，到達(dá)路面時(shí)的流明數(shù)仍為6500流明，而路面的平均照度可以達(dá)到16Lux(12m高桿)。250W高壓鈉燈的輸出光通量為20，000流明。但到達(dá)路面的流明數(shù)就只有7000流明。路面的照度大約為30~40Lux，由于顯色系數(shù)的差別，LED的照度修正系數(shù)為2.35倍，高壓鈉燈的修正系數(shù)為0.94倍。所以135W的LED經(jīng)過修正以后地面的照度為37.6Lux，而高壓鈉燈的修正后的照度為28.2~37.6。二者相當(dāng)。所以，135W的LED可以取代250W的高壓鈉燈，LED可以節(jié)能1.85倍，節(jié)能效率約為50%。60LED照明技術(shù)介紹61LED產(chǎn)品“貴”的三大原因

1.國內(nèi)企業(yè)沒有核心技術(shù)LED行業(yè)的上游的絕大部分核心專利被國外的廠商所掌握。目前，我們沒有掌握核心技術(shù)，盡管我們LED應(yīng)用產(chǎn)品制造能力在全球占到50%,份額占到50%,但利潤卻是最低的一環(huán)。LED芯片隨工藝、數(shù)量增長采用更大尺寸晶圓片制作工藝，會(huì)不斷的降低成本，近年來每年在20%速度降低，LED芯片價(jià)格因數(shù)中，要將光效的提升也計(jì)入價(jià)格降低中，同樣的價(jià)格購買了更好的產(chǎn)品。LED照明燈具的成本主要在LED芯片，只要芯片價(jià)格降下來，LED的流明單價(jià)能降到與現(xiàn)階段的節(jié)能燈相當(dāng)，室內(nèi)照明就自然遍地開花。LED芯片還大有降價(jià)空間。2.LED應(yīng)用產(chǎn)品散熱難結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在燈具中大概占20%,一直以來中國勤勞人民都會(huì)定價(jià)很低，20%成本認(rèn)為很合理，最大的問題是怎樣更有創(chuàng)新，設(shè)計(jì)更合理。散熱成本要維持在5%,實(shí)際散熱設(shè)計(jì)很簡單，把住兩個(gè)方向：一是，LED芯片與外散熱器件路徑越短越好，越短你的散熱設(shè)計(jì)就越好；二是，散熱阻力，就是要有足夠的散熱傳導(dǎo)路徑同時(shí)也要有足夠的‘散熱道路’.這部分成本主要在結(jié)構(gòu)，用于散熱成本并不多。3.LED應(yīng)用電源管理電源是LED燈具最薄弱的環(huán)節(jié)，嚴(yán)重滯后LED燈具發(fā)展，品質(zhì)有待提高。現(xiàn)在設(shè)計(jì)占燈具成本的20%左右，有些高。隨著技術(shù)發(fā)展電源大概在5-10%最為合理。LED成本高，其實(shí)是相對(duì)目前其他光源來說，作為20世紀(jì)90年代才發(fā)明藍(lán)光LED,從而導(dǎo)致LED白光得以實(shí)現(xiàn)的LED行業(yè)而言，其實(shí)現(xiàn)在的成本并不高。尤其是LED環(huán)保、節(jié)能、不含汞，而且每季度LED燈具的價(jià)格都在往下滑，相信一定可以在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到人們能夠接受的水平。62LED照明技術(shù)攻關(guān)——提高光通量光通的提高還需要從大功率的LED的外延技術(shù)、芯片工藝等基礎(chǔ)層次進(jìn)一步提升。目前，國內(nèi)外制作白光LED的方法是先將LED芯片放置在封裝的基片上，用金絲進(jìn)行鍵合，然后在芯片周圍涂敷YAG熒光粉，再用環(huán)氧樹脂包封。樹脂既起保護(hù)芯片的作用又起到聚光鏡的作用。從LED芯片發(fā)射出的藍(lán)色光射到周圍的熒光粉層內(nèi)經(jīng)多次散亂的反射、吸收，最后向外部發(fā)出。LED(藍(lán))的光譜線的峰值在465nm處，半值寬為30nm。LED發(fā)出的部分藍(lán)色光激發(fā)黃色的YAG熒光粉層，使其發(fā)出黃色光(峰值為555nm)，一部分藍(lán)色光直接或反射后向外發(fā)出，最終達(dá)到外部的光為藍(lán)黃二色光，即白光。芯片倒裝技術(shù)(FlipChip)可以得到比傳統(tǒng)的LED芯片封裝技術(shù)更多的有效出光。但是如果不在芯片的發(fā)光層的電極下方增加反射層來反射出浪費(fèi)的光能，則會(huì)造成約8%的光損失。所以底板材料上必須增加反射層。芯片側(cè)面的光也必須利用熱沉的鏡面加以反射，增加器件的出光率。而且在倒裝芯片的藍(lán)寶石襯底(Sapphire)與環(huán)氧樹脂導(dǎo)光結(jié)合面間應(yīng)加上一層硅膠材料以改善芯片出光的折射率。經(jīng)過光學(xué)封裝技術(shù)的改善，可以大幅度的提高大功率LED器件的出光率(光通量)。63LED照明技術(shù)攻關(guān)——二次配光設(shè)計(jì)

LED照明器具進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高LED的使用質(zhì)量。因此研究大功率LED光源二次光學(xué)配光設(shè)計(jì)，滿足大面積投光和泛光照明配光需求尤為迫切。通過二次光學(xué)設(shè)計(jì)技術(shù)，設(shè)計(jì)外加的反射杯與多重光學(xué)透鏡及非球面出光表面，可以提高器件的取光效率。傳統(tǒng)光源照射方向?yàn)?60°，燈具依靠反射器將大部分光線反射到特定方位，只有40%左右的光是直接透過玻璃罩到達(dá)路面的，其他的光是通過燈具反射器再投射出燈具的，燈具的反射器的效率一般僅為50%~60%，所以有60%左右的光輸出在燈具內(nèi)，是在損失了30%~40%后再投射到路面上的。光源光輸出的很大一部分被限制在燈具內(nèi)部發(fā)熱消耗掉。LED燈的絕大部分光線都是前射光，可以實(shí)現(xiàn)>95%的光效，這是LED區(qū)別于其他光源的重要特性之一，如果不能將這一特性很好利用，會(huì)使LED的優(yōu)勢(shì)大打折扣。大多數(shù)大功率LED燈由于是多個(gè)LED芯片拼裝，要將這么多光源照到不同方向，我們充分發(fā)揮芯片整體封裝的特點(diǎn)，采用透鏡加以解決，通過光學(xué)設(shè)計(jì)，根據(jù)不同需要，配備不同凸面曲線，依靠透鏡來將光線分配到不同方向，保證出光角度大的可以達(dá)到120°～160°，小的可以將光線聚集在30°以內(nèi)，透鏡一旦定型，在生產(chǎn)工藝保證的前提下，同種燈具的配光特性也就達(dá)到了一致。完全可以通過經(jīng)過多次試制，不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，能夠使LED路燈達(dá)到道路照明標(biāo)準(zhǔn)要求的蝙蝠翼光型。目前隧道燈、路燈和一般照明燈已達(dá)到各自應(yīng)用場(chǎng)所的照明要求。64LED照明技術(shù)攻關(guān)——散熱技術(shù)散熱是LED路燈需要重點(diǎn)解決的問題。眾所周知，LED是個(gè)光電器件，其工作過程中只有15%～25%的電能轉(zhuǎn)換成光能，其余的電能幾乎都轉(zhuǎn)換成熱能，使LED的溫度升高。在大功率LED中，散熱是個(gè)大問題。例如，1個(gè)10W白光LED若其光電轉(zhuǎn)換效率為20%，則有8W的電能轉(zhuǎn)換成熱能，若不加散熱措施，則大功率LED的器芯溫度會(huì)急速上升，當(dāng)其結(jié)溫(TJ)上升超過最大允許溫度時(shí)(一般是150℃)，大功率LED會(huì)因過熱而損壞。因此在大功率LED燈具設(shè)計(jì)中，最主要的設(shè)計(jì)工作就是散熱設(shè)計(jì)。由于LED路燈亮度要求高，使用環(huán)境比較苛刻，如果散熱解決不好，會(huì)迅速導(dǎo)致LED老化，穩(wěn)定性降低。一盞采用250W高壓鈉燈的路燈，由于技術(shù)成熟，散熱控制的很好，即使工作5000小時(shí)，光衰仍然很小。以目前的技術(shù)，相同條件下的大功率LED路燈，如果散熱解決不好，光衰會(huì)很大。目前LED路燈的散熱方式主要有：自然對(duì)流散熱、加裝風(fēng)扇強(qiáng)制散熱、熱管、回路熱管散熱和均溫板散熱等。加裝風(fēng)扇強(qiáng)制散熱方式系統(tǒng)復(fù)雜、可靠性低，熱管和均溫板散熱方式成本較高。65LED照明技術(shù)攻關(guān)——模組化LED路燈，最終會(huì)選擇模塊化安裝及維修?，F(xiàn)在路面用的最多的高壓鈉燈，內(nèi)部的鎮(zhèn)流器等部件不容易損壞，大部分不亮的原因是光源損壞，維修的方式只要更換光源即可。一個(gè)熟練的操作工人，完全可以個(gè)人進(jìn)行高臺(tái)操作。但是，LED路燈，內(nèi)部的部件很多，除了光源(芯片)，其他各個(gè)部分損壞都會(huì)導(dǎo)致芯片不亮。所以，在現(xiàn)場(chǎng)，無法立刻斷定LED路燈損壞的原因。如果LED路燈不亮，需要把LED路燈摘下運(yùn)回工廠進(jìn)行各項(xiàng)檢測(cè)。這樣更換LED路燈的方式顯得非常繁瑣。LED路燈的發(fā)展最終版本，就是發(fā)展成為模塊化。光源、電氣等之間全部是按照插接進(jìn)行更換，這樣，一個(gè)熟練的工人，也完全能獨(dú)立進(jìn)行判斷損壞的原因并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)維修。66怎么樣才算是優(yōu)質(zhì)光源和先進(jìn)的照明技術(shù)優(yōu)質(zhì)光源應(yīng)體現(xiàn)以下四點(diǎn)：1、燈發(fā)出的光為全色光；2、燈光光譜成分中沒有紫外光和紅外光；3、光的色溫應(yīng)貼近自然光；4、燈光為無頻光。先進(jìn)的照明技術(shù)應(yīng)體現(xiàn)以下四點(diǎn)：1、眩光是否小2、照膽是否高3、照度分布是否均勻4、觀賞功能是否強(qiáng)室內(nèi)綠色照明解決方案解決頻繁換燈，減少維護(hù)時(shí)間及費(fèi)用；解決居高不下的電費(fèi)支出，輕松用電；解決因燈具產(chǎn)生的熱量，影響環(huán)境溫度，提高生活工作環(huán)境質(zhì)量；解決傳統(tǒng)燈具有毒氣體排放，保證身體健康；68LED驅(qū)動(dòng)電源九大性能特點(diǎn)要求

根據(jù)電網(wǎng)的用電規(guī)則和LED驅(qū)動(dòng)電源的特性要求，在選擇和設(shè)計(jì)LED驅(qū)動(dòng)電源時(shí)要考慮到以下九大性能特點(diǎn)要求：1．高可靠性，特別像LED路燈的驅(qū)動(dòng)電源，裝在高空，維修不方便，維修的花費(fèi)也大。2．高效率，LED是節(jié)能產(chǎn)品，驅(qū)動(dòng)電源的效率要高。因?yàn)長ED的發(fā)光效率隨著LED溫度的升高而下降，所以LED的散熱非常重要。電源的效率高，它的耗損功率小，在燈具內(nèi)發(fā)熱量就小，也就降低了燈具的溫升，可以延緩LED的光衰。3．高功率因素，功率因素是電網(wǎng)對(duì)負(fù)載的要求。一般70瓦以下的用電器，沒有強(qiáng)制性指標(biāo)。雖然功率不大的單個(gè)用電器功率因素低一點(diǎn)對(duì)電網(wǎng)的影響不大，但晚上大家點(diǎn)燈，同類負(fù)載太集中，會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生較嚴(yán)重的污染。4．驅(qū)動(dòng)方式，現(xiàn)在通行的有兩種：一種是一個(gè)恒壓源供多個(gè)恒流源，每個(gè)恒流源單獨(dú)給每路LED供電。這種方式，組合靈活，一路LED故障，不影響其他LED的工作，但成本會(huì)略高一點(diǎn)。另一種是直接恒流供電，LED串聯(lián)或并聯(lián)運(yùn)行。它的優(yōu)點(diǎn)是成本低一點(diǎn)，但靈活性差，還要解決某個(gè)LED故障，不影響其他LED運(yùn)行的問題。多路恒流輸出供電方式，也許是以后的主流方向。5．浪涌保護(hù)，LED抗浪涌的能力是比較差的，特別是抗反向電壓能力。有些LED燈裝在戶外，如LED路燈，由于電網(wǎng)負(fù)載的啟甩和雷擊的感應(yīng)，從電網(wǎng)系統(tǒng)會(huì)侵入各種浪涌，有些浪涌會(huì)導(dǎo)致LED的損壞。因此LED驅(qū)動(dòng)電源要有抑制浪涌的侵入，保護(hù)LED不被損壞的能力。6．保護(hù)功能，除了常規(guī)的保護(hù)功能，最好在恒流輸出中增加LED溫度負(fù)反饋，防止LED溫度過高。7．防護(hù)方面，燈具外安裝型，電源結(jié)構(gòu)要防水、防潮，外殼要耐曬。8．驅(qū)動(dòng)電源的壽命要與LED的壽命相適配。9．要符合安規(guī)和電磁兼容的要求。隨著LED的應(yīng)用日益廣泛，LED驅(qū)動(dòng)電源的性能將越來越適合LED的要求。

69LED封裝技術(shù)介紹1.擴(kuò)晶：把排列的密密麻麻的晶片弄開一點(diǎn)便于固晶。2.固晶：在支架底部點(diǎn)上導(dǎo)電/不導(dǎo)電的膠水(導(dǎo)電與否視晶片是上下型PN結(jié)還是左右型PN結(jié)而定）然后把晶片放入支架里面。3.短烤：讓膠水固化焊線時(shí)晶片不移動(dòng)。4.焊線：用金線把晶片和支架導(dǎo)通。5.前測(cè)：初步測(cè)試能不能亮。6.灌膠：用膠水把芯片和支架包裹起來。7.長烤：讓膠水固化。8.后測(cè)：測(cè)試能亮與否以及電性參數(shù)是否達(dá)標(biāo)。9.分光分色把顏色和電壓大致上一致的產(chǎn)品分出來。10.包裝。70LED焊接技術(shù)要求及操作注意事項(xiàng)1、生產(chǎn)時(shí)一定要戴防靜電手套，防靜電手腕，電烙鐵一定要接地，嚴(yán)禁徒手觸摸白光LED的兩只引線腳。因?yàn)榘坠釲ED的防靜電為100V,而在工作臺(tái)上工作濕度為60%-90%時(shí)人體的靜電會(huì)損壞發(fā)光二極體的結(jié)晶層，工作一段時(shí)間后（如10小時(shí)）二極體就會(huì)失效（不亮），嚴(yán)重時(shí)會(huì)立即失效。2、焊接溫度為260℃，3秒。溫度過高，時(shí)間過長會(huì)燒壞芯片。為了更好地保護(hù)LED,LED膠體與PC板應(yīng)保持2mm以上的間距，以使焊接熱量在引腳中散除。3、LED的正常工作電流為20mA,電壓的微小波動(dòng)（如0.1V）都將引起電流的大幅度波動(dòng)（10%-15%）。因此，在電路設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)LED的壓降配對(duì)不同的限流電阻，以保證LED處于最佳工作狀態(tài)。電流過大，LED會(huì)縮短壽命，電流過小，達(dá)不到所需光強(qiáng)。一般在批量供貨時(shí)會(huì)將LED分光分色，即同一包產(chǎn)品里的LED光強(qiáng)、電壓、光色都是的，并在分光色表上注明。71LED透鏡填充硅膠過程

1、基材表面應(yīng)該清潔干燥?？梢约訜崛コ谋砻娴臐駳?；可以用石腦油、甲基乙基酮肟（MEK）或其它合適的溶劑清洗基材表面。不應(yīng)該使用對(duì)基材有溶解或腐蝕的溶劑，不應(yīng)該使用有殘留的溶劑。2、按照推薦的混合比例——A:B=1:1（重量比），準(zhǔn)確稱量到清潔的玻璃容器中，并充分混合均勻。使用高速的攪拌設(shè)備混合時(shí)，高速攪拌產(chǎn)生的熱量有可能使膠的溫度升高，從而縮短使用時(shí)間。3、在10mmHg的真空下脫出氣泡。一般在分配封裝材料之前脫出氣泡。根據(jù)需要在分配后也可以增加脫氣泡的程序。4、為保證膠料的可操作性，A、B混合后請(qǐng)?jiān)?0分鐘內(nèi)用完。5、最佳固化條件為在25℃下固化，3-4小時(shí)開始固化，完全固化需要24小時(shí)；亦可在50℃加熱60min固化。當(dāng)固化溫度低于25℃時(shí)，適當(dāng)延長固化時(shí)間或者提高固化溫度有助于產(chǎn)品的完全固化。

72LED檢測(cè)設(shè)備的發(fā)展推測(cè)

LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對(duì)LED檢測(cè)設(shè)備提出了更多要求，使檢測(cè)設(shè)備研發(fā)呈現(xiàn)以下趨勢(shì)：（1）檢測(cè)向LED產(chǎn)業(yè)鏈上游和配套產(chǎn)業(yè)拓展,LED產(chǎn)業(yè)鏈較長，包括上游外延生長、中游芯片制造和下游芯片封裝和應(yīng)用產(chǎn)品制造，配套產(chǎn)業(yè)包括單晶硅、熒光粉、驅(qū)動(dòng)電路等?，F(xiàn)有的LED檢測(cè)設(shè)備，主要針對(duì)LED產(chǎn)業(yè)鏈的中下游，尤其是LED在線檢測(cè)設(shè)備僅針對(duì)LED芯片封裝，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際檢測(cè)需求。針對(duì)上游外延生長和配套產(chǎn)業(yè)的實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)設(shè)備以及針對(duì)LED芯片、LED封裝（大功率等）、LED模塊、LED應(yīng)用產(chǎn)品的在線檢測(cè)設(shè)備成為LED檢測(cè)設(shè)備企業(yè)研發(fā)的關(guān)注點(diǎn)。據(jù)悉，杭州遠(yuǎn)方光電已完成大功率LED全自動(dòng)在線檢測(cè)設(shè)備的樣機(jī)試驗(yàn)，開始著手LED芯片和LED應(yīng)用產(chǎn)品在線檢測(cè)設(shè)備的研制，有望較快投入量產(chǎn)。

（2）LED標(biāo)準(zhǔn)體系不斷完善，檢測(cè)設(shè)備專業(yè)化程度更高,LED產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系尚未完善，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)缺失，一直是制約LED產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的突出問題。近幾年，國際照明委員會(huì)（CIE）、美國、歐盟、日本和我國都在加緊LED標(biāo)準(zhǔn)化研究，因此，LED檢測(cè)設(shè)備不斷專業(yè)化更是大勢(shì)所趨。對(duì)傳統(tǒng)照明光電檢測(cè)設(shè)備稍加改變以形成的較為低端的LED檢測(cè)設(shè)備，必將被市場(chǎng)淘汰。

73燈具知識(shí)燈具大體上由電光源、燈座和電子元器件三大部分構(gòu)成。燈具的分類如下所示：1.按采用的電光源分類；白熾燈具、熒光燈具、高壓氣體放電燈具；2.按燈具配光分類；直接照明型、半直接照明型、全漫射式照明型、半間接照明型、間接照明型；3.按照在建筑物上安裝情況分類；吸頂燈、吊燈、發(fā)光頂棚、壁燈、可移式燈具；4.按燈具使用場(chǎng)所分類；民用燈、建筑燈、工礦燈、車用燈、船用燈、舞臺(tái)燈；5.按綜合方法分類；民用建筑燈具、工礦燈具、公共場(chǎng)所燈具、船用燈具、水面山下燈具、航空燈具、陸上交通燈具、農(nóng)用燈具、軍用燈具、防爆燈具、醫(yī)療燈具、攝影燈具、舞臺(tái)燈；74燈管型號(hào)中的T后面數(shù)字的意義“T”，其實(shí)就是代表燈管的直徑。每一個(gè)“T”就是1/8英寸，1英寸等于25.4毫米，其數(shù)字對(duì)應(yīng)如下T12直徑38.1mm

T10直徑31.8mm

T8直徑25.4mm

T5直徑16mm

T4直徑12.7mm

T3.5直徑11.1mm

T2直徑6.4mm

理論上，越細(xì)的燈管效率越高，也就是說相同瓦數(shù)發(fā)光越多。實(shí)際使用中，細(xì)的燈管容易隱蔽，使用場(chǎng)合也靈活，這也就是為什么T5、T4光管得到設(shè)計(jì)師們青睞。但是，越細(xì)的燈管啟動(dòng)越困難，所以發(fā)展到了T5燈管的時(shí)候，必須采用電子鎮(zhèn)流器來啟動(dòng)。為了節(jié)約成本，T5、T4都采用了微型支架的形式出售，就是鎮(zhèn)流器含在支架的微型空間里面，這種鎮(zhèn)流器的效率和質(zhì)量一般都不大好，導(dǎo)致應(yīng)該很高效率的燈管反而不如常規(guī)的T8燈管亮，壽命方面也有點(diǎn)打折。盡管如此，細(xì)管的誘惑還是很大，T5、T4燈管的銷量越來越大了。

具體到T5和T4的不同，我先總結(jié)幾點(diǎn)：1、直徑不同，16mmVS13mm；2、亮度不同，理論上應(yīng)該是T4效率高，但由于鎮(zhèn)流器的品質(zhì)問題，現(xiàn)在很多T4都不如T5來得亮；3、壽命和穩(wěn)定性不同，T4不如T5成熟，所以目前壽命比T5要稍微短一些；75謝謝76第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理第二節(jié)活塞式空壓機(jī)的結(jié)構(gòu)和自動(dòng)控制第三節(jié)活塞式空壓機(jī)的管理復(fù)習(xí)思考題單擊此處輸入你的副標(biāo)題，文字是您思想的提煉，為了最終演示發(fā)布的良好效果，請(qǐng)盡量言簡意賅的闡述觀點(diǎn)。第六章活塞式空氣壓縮機(jī)

piston-aircompressor壓縮空氣在船舶上的應(yīng)用：

1.主機(jī)的啟動(dòng)、換向；

2.輔機(jī)的啟動(dòng)；

3.為氣動(dòng)裝置提供氣源；

4.為氣動(dòng)工具提供氣源；

5.吹洗零部件和濾器。

排氣量:單位時(shí)間內(nèi)所排送的相當(dāng)?shù)谝患?jí)吸氣狀態(tài)的空氣體積。單位：m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空氣壓縮機(jī)

piston-aircompressor空壓機(jī)分類：按排氣壓力分：低壓0.2～1.0MPa；中壓1～10MPa；高壓10～100MPa。按排氣量分：微型<1m3/min；小型1～10m3/min；中型10～100m3/min；大型>100m3/min。第六章活塞式空氣壓縮機(jī)

piston-aircompressor第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理容積式壓縮機(jī)按結(jié)構(gòu)分為兩大類：往復(fù)式與旋轉(zhuǎn)式兩級(jí)活塞式壓縮機(jī)單級(jí)活塞壓縮機(jī)活塞式壓縮機(jī)膜片式壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)葉片式壓縮機(jī)最長的使用壽命-

----低轉(zhuǎn)速（1460RPM），動(dòng)件少（軸承與滑片），潤滑油在機(jī)件間形成保護(hù)膜，防止磨損及泄漏，使空壓機(jī)能夠安靜有效運(yùn)作；平時(shí)有按規(guī)定做例行保養(yǎng)的JAGUAR滑片式空壓機(jī)，至今使用十萬小時(shí)以上，依然完好如初，按十萬小時(shí)相當(dāng)于每日以十小時(shí)運(yùn)作計(jì)算，可長達(dá)33年之久。因此，將滑片式空壓機(jī)比喻為一部終身機(jī)器實(shí)不為過。滑(葉)片式空壓機(jī)可以365天連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)并保證60000小時(shí)以上安全運(yùn)轉(zhuǎn)的空氣壓縮機(jī)1.進(jìn)氣2.開始?jí)嚎s3.壓縮中4.排氣1.轉(zhuǎn)子及機(jī)殼間成為壓縮空間，當(dāng)轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，空氣由機(jī)體進(jìn)氣端進(jìn)入。2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)使被吸入的空氣轉(zhuǎn)至機(jī)殼與轉(zhuǎn)子間氣密范圍，同時(shí)停止進(jìn)氣。3.轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，氣密范圍變小，空氣被壓縮。4.被壓縮的空氣壓力升高達(dá)到額定的壓力后由排氣端排出進(jìn)入油氣分離器內(nèi)。4.被壓縮的空氣壓力升高達(dá)到額定的壓力后由排氣端排出進(jìn)入油氣分離器內(nèi)。1.進(jìn)氣2.開始?jí)嚎s3.壓縮中4.排氣1.凸凹轉(zhuǎn)子及機(jī)殼間成為壓縮空間，當(dāng)轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，空氣由機(jī)體進(jìn)氣端進(jìn)入。2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)使被吸入的空氣轉(zhuǎn)至機(jī)殼與轉(zhuǎn)子間氣密范圍，同時(shí)停止進(jìn)氣。3.轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，氣密范圍變小，空氣被壓縮。螺桿式氣體壓縮機(jī)是世界上最先進(jìn)、緊湊型、堅(jiān)實(shí)、運(yùn)行平穩(wěn)，噪音低，是值得信賴的氣體壓縮機(jī)。螺桿式壓縮機(jī)氣路系統(tǒng)：

A

進(jìn)氣過濾器

B

空氣進(jìn)氣閥

C

壓縮機(jī)主機(jī)

D

單向閥

E

空氣/油分離器

F

最小壓力閥

G

后冷卻器

H

帶自動(dòng)疏水器的水分離器油路系統(tǒng)：

J

油箱

K

恒溫旁通閥

L

油冷卻器

M

油過濾器

N

回油閥

O

斷油閥冷凍系統(tǒng)：

P

冷凍壓縮機(jī)

Q

冷凝器

R

熱交換器

S

旁通系統(tǒng)

T

空氣出口過濾器螺桿式壓縮機(jī)渦旋式壓縮機(jī)

渦旋式壓縮機(jī)是20世紀(jì)90年代末期開發(fā)并問世的高科技?jí)嚎s機(jī)，由于結(jié)構(gòu)簡單、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪聲、長壽命等諸方面大大優(yōu)于其它型式的壓縮機(jī)，已經(jīng)得到壓縮機(jī)行業(yè)的關(guān)注和公認(rèn)。被譽(yù)為“環(huán)保型壓縮機(jī)”。由于渦旋式壓縮機(jī)的獨(dú)特設(shè)計(jì)，使其成為當(dāng)今世界最節(jié)能壓縮機(jī)。渦旋式壓縮機(jī)主要運(yùn)動(dòng)件渦卷付，只有磨合沒有磨損，因而壽命更長，被譽(yù)為免維修壓縮機(jī)。

由于渦旋式壓縮機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)、振動(dòng)小、工作環(huán)境安靜，又被譽(yù)為“超靜壓縮機(jī)”。

渦旋式壓縮機(jī)零部件少，只有四個(gè)運(yùn)動(dòng)部件,壓縮機(jī)工作腔由相運(yùn)動(dòng)渦卷付形成多個(gè)相互封閉的鐮形工作腔，當(dāng)動(dòng)渦卷作平動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，使鐮形工作腔由大變小而達(dá)到壓縮和排出壓縮空氣的目的?；钊娇諝鈮嚎s機(jī)的外形第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）工作循環(huán)：4—1—2—34—1吸氣過程

1—2壓縮過程

2—3排氣過程第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理