LED灯具培训资料

本文由jiuzhouguanggu贡献

pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。

天能光电科技

部培训资料

LED 知识培训资料

LED 光源

◎基本认识:

LED（LightEmittingDiode），又称发光二极管，它们利用固体半导体芯片作为发光材料，当两端加上正向电压，半导体中的载流子发生复合，放出过剩的能量而引起光子发射产生可见光。（一）LED 的发展历史。应用半导体 PN 结发光源原理制成 LED 问世于 20 世纪 60 年代初，1964 年首先出现红色发光二极管，之后出现黄色 LED。直到 1994 年，蓝色、绿色 LED 才研制成功。1996 年由日本 Nichia 公司（日亚）成功开发出白色 LED。LED 以其固有的特点，如省电、寿命长、耐震动、响应速度快、冷光源等特点，广泛应用于指示灯、信号灯、显示屏、景观照明等领域，在我们的日常生活中处处可见，家用电器、机、仪表板照明、汽车防雾灯、交通信号灯等。但由于其亮度差、价格昂贵等条件的限制，无法作为通用光源推广应用。近年来，随着人们对半导体发光材料研究的不断深入，LED 制造工艺的不断进步和新材料（氮化物晶体和荧光粉）的开发和应用，各种颜色的超高亮度 LED 取得了突破性进展，其发光效率提高了近 1000 倍，色度方面已实现了可见光波段的所有颜色，其中最重要的是超高亮度白光 LED 的出现，使 LED 应用领域跨越至高效率照明光源市场成为可能。曾经有人指出，高亮度 LED 将是人类继爱迪生发明白炽灯泡后，最伟大的发明之一。（二）LED 发光原理发光二极管主要由 PN 结芯片、电极和光学系统组成。其发光体—晶片的面积为 10.12mil(1mil=0.0254 平方毫米)，目前国际上出现大晶片 LED，晶片面积达 40mil。其发光过程包括三部分：正向偏压下的载流子注入、复合辐射和光能传输。微小的半导体晶片被封装在洁净的环氧树脂物中，当电子经过该晶片时，带负电的电子移动到带正电的空穴区域并与之复合，电子和空穴消失的同时产生光子。电子和空穴之间的能量（带隙）越大，产生的光子的能量就越高。光子的能量反过来与光的颜色对应，可见光的频谱围，蓝色光、紫色光携带的能量最多，桔色光、红色光携带的能量最少。由于不同的材料具有不同的带隙，从而能够发出不同颜色的光。LED 照明光源的主流将是高亮度的白光 LED。目前，已商品化的白光 LED 多是二波长，即以蓝光单晶片加上 YAG 黄色荧光粉混合产生白光。未来较被看好的是三波长白光 LED，即以无机紫外光晶片加红、蓝、绿三颜色荧光粉混合产生白光，它将取代荧光灯、紧凑型节能荧光灯泡及 LED 背光源等市场。（三）LED 光源的基本特征 1、发光效率高 LED 经过几十年的技术改良，其发光效率有了较大的提升。白炽灯、卤钨灯光效为 12－24 流明/瓦，荧光灯 50～70 流明/瓦，钠灯 90～140 流明/瓦，大部分的耗电变成热量损耗。LED 光效经改良后将达到达 50～200 流明/瓦，而且其光的单色性好、光谱

1/14

天能光电科技

部培训资料

窄，无需过滤可直接发出有色可见光。目前，世界各国均加紧提高 LED 光效方面的研究，在不远的将来其发光效率将有更大的提高。 2、耗电量少 LED 单管功率 0.03～0.06 瓦，采用直流驱动，单管驱动电压 1.5～3.5 伏，电流 15~18 毫安，反应速度快，可在高频操作。同样照明效果的情况下，耗电量是白炽灯泡的万分之一，荧光灯管的二分之一、日本估计，如采用光效比荧光灯还要高两倍的 LED 替代日本一半的白炽灯和荧光灯。每年可节约相当于 60 亿升原油。就桥梁护栏灯例，同样效果的一支日光灯 40 多瓦，而采用 LED 每支的

功率只有 8 瓦，而且可以七彩变化。 3、使用寿命长采用电子光场辐射发光，灯丝发光易烧、热沉积、光衰减等缺点。而采用 LED 灯体积小、重量轻，环氧树脂封装，可承受高强度机械冲击和震动，不易破碎。平均寿命达 10 万小时。LED 灯具使用寿命可达 5～10 年，可以大大降低灯具的维护费用，避免经常换灯之苦。 4、安全可靠性强发热量低，无热辐射性，冷光源，可以安全抵摸：能精确控制光型及发光角度，光色柔和，无眩光；不含汞、钠元素等可能危害健康的物质。置微处理系统可以控制发光强度，调整发光方式，实现光与艺术结合。 5、有利于环保 LED 为全固体发光体，耐震、耐冲击不易破碎，废弃物可回收，没有污染。光源体积小，可以随意组合，易开发成轻便薄短小型照明产品，也便于安装和维护。当然，节能是我们考虑使用 LED 光源的最主要原因，也许 LED 光源要比传统光源昂贵，但是用一年时间的节能收回光源的投资，从而获得 4～9 年中每年几倍的节能净收益期。

◎照明常用术语:

◆光通量光源每秒种发出的可见光量之和，简单说就是发光量。符号Φ，单位：流明（lm）。◆照度单位面积入射的光通量，也就是光通量除以面积所得到的值。照度分为水平照度和垂直照度。水平照度为光通量入射水平表面的照度，垂直照度为光通量入射到垂直面的照度。符号 E，单位：勒克司（lux）。◆光强发光体在特定方向单位立体角所发射的光通量。符号 I，单位：坎德拉（cd）。◆光效电光源将电能转化为光的能力，以发出的光通量除以耗电量来表示。（衡量光源节能的重要指标）符号 lm/W，单位：每瓦流明（Lm/w）。◆平均寿命指一批灯泡至百分之五十的数量损坏时的小时数。

2/14

天能光电科技

部培训资料

单位：小时（H）。◆经济寿命在同时考虑灯泡的损坏以及光束输出衰减的状况下，其综合光束输出减至一特定的小时数。单位：小时（H）。此比例用于室外的光源为百分之七十，用于室的光源如日光灯则为百分之八十。◆色温以绝对温度 K 来表示，即将一标准黑体加热，温度升高到一定程度时颜色开始由深红浅红-橙黄-白-蓝，逐渐改变，某光源与黑体的颜色相同时，我们将黑体当时的绝对温度称为该光源之色温。光源色温不同，光色也不同：色温在 3300K 以下，光色偏红给以温暖的感觉；有稳重的气氛，温暖的感觉；色温在 3000--6000K 为中间，人在此色调下无特别明显的视觉心理效果，有爽快的感觉；故称为"中性"色温。色温超过 6000K，光色偏蓝，给人以清冷的感觉， a. 色温与亮度高色温光源照射下，如亮度不高则给人们有一种阴气的气氛；低色温光源照射下，亮度过高会给人们有一种闷热感觉。 b. 光色的对比在同一空间使用两种光色差很大的光源，其对比将会出现层次效果，光色对比大时，在获得亮度层次的同时，又可获得光色的层次。采用低色温光源照射，能使红色更鲜艳；采用中色温光源照射，使蓝色具有清凉感；采用高色温光源照射，使物体有冷的感觉。◆显色性光源对物体本身颜色呈现的程度称为显色性，也就是颜色逼真的程度；光源的显色性是由显色指数来表明，它表示物体在光下颜色比基准光（太）照明时颜色的偏离，能较全面反映光源的颜色特性。显色性高的光源对颜色表现较好，我们所见到的颜色也就接近自然色，显色性低的光源对颜色表现较差，我们所见到的颜色偏差也较大。国际照明委员会 CIE 把太阳的显色指数定为 100，各类光源的显色指数各不相同，如：高压钠灯显色指数 Ra=23，荧光灯管显色指数 Ra=60~90。显色分两种忠实显色：能正确表现物质本来的颜色需使用显色指数(Ra)高的光源，其数值接近 100，显色性最好。

3/14

天能光电科技

部培训资料