LED照明培訓(xùn)資料(完整版)

一、LED簡介

旨在節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境的照明的一種通俗而形象的描述。其內(nèi)涵是選用光效高的優(yōu)質(zhì)節(jié)能的照明產(chǎn)品，再用科學(xué)方法經(jīng)精心的照明設(shè)計，從而創(chuàng)造出一個功能合理、經(jīng)濟(jì)適用、節(jié)約能源的優(yōu)良照明環(huán)境。綠色照明的定義：什么是LED

LED是取自LightEmittingDiode三個字的縮寫，中文譯為“發(fā)光二極管”，顧名思義發(fā)光二極管是一種可以將電能轉(zhuǎn)化為光能的電子器件具有二極管的特性。LED光源的特點(diǎn)

電壓：LED使用低壓電源，單顆電壓在1.9-4V之間，比使用高壓電源更平安的電源。效能：光效高，目前實(shí)驗(yàn)室最高光效已到達(dá)161lm/w〔cree〕,是目前光效最高的照明產(chǎn)品?？拐鹦裕篖ED是固態(tài)光源，由于它的特殊性，具有其他光源產(chǎn)品不能比較的抗震性。穩(wěn)定性：10萬小時，光衰為初始的70%響應(yīng)時間：LED燈的響應(yīng)時間為納秒級，是目前所有光源中響應(yīng)時間最快的產(chǎn)品。環(huán)保：無金屬汞等對身體有害物質(zhì)。顏色：LED的帶快相當(dāng)窄，所發(fā)光顏色純，無雜色光，覆蓋整過可見光的全部波段，且可由R\G\B組合成任何想要可見光。LED色彩豐富由于LED帶寬比較窄，顏色純度高，因此LED的色彩比其他光源的色彩豐富得多。

據(jù)有關(guān)專家計算，LED的色彩比其他光源豐富30%,因此，它能夠更準(zhǔn)確的反響物體的真實(shí)性，當(dāng)然也更受消費(fèi)者的青睞！LED發(fā)光原理發(fā)光二極管的核心局部是由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體組成的晶片，在p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體之間有一個過渡層，稱為p-n結(jié)。在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。PN結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。1.在夜景、標(biāo)識、小光通照明方面，LED已經(jīng)牢固確立技術(shù)優(yōu)勢。2.大光通照明方面，LED代表了技術(shù)方向，實(shí)際應(yīng)用還有很多具體問題。性價比總體光效現(xiàn)在還不很高(約65Lm/W)光度分布與燈具效率燈具造型與傳統(tǒng)審美觀念科學(xué)使用LED光源的開展趨勢LED光源技術(shù)市場前景：LED理論上每瓦的發(fā)光效率高達(dá)370LM/W,在目前芯片結(jié)構(gòu)不做任何改變的情況下良好的工藝讓LED每瓦到達(dá)150LM沒有任何問題，當(dāng)?shù)竭_(dá)這種亮度的時候，所有的照明領(lǐng)域根本上都可以替代了。預(yù)計在未來1～3年內(nèi)LED光源將到達(dá)每瓦300流明的光效率。目前美國實(shí)驗(yàn)室的LED已到達(dá)了每瓦161流明的光效率，總光通量為175LM。推動LED產(chǎn)業(yè)的國家政策刺激LED產(chǎn)業(yè)開展國家政策

1、2008年，財政部、國家發(fā)改委聯(lián)合發(fā)布《高效照明產(chǎn)品推廣財政補(bǔ)貼資金管理暫行方法》，將重點(diǎn)支持高效照明產(chǎn)品替代在用的白熾燈和其他低效照明產(chǎn)品，主要包括普通照明用自鎮(zhèn)流熒光燈、三基色雙端直管熒光燈(T8、T5型)和金屬鹵化物燈、高壓鈉燈等電光源產(chǎn)品，半導(dǎo)體(LED)照明產(chǎn)品，以及必要的配套鎮(zhèn)流器。國家采取間接補(bǔ)貼方式進(jìn)行推廣，即統(tǒng)一招標(biāo)確定高效照明產(chǎn)品推廣企業(yè)及協(xié)議供貨價格，財政補(bǔ)貼資金補(bǔ)給中標(biāo)企業(yè)，再由中標(biāo)企業(yè)按中標(biāo)協(xié)議供貨價格減去財政補(bǔ)貼資金后的價格銷售給終端用戶。《暫行方法》規(guī)定，大宗用戶中央財政按中標(biāo)協(xié)議供貨價格的30%給予補(bǔ)貼；城鄉(xiāng)居民用戶中央財政按中標(biāo)協(xié)議供貨價格的50%給予補(bǔ)貼。2、國務(wù)院出臺4萬億元規(guī)模的經(jīng)濟(jì)刺激方案將惠及諸多行業(yè)領(lǐng)域。4萬億投資的具體構(gòu)成主要包括，近一半投資將用于鐵路、公路、機(jī)場和城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)，總額1.8萬億元；用于地震重災(zāi)區(qū)的恢復(fù)重建投資1萬億元；用于農(nóng)村民生工程和農(nóng)村根底設(shè)施3700億元；生態(tài)環(huán)境3500億元，保障性安居工程2800億元，自主創(chuàng)新結(jié)構(gòu)調(diào)整1600億元，醫(yī)療衛(wèi)生和文化教育事業(yè)400億元。預(yù)計4萬億經(jīng)濟(jì)刺激每年將拉動經(jīng)濟(jì)增長約1個百分點(diǎn)。Led芯片的結(jié)構(gòu)LED芯片有兩種根本結(jié)構(gòu)，水平結(jié)構(gòu)〔Lateral〕和垂直結(jié)構(gòu)〔Vertical〕。橫向結(jié)構(gòu)LED芯片的兩個電極在LED芯片的同一側(cè)，電流在n-和p-類型限制層中橫向流動不等的距離。垂直結(jié)構(gòu)的LED芯片的兩個電極分別在LED外延層的兩側(cè)，由于圖形化電極和全部的p-類型限制層作為第二電極，使得電流幾乎全部垂直流過LED外延層，極少橫向流動的電流，可以改善平面結(jié)構(gòu)的電流分布問題，提高發(fā)光效率，也可以解決P極的遮光問題，提升LED的發(fā)光面積。制造垂直結(jié)構(gòu)LED芯片技術(shù)主要有三種方法：一、采用碳化硅基板生長GaN薄膜，優(yōu)點(diǎn)是在相同操作電流條件下，光衰少、壽命長，缺乏處是硅基板會吸光。二、利用芯片黏合及剝離技術(shù)制造。優(yōu)點(diǎn)是光衰少、壽命長，缺乏處是須對LED外表進(jìn)行處理以提高發(fā)光效率。三、是采用異質(zhì)基板如硅基板成長氮化鎵LED磊晶層，優(yōu)點(diǎn)是散熱好、易加工。兩種芯片發(fā)光形式垂直型芯片性能介紹由于當(dāng)前芯片主要是垂直型的和水平型的兩種。垂直型產(chǎn)品以CREE芯片為代表特點(diǎn)主要是：光效高：最高可達(dá)161lm\w，節(jié)能；電壓低：藍(lán)光在2.9~3.3V；熱阻?。盒酒旧淼臒嶙栊∮?‘C/W;亮度高：由于采用垂直結(jié)構(gòu)，電流垂直流動，電流密度均勻，耐沖擊型強(qiáng)；同一尺寸芯片，發(fā)光面寬，亮度高。光型好：85%以上光從正面發(fā)出，易封裝，好配光；唯一的缺點(diǎn)就是：不方便集成封裝。假設(shè)要集成封裝，芯片需做特殊處理。

水平型芯片性能介紹水平型產(chǎn)品以普瑞芯片為代表，芯片的主要特點(diǎn)是：光效一般：最高在100lm\w左右；電壓高：藍(lán)光在3.4~4V；熱阻高：使用藍(lán)寶石襯底導(dǎo)熱性差。芯片本身的熱阻在4~6‘C/W;亮度一般：由于采用水平結(jié)構(gòu)，電流橫向動，電流密度不均，容易局部燒壞；為彌補(bǔ)這一缺陷，在芯片的上外表做ITO.ITO將以減少出光為代價。同一尺寸芯片，發(fā)光面窄，亮度低。光利用率低：65%左右的光從正面發(fā)出，35%的光從側(cè)面發(fā)出，靠反射來到達(dá)出光，利用率低。唯一的優(yōu)點(diǎn)就是：便于集成封裝。不過，它也是缺點(diǎn)，由于沒解決好散熱，所以集成封裝只有加速它的衰減，不可取。

LED照明除了比用常規(guī)照明至少節(jié)能60%以外，還擁有長壽命、易集成、快響應(yīng)、利環(huán)保、光分布易于控制、色彩豐富等優(yōu)勢。以“水立方”為例，僅使用LED燈的“水立方”景觀照明工程，預(yù)計全年可比傳統(tǒng)的熒光燈節(jié)電74.5萬千瓦時，節(jié)能達(dá)70%以上。實(shí)例“水立方”相信奧運(yùn)會開幕式的“夢幻長卷”和“夢幻五環(huán)”大家還記憶猶新，它被展現(xiàn)在一個4564平方米的巨大LED大屏幕上，這是迄今為止世界上最大的單體全彩色大屏幕，升入空中的“夢幻五環(huán)”，那么是由4.5萬顆LED燈編排而成的。實(shí)例“夢幻長卷”和“夢幻五環(huán)”LED的與傳統(tǒng)效率比照90%使用光源LED熒光燈普通燈泡高壓鈉燈光源光效90流明/瓦80流明/瓦20流明/瓦100流明/瓦電源效率90%85%100%有效光照效率90%60%60%60%燈具(取光)效率90%60%60%60%壽命50000小時2000小時2000小時10000小時燈具總效率對照：(光源開展的歷史：白熾燈→直管型熒光燈→高效電子節(jié)能燈→LED燈)各種光源燈具的實(shí)際效率各種光源燈具的實(shí)際效率：LED計算：90*0.90*0.90*0.9=65.6流明/瓦熒光燈計算：80*0.85*0.6*0.6=24.5流明/瓦普通燈泡計算：20*1*0.6*0.6=7.2流明/瓦高壓鈉燈計算：100*0.9*0.60*0.60=32.4流明/瓦

可見，LED燈具實(shí)際效率是一般熒光燈的2.6倍，是普通白熾燈泡的9倍，是高壓鈉燈的2.02倍。即：LED燈鈉燈之間功率可換算為：75WLED燈=150W鈉燈；125WLED燈=250W鈉燈；225WLED燈=400W鈉燈節(jié)省預(yù)算節(jié)省預(yù)算：按照一個燈泡來計算節(jié)省資金1、壽命計算節(jié)能燈的壽命一般在1800小時，按照每天6小時照明計算為300天。如果按照一個節(jié)能燈平均15元來計算，10年內(nèi)要換至少10次燈泡，一萬個節(jié)能燈泡在10年內(nèi)要更換10萬個節(jié)能燈泡。總花費(fèi)〔150萬元〕LED燈泡的壽命我們按照最保守的時間來計算，10年內(nèi)不用更換燈泡，每個燈泡以5W的功率就可取代15W的節(jié)能燈泡，每個燈泡價格在70元，那么1萬個燈泡的價格是70萬元，在燈泡方面可節(jié)省80萬的費(fèi)用。2、耗電計算節(jié)能燈：15W*6小時*365天=32.850W*0.8元*1萬只=26.28萬元LED：5W*6小時*365天=10.95W*0.8=8.76元*1萬只=8.76萬元公園1萬只燈每年可節(jié)省電費(fèi)：17.52萬元3、一次性投資計算一次性投資70萬元，按照每年節(jié)省17.52萬元計算，在4年收回投資，剩下的6年可節(jié)省105.12萬元+80萬元〔燈泡更換費(fèi)用〕，總共可節(jié)省185.12萬元。LED的特點(diǎn)1、熱阻低，光衰少，壽命長，耐高溫：目前市場使用的固晶材料多數(shù)是銀膠，如艾笛森，漢城半導(dǎo)體；這種產(chǎn)品缺點(diǎn)是光衰大，不適用于高溫環(huán)境；而所有的LED產(chǎn)品都對溫度非常的敏感，這不利于產(chǎn)品的長時間工作。而我們的產(chǎn)品使用了一種高導(dǎo)熱性的材料，能更好的適應(yīng)高溫環(huán)境。2、產(chǎn)品光色與國際大公司接軌：我們產(chǎn)品的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都是根據(jù)行業(yè)中的國際大公司來制定的，生產(chǎn)過程中嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，這將有利于產(chǎn)品的推廣。LED的特性1．極限參數(shù)的意義

〔1〕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。

〔2〕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管。

〔3〕最大反向電壓VRm：所允許加的最大反向電壓。超過此值，發(fā)光二極管可能被擊穿損壞。

〔4〕工作環(huán)境topm:發(fā)光二極管可正常工作的環(huán)境溫度范圍。低于或高于此溫度范圍，發(fā)光二極管將不能正常工作，效率大大降低。

LED的特性2．電參數(shù)的意義

〔1〕光譜分布和峰值波長：一個發(fā)光二極管所發(fā)之光并非單一波長，所發(fā)之光中光強(qiáng)最大的波長稱之為峰值波長。

〔2〕光譜半寬度Δλ:它表示發(fā)光管的光譜純度.是指1/2峰值光強(qiáng)所對應(yīng)兩波長之間隔.〔3〕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。半值角的2倍為視角〔半功率角〕。

(5〕正向工作電流If：它是指發(fā)光二極管正常發(fā)光時的正向電流值?！?〕正向工作電壓VF：正向工作電壓是在給定的正向電流下得到的。在外界溫度升高時，VF將下降。LED的特性

〔7〕V-I特性：發(fā)光二極管的電壓與電流的關(guān)系。在正向電壓正小于某一值〔叫閾值〕時，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，正向的發(fā)光管反向漏電流IR<10μA以下。

〔8〕由于LED具有單向?qū)ā⒄９ぷ鲿r阻值小、電壓低、隨溫度升高阻值下降等特點(diǎn)，因此在給LED供電時，要求恒流直流供電，驅(qū)動器是否恒流將直接影響LED的穩(wěn)定與否。市場常見的LED:1W為350mA，3W為700mA；顏色和波長光的顏色是否可以看見是由它的波長決定，光的波長是以納米〔nm〕為單位。發(fā)光二極管發(fā)出的光幾乎都是一致的也就是說它幾乎都是在一個波長，發(fā)出非常純的顏色?？梢姽獾牟ㄩL范圍為380nm~780nm，以下是光的顏色和它的波長：中紅外線紅光：4600nm-1600nm--不可見光低紅外線紅光：1300nm-870nm--不可見光850nm-810nm-幾乎不可見光近紅外線光:〔780~740nm〕顏色和波長

紅色光：630nm-620nm-橙紅〔公司生產(chǎn)〕橙色光：605nm-琥珀色光〔市場用580-595代替〕綠色：525nm-純綠色〔公司生產(chǎn)〕藍(lán)色：470nm-460nm-鮮亮藍(lán)色；〔公司生產(chǎn)〕450nm-純藍(lán)色；〔公司生產(chǎn)〕UV-A型紫外線光：370nm-幾乎是不可見光，受木質(zhì)玻璃濾光時顯現(xiàn)出一個暗深紫色。LED防靜電LED產(chǎn)品在加工生產(chǎn)的過程中要采取防靜電措施，如：工作臺要接地，工人要穿防靜電服裝，帶防靜電環(huán)，以及帶防靜電手套等，有條件的可以安裝防靜電離子風(fēng)機(jī)，進(jìn)入生產(chǎn)車間人員做人體靜電綜合測試等，同時要保證生產(chǎn)車間的濕度在65%左右，以免空氣過于枯燥產(chǎn)生靜電，尤其是綠色LED容易被靜電損壞。另外，不同質(zhì)量檔次的LED抗靜電能力也不一樣，質(zhì)量檔次高的LED抗靜電能力要強(qiáng)一些。據(jù)統(tǒng)計，由于操作不當(dāng)，LED產(chǎn)品有30%被靜電損壞。光源

例如LED微波硫燈節(jié)能鎮(zhèn)流器LC鎮(zhèn)流器光源運(yùn)行方式