LED照明知識培訓(xùn)

2015年最新LED照明知識培訓(xùn)第一頁，共35頁。目錄>2

<第一篇LED基礎(chǔ)知識第二篇光學(xué)基礎(chǔ)知識第二頁，共35頁。（一）、什么是LED？LED—LightEmittingDiode：（半導(dǎo)體）發(fā)光二極管一種當(dāng)有一定正向電流通過時能發(fā)射出一定波長的光，即可以將電能轉(zhuǎn)化為光能的半導(dǎo)體器件。一、LED基本知識>3

<第三頁，共35頁。（二）、LED(燈珠）的基本結(jié)構(gòu)

LED的基本結(jié)構(gòu)由芯片、金線、管體、透鏡、熱沉、電極引線等部分組成。>4

<一、LED基本知識環(huán)氧樹脂管體 正極引腳

芯片 反射杯負極引腳大功率LED普通直插式LED封裝金線熱沉貼片LED第四頁，共35頁。二、LED的特性與發(fā)光原理LED是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為光能的半導(dǎo)體，它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，而采用電場發(fā)光。據(jù)分析，LED的特點非常明顯，壽命長、光效高、輻射低與功耗低。白光LED的光譜幾乎全部集中于可見光頻段，其發(fā)光效率可超過150lm/W（2010年）。將LED與普通白熾燈、螺旋節(jié)能燈及T5三基色熒光燈進行對比，結(jié)果顯示：普通白熾燈的光效為12lm/W，壽命小于2000小時，螺旋節(jié)能燈的光效為60lm/W，壽命小于8000小時，T5熒光燈則為96lm/W，壽命大約為10000小時，而直徑為5毫米的白光LED光效理論上可以超過150lm/W，壽命可大于100000小時。>5

<一、LED基本知識303lm/W2014年3月27日:科銳白光功率型LED實驗室光效突破300lm/W屏障第五頁，共35頁。>6

<一、LED基本知識LED可以直接把電能轉(zhuǎn)化為光能。LED的心臟是一個半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附著在一個支架上，是負極，另一端連接電源的正極，整個晶片被環(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)體連接起來的時候，它們之間就形成一個“P-N結(jié)”。當(dāng)電流通過導(dǎo)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(fù)合，然后就會以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。而光的波長決定光的顏色，是由形成P-N結(jié)材料決定的1、LED的核心是芯片，它決定著LED的基本光色電特性。2、LED芯片由三個基本功能區(qū)組成：①P型半導(dǎo)體，多數(shù)載流子是空穴；②N型半導(dǎo)體，多數(shù)載流子是電子；③P型區(qū)與N型區(qū)之間的PN結(jié)，通常會形成1至5個周期的量子阱。（二）、發(fā)光原理：第六頁，共35頁。>7

<一、LED基本知識LED燈（LEDLamp）食人魚LEd（PiranhaLED）⑵貼片式2、按功率大小分⑴小功率LED：額定工作電流If≤100mA（單芯片）⑵大功率LED：大功率LED：額定工作電流If≥100mA（單芯片)PCBLEDTopViewLEDSideViewLED1、按安裝方式分⑴直插式(三)、LED的基本類型第七頁，共35頁。>8

<一、LED基本知識⑶芯片集成COB模組3、按芯片組合數(shù)量分⑴單芯LED，例如常見的3528、2835、3014、5730、5630燈珠。⑵多芯LED,例如常見的5050燈珠。第八頁，共35頁。>9

<一、LED基本知識插件式燈珠即傳統(tǒng)的直插式LED發(fā)光二極管，以插腳可分為兩只角的，三只角的，四只角的等。按燈珠外形還可分為草帽跟食人魚兩大類。草帽LED又可按燈頭的尺寸細分為?3（燈頭的直徑是3mm），?5（燈頭直徑是是5mm）；或按燈頭的形狀細分為無邊、薄邊、厚邊、圓頭等，按燈頭透明與否可分為透明，霧狀等。食人魚LED同樣可以按燈頭的尺寸分為?3，?5，按燈頭的形狀分為圓頭（即最常見的食人魚燈）、平頭等第九頁，共35頁。一、LED基本知識>10

<貼片燈珠（SMD）貼片燈珠也就是俗稱的SMD，是插件燈珠的改進產(chǎn)品，燈珠的體積更加小巧了，無針腳是焊錫更加方便，而貼片機的出現(xiàn)使人們告別了焊錫絲的困擾。按放光方向分側(cè)面發(fā)光和正面發(fā)光。正面發(fā)光的有5050、3528、3014、2835、5630等。側(cè)面發(fā)光的有335、020、215等。第十頁，共35頁。一、LED基本知識>11

<大功率燈珠相對于小功率led來說，大功率led單顆功率更高，亮度更亮，價格更高。根據(jù)功率大小可分為0.5W以上，1W，3W不等。仿流明燈珠3535燈珠第十一頁，共35頁。一、LED基本知識>12

<COB（集成）燈珠即chipOnboard，就是將裸芯片用導(dǎo)電或非導(dǎo)電膠粘附在互連基板上，然后進行引線鍵合實現(xiàn)其電連接。在相同功能的照明燈具系統(tǒng)中，實際測算可以降低30%左右的光源成本。在性能上，通過合理的設(shè)計和微透鏡模造，COB光源模塊可以有效地避免分立光源器件組合存在的點光、眩光等弊端；還可以通過加入適當(dāng)?shù)募t色芯片組合，在不明顯降低光源效率和壽命的前提下，有效地提高光源的顯色性第十二頁，共35頁。一、LED基本知識>13

<4、LED按照發(fā)光顏色分類紅光橙光綠光藍光白光紅光橙光綠光藍光統(tǒng)稱為色光，主要應(yīng)用在指示或裝飾方面白光又可細分為暖白中性白冷白。白光是我們照明行業(yè)主要用到的光源。第十三頁，共35頁。一、LED基本知識>14

<（四）、LED優(yōu)點（詳細）LED的內(nèi)在特征決定了它具有很多優(yōu)點：1、體積小、重量輕、耐抗擊：LED基本上是一塊很小的晶片被封裝在環(huán)氧樹脂里面，這是半導(dǎo)體固體器件的固有特點。。2、耗電量低：LED耗電相當(dāng)?shù)?，直流?qū)動，超低功耗（單管0.03-0.06瓦），電光功率轉(zhuǎn)換接近30%。一般來說LED的工作電壓是2-3.6V，工作電流是0.02-0.03A；這就是說，它消耗的電能不超過0.1W，相同照明效果比傳統(tǒng)光源節(jié)能近80%。3、使用壽命長：有人稱LED光源為長壽燈。它為固體冷光源，環(huán)氧樹脂封裝，不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉積等缺點，在恰當(dāng)?shù)碾娏骱碗妷合拢褂脡勖蛇_6萬到10萬小時，比傳統(tǒng)光源壽命長10倍以上。4、高亮度、低熱量：LED使用冷發(fā)光技術(shù)，發(fā)熱量比普通照明燈具低很多。5、環(huán)保：LED是由無毒的材料作成，不像熒光燈含水銀會造成污染，同時LED也可以回收再利用。光譜中沒有紫外線和紅外線，既沒有熱量，也沒有輻射，眩光小，冷光源，可以安全觸摸，屬于典型的綠色照明光源6、堅固耐用：LED被完全封裝在環(huán)氧樹脂里面，比燈泡和熒光燈管都堅固。燈體內(nèi)也沒有松動的部分，使得LED不易損壞。第十四頁，共35頁。一、LED基本知識>15

<7、響應(yīng)時間快：LED一般可在幾十毫秒（ns）內(nèi)響應(yīng)，這也是其他光源望塵莫及的，采用LED制作汽車的高位剎車燈在高速狀態(tài)下，大提高了汽車的安全性。8、多變幻：LED光源可利用紅、綠、藍三基色原理，在計算機技術(shù)控制下使三種顏色具有256級灰度并任意混合，即可產(chǎn)生256×256×256=16777216種顏色，形成不同光色的組合變化多端，實現(xiàn)豐富多彩的動態(tài)變化效果及各種圖像。9、技術(shù)先進：與傳統(tǒng)光源單調(diào)的發(fā)光效果相比，LED光源是低壓微電子產(chǎn)品。它成功融合了計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、圖像處理技術(shù)、嵌入式控制技術(shù)等，所以亦是數(shù)字信息化產(chǎn)品，是半導(dǎo)體光電器件“高新尖”技術(shù)，具有在線編程、無限升級、靈活多變的特點。10、綜合：長壽命：-壽命可超過十萬小時，相比鎢絲燈泡的壽命只有1000小時，穩(wěn)固-沒有移動部件，沒有玻璃，大小-大多數(shù)的直徑只有5毫米，能耗-高達90%的轉(zhuǎn)換率將電能轉(zhuǎn)化成光能，需要極少的電力供應(yīng)，環(huán)保無毒-沒有水銀等有毒重金屬，多功能性，易于調(diào)光、調(diào)色、可控性大：-可實現(xiàn)各種顏色變化，溫度低-比HID或白熾燈更少的熱輻射，直流低電壓-某些應(yīng)用場下更安全第十五頁，共35頁。一、LED基本知識>16

<LED優(yōu)點（提煉）光效高節(jié)能安全可靠性強環(huán)保壽命長光源響應(yīng)速度快第十六頁，共35頁。一、LED基本知識>17

<LED優(yōu)點（提煉）第十七頁，共35頁。一、LED基本知識>18

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（五）、LED同幾種光源的比較名稱耗電量（W）工作電壓

（v）協(xié)調(diào)控制發(fā)熱量可靠性使用壽命

（h）金屬鹵素?zé)?00220不易極高低3000霓虹燈500較高高高宜室內(nèi)3000白熾燈12W/m220較好較高較好6000日光燈4-100220不易較高低5000-8000冷陰極15W/m需逆變較好較低較好10000鎢絲燈15-200220不宜高低3000節(jié)能燈3-150220不宜調(diào)光低低5000LED燈極低直流12-36V

多種形式極低極高100000LED光源在性能方面遠遠優(yōu)于其他光源?。?！第十八頁，共35頁。一、LED基本知識>19

<白熾燈 鹵鎢燈熒光燈 高壓鈉燈三基色熒光燈 金鹵燈節(jié)能燈 無極燈第十九頁，共35頁。一、LED基本知識>20

<第二十頁，共35頁。二、光學(xué)基礎(chǔ)知識>21

<一

、光的基本概念光在介質(zhì)中傳播，是能量的一種形態(tài)，是電磁波的一種（與無 線電波和視頻波相同），是整個電磁波譜中極小范圍的一部分。當(dāng)光進入人眼時將產(chǎn)生視覺感受，人們這才感受到多彩的世界；光的強弱是一種感覺現(xiàn)象而取決于人眼的靈敏度和它本身的特性；電磁輻射譜能夠引起人眼視覺部分380nm-780nm第二十一頁，共35頁。二、光學(xué)基礎(chǔ)知識>22

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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）色度圖第二十二頁，共35頁。二、光學(xué)基礎(chǔ)知識光通量決定光強和照度，即燈的出光率。光強反應(yīng)燈光在一定立體范圍光線內(nèi)的強弱。照度反應(yīng)燈光照在一平面上的亮度。即物體表面接受到的光通量。色溫可理解為眼睛看到的燈光顏色，如下圖。光效反應(yīng)電能的利用率，燈光與電能的比率。顯色指數(shù)反應(yīng)在燈光下物體接近真實顏色的程度。太陽光的顯色指數(shù)為100，顯色指數(shù)越低，肉眼看來越失真。

暖色正白冷白第二十三頁，共35頁。二、光學(xué)基礎(chǔ)知識＊光通量符號Φ，單位：流明Lm。發(fā)光體每秒鐘所發(fā)出的光量之總和，即光通量，光通量的測量儀器是積分球。＊光強符號I,單位：坎德拉cd。1坎德拉(cd)的點光源，在單位立體角（1球面度）內(nèi)發(fā)出的光通量為“1流明”，即單位立體角的光通量。測量儀器是光強測試儀。＊照度符號是E，單位是勒克斯lux。物理意義：距離光源1米處，1流明的光通量均勻分布在1平方米面積上的照度，就是1勒克斯。照度測試儀器是照度計。E=Φ/SΦ－光通量（lm）S－受照面積(㎡)第二十四頁，共35頁。二、光學(xué)基礎(chǔ)知識>25

<光通量，光強，照度，亮度之間的關(guān)系第二十五頁，共35頁。一般場所照度要求

居住建筑起居室（一般活動)0.75m水平面100居住建筑起居室（書寫閱讀）0.75m水平面300居住建筑餐廳0.75m餐桌面150圖書館一般閱覽室0.75m水平面300辦公建筑普通辦公室0.75m水平面300一般超市營業(yè)廳0.75m水平面300醫(yī)院候診室、掛號廳0.75m水平面200學(xué)校教室課桌面300學(xué)校教室黑板黑板面500公用場所普通走廊、流動區(qū)域地面50公用場所自動扶梯地面150工業(yè)建筑機械加工粗加工0.75m水平面200工業(yè)建筑機械加工一般加工公差≥0.1mm0.75m水平面300應(yīng)另加局部照明工業(yè)建筑機械加工精密加工公差<0.1mm0.75m水平面500應(yīng)另加局部照明第二十六頁，共35頁。二、光學(xué)基礎(chǔ)知識＊色溫色溫是表示光源光譜質(zhì)量最通用的指標(biāo)。一般用Tc表示，單位是K。色溫是按絕對黑體來定義的，光源的輻射在可見區(qū)和絕對黑體的輻射完全相同時，此時黑體的溫度就稱為此光源的色溫，色溫的測試儀器是積分球（常用色溫:暖白2800-3200K中性白：4000-5000K正白：5500-6500K冷白：7000K以上）。波長光的色彩強弱變化是可以通過數(shù)據(jù)來描述的，這種數(shù)據(jù)叫波長。用符號λ表示，單位為nm.可見光的波長范圍為380-780nm，測量儀器是積分球。了解內(nèi)容紅：630-780nm橙：600-630nm黃：570-600nm綠：500-570nm青：470-500nm藍：420-470nm紫：380-420nm

第二十七頁，共35頁。二、光學(xué)基礎(chǔ)知識>28

<辦公室、閱覽室、教室、冷的氣氛爽快的氣 氛穩(wěn)重的氣 氛

清涼(帶藍的白色)

中間

(白)

溫暖(帶紅的白色)>5700K 3500- 5700K<3500K氣氛效果光色色溫高照度場所，加熱車間，或白天需補充自然光的房間診所、機加工車間、儀表裝配臥室、客房、病房、酒吧、餐廳應(yīng)用場所舉例DND常用字母低色溫的是暖色，高色溫的是冷色不同色溫的應(yīng)用場所第二十八頁，共35頁。二、光學(xué)基礎(chǔ)知識>29

<10000K早晨的陽光（偏藍的光）6000K5000K2000K中午的陽光下午的陽光黃昏的陽光（偏紅的光）自然光第二十九頁，共35頁。二、光學(xué)基礎(chǔ)知識>30

<眩光對比眩光失能眩光光源太近，光線太亮鏡面、金屬面、光漆面，成像屏幕＊眩光眩光：由于視野中的亮度分布或亮度范圍的不適宜，或存在極端的對比，以致引起不舒適感覺或降低觀察目標(biāo)細部能力的視覺現(xiàn)象，統(tǒng)稱眩光。對比過大，光源較近視覺適應(yīng)后，增加光源或增大亮度反射眩光第三十頁，共35頁。二、光學(xué)基礎(chǔ)知識>31<光源效率（lm/w）=流明（lm）＊光源效率:光源效率，簡稱光效，電光源將電能轉(zhuǎn)化為光的能力是以其所發(fā)出的光的流明除以其耗電量所得之值。耗電量（w）第三十一頁，共35頁。二、光學(xué)基礎(chǔ)知識>