led灯管组成材料.doc

/ 美国秃鹰 087aled灯管组成材料 一、灯珠篇（小功率贴片灯） 1、基本参数（以SMD3528为例）： A、供电电压：3.0-3.4V B、尺寸：3.5mm*2.8mm C、寿命：50000小时（光衰达到30%时，做为寿命评判标准） D、发光角度：120 E、主流亮度：7-8流明（LM）（2011年水平） F、额定电流：20MA（毫安） G、额定功率：0.065W H、显色指数：RA70 2、灯珠的结构组成： 主要器件为：支架、芯片、胶水、荧光粉、导线。 A、支架：支架俗称“灯杯”，主要是用来盛放LED芯片。 B、芯片：芯片是灯珠里的核心器件也称“晶片“，是用来发光的。 芯片的尺寸单位：mil。 芯片发光颜色：取决于波长，常见可见光分类大概为：暗红色（700nm）、深红色（640-660nm）、红色（615-635nm）、黄色（580-595nm）、黄绿色（565-575nm）、纯绿色（500-540nm）、蓝色（450-480nm）、紫色（380-430nm） 白光是混合光，由蓝光+黄色荧光粉激发出白光。 C、胶水：硅胶树脂：此胶水封装的灯珠优点是散热性能好，光衰更小，缺点是连接芯片的导线容易被压断、也相对更高；环氧树脂：此胶水封装的灯珠优点是成本低，缺点是散热性能差，光衰更大，并且灯珠容易产生黄变。 D、荧光粉：市场上较知名的荧光粉为：英特美，蓝光+黄色荧光粉激发出白光。 E、导线：连接芯片及2端导电引脚的线，称为导线。 基本上导线都是用0.999纯金线，直径分为：0.8mil、1.0mil。也有一些追求低价的厂商用掺铜的合金线去做。但品质会差一些，因为金线的过流与热传导能力是非常高的，能及时的把热量通过金线传导到负极引脚上去。并且金线的可拉伸性能更强，不容易因金线的断裂导致死灯的现象。市场上也还有一些其他材料生产的导线，未不明确。 衍生：由于3528灯珠是通过导线把热量传导到负极引脚上去，所以3528灯珠的散热方式也可称为“负极散热”；而3014灯珠是通过通过在灯珠支架上打孔并装上导热片，把芯片的热量直接传导到铝基板上，为了与3528的散热方式区分开来，它的散热方式又称为“热电分离”，意思就是热量与电流不是通过同一根导线来传导的。 现有的用来做LED日光灯的线路板有2种：铝基板、玻纤板。 1、铝基板：现市场上大多日光灯都是用铝基板来做的。铝基板结构从上致下分别为：线路板层、导热绝缘层、铝基层。 线路板层：主要用载流能力强的铜箔做为电路，铜的相对较高，所以铜箔的厚度直接影响到铝基板的。市场上有些做铝基板的把铜箔做的薄一点，就便宜，但是产品的载流能力会降低。 导热绝缘层：导热绝缘效果最好的是一种特殊的陶瓷聚合物，但是非常高，用这种材料做出来的铝基板都在1000元/平方以上，国内很难接受这样的。市场上为了降低成本提高竞争力就用别的材料取代，如：环氧树脂、玻璃布等。 铝基层：一般是用铝板做为金属支撑构件，也有用铜板的，导热效果更好，但是很高。铝基层的基本要求是导热性能要好，不易折弯。 2、玻纤板：为了追求优势，有些厂家就用玻纤板来做PCB电路。玻纤板也有几个种类，也都不一样，分的细一点又有以下几种：玻纤板、单面铜箔玻纤板、双面铜箔剥纤板、穿孔玻铜箔玻纤板。 玻纤板：这种PCB板就是直接在板上布电路，没有其它的处理，此种板是最便宜的，但是几乎没什么散热能力。 单面铜箔玻纤板：这种板的铜箔一般是布在有电路的那一面，用来增加散热面积，此种板略高于玻纤板。 双面铜箔剥纤板：故名思意，这种板材正、反两面都是布上了铜箔的，目的就是为了散热，性能和略高于单面铜箔板。 穿孔玻铜箔玻纤板：这种板材是比较特殊的结构，他是正、反两面布铜箔，同时板上有很多细的小孔，把正反两面的铜箔直接连接在一起，这样就可以把正面线路板上的铜箔通过PCB板上细小的孔来传导到反面的铜箔上，然后再传导到散热铝型材上。 电源在灯管中是一个非常重要的部件，也称为：驱动，电源的好坏直接影响到灯管的使用寿命。如果把灯管比做人的话，那么灯珠就是人的身体，而电源就是人的心脏。可见电源的重要性，所以电源也被行业人士称为LED的灵魂。 电源按接电电压来分有：宽电压电源、窄电压电源；按输入输出来分有：隔离电源、非隔离电源； 宽电压电源：所谓宽电压就是指能适应大多数国家的正常的电压，一般来说宽电压的范围是：85V-265V。 窄电压电源：所谓窄电压其实是相对而言的，窄电压范围大多是：185-265V。也有说85-180V的。 隔离电源：隔离电源通俗的讲就是市电与电源原器件并非直接连接，而是通过变压器变压之后才供电给电子原器件。安全性能更高，但是由于电路稍微更复杂，所以隔离电源的转换效率相对非隔离电源来说更低一些。转换效率一般为85%左右。 非隔离电源：与隔离电源相反，非隔离电源就是市电与电源原器件直接相连，容易发生触电的危险，安全性能相对隔离电源来说更低一些，但是转换效率更高一点。一般可以做到88%的转换效率，最高做到92%左右，但是会高出许多，一般没很大必要。 LED电源基本原理：一般来说，LED驱动电源主要经过以下3个步奏，1、降压：把接入的220V（或110V）市电降压变成交流的低压电。2、整流：经过降压后的低压直流电再经过二极管（二极管的特性：单向通导性）转变成不稳定的直流低压电。3、滤波：通过电容、电感经过多次滤波变成稳定的低压直流电。4、给LED供电 关于电源的几个名词解释： 1、功率因数：功率因数就是电压与电流相位差的余弦值。因为电流与电压都是波性图，一个是正弦图，一个是余弦图；由于2个波形图相差1/4个周期（即：90度），于是形成了PF值，为了提高PF值，需要在电源上增加一个校正电路，所以PF值高的电源成本相对来说也更高。没有PF校正电路的PF值一般在0.6左右，有PF电路的基本都可以达到0.9左右，甚至更高。 PF值低的时候会对整个供电系统的电网产生污染，当PF值低时，用电设备对电网发电利用率就变低了，所以国家对一些功率大的用电设备有PF值要求，一般来说50W以下的就没有明确的要求。国家的要求是PF值大于0.6。 2、转换效率：通俗的讲就是输出功率与输入功率的比值，比如：有10W的电功率被一支灯管消耗掉了，但是只有8W的电功率被用来发光（也称：有用功），还有2W的电功率则在电源器件上发热损耗掉了（也称：无用功），那么这支灯管的电源转换效率就为：80%。PF值越高，对国家电网越好；转换效率越高对个人越好，因为有更多的电被利用到了。 一般来说现在市场的灯管外壳主要为铝型材，也有一些人是用PC塑料管来做的，它的优点是便宜，缺点是热量无法散发出去，会让灯管更快速的光衰，减少寿命。 型材也有很多结构：C型头、D型头、1/2管、1/3管、椭圆管 C型头：从铝管横截面看上去像一个C字的叫C型头，这种结构可以剩叫中间那层支撑铝板，降低成本，而线路板是直接插进去卡住的。这种结构做出来的产品热量不容易传导到铝型材上，会直接导致LED芯片温度过高，影响寿命。 D型头：从铝管横截面看上去像一个D字的叫D型头，这种结构也是大多数厂家用的，我们现在做的灯管就是用的这种头，这种结构是最适合散热的结构，可以保证热量最及时的散发出去。 1/2管：所谓1/2管，就是铝型材横截面是完整的半个圆，所以叫1/2管。 1/3管：所谓1/3管，就是铝型材类似D型结构，但是支撑灯板的铝下沉到整管的1/3处，这种结构主要是为了解决灯管的暗区问题，保证光线的均匀性。但是这种结构的LED电源必须采用外置。这样子电源的热量也更好的散出去了，可以提高灯管的整体寿命。 椭圆管：由于现在的1/2D型管是市场上主流用的灯管，但是这种管做出来的灯管，两边或多或少都会有暗区，为了解决这个弊端，椭圆管材就出现在市场上了。解决了暗区问题，光线也均匀，但是美观度，个人不是很看好。 外罩现在用的基本上都是PC罩，基本上没有用玻璃罩的。都是由PC颗粒（化学名：聚碳酸酯）加工生产再配上扩散粉制造而成的。 PC罩大概分为以下几种：透明罩、透明条纹罩、扩散条纹罩（我们称为：粗条纹罩）、乳白扩散罩。 透明罩：顾明思意，透明罩就是透明的PC罩，这种外罩做出来的灯管可以看到灯珠，非常刺眼，容易眩晕，不符合人类对光线的要求。透光性能较好，可达到91%的透光率。 透明条纹罩：这种罩子是半透明罩，可以把光打散开来，但是光线也不够均匀，不会刺眼，透光率约88%。 扩散条纹罩：也称为粗条纹罩，这种外壳透光率在86%左右，此外壳做的产品看起来不会有暗区的感觉，巧妙的避免了暗区的影响。 乳白扩散罩：这款外罩也是现在市场上大多数厂家都使用的外罩，这款外壳的普遍透光率为83-85%；83以下的透光率是完全看不到灯珠的光斑了。 LED发光字使用中常见的5大问题： 1、LED使用寿命短：正规厂商生产的LED的理论使用寿命一般为80000个小时左右。而现在很多的发光字没用够一年就开始频繁更换LED模组，给客户和广告制作商都带来了很多麻烦和经济损失。 2、颜色衰减得非常快：刚安装好的发光字发出的颜色纯正明亮，可使用不到一年颜色就明显黯淡下来了。是字体变得红不红、绿不绿的非常难看。 3、颜色不匀，色差明显：主要表现在纯白色LED制作的体积较大的发光字上。在装配时单个模组表现不明显，整个字体装配完整后，色差就明显表现出来了，整个字面象地图一样，一片白、一片蓝、一片黄。 4、字体部分笔画、整体突然不亮或时亮时不亮：发光字在使用一段时间后局部或整个字体光源开始出现闪烁、时亮时不亮，直至完全不亮。 5、字体输出功率较大，省电节能不明显。 LED发光字使用中常见问题的解决方法： 1、正规厂家生产的合格LED单颗灯粒（需有厂家提供的质量参数说明），自己制作模组。切莫在电子市场贪图便宜LED单颗灯粒或已制作好的模块。如需模块，应看清模块上安装了几颗电阻，安装一颗电阻的模块最好不要使用。电阻在模块中所起的是限流作用，很容易发热。长时间连续使用，一旦电阻烧坏，这个模组就不亮了。LED灯一般不会坏。不要把模组扔掉，只需更换一只相同阻值的电阻即可正常使用。这样可为制作单位节省开支。为了减少麻烦、节省开支，最好选用安装有两颗电阻的模组。另外，对制作模组的供应商的生产设施要有所了解，看其在制作模组时是否采用了防静电设施。如果没有附加防静电设施，在使用中即使电阻没有被烧坏，LED灯也很容易被击穿损坏。 2、LED灯安全的使用电流一般为20毫安，超过这个数值，虽然亮度会增加一些，但是颜色的衰减会明显加快。所以，在已组装好的LED模组时一定要测试它的输出电流值。低于20毫安亮度不够，超过22毫安影响LED寿命，使颜色衰减加快。 3、白色的LED灯在出厂前都要经过分光分色（没经过分光分色的LED有的发出的光是纯白、有的偏蓝、有的发黄），分光分色仪昂贵，一般的小厂没有该种设备，所以生产的白光一般都是拿到大厂进行分光分色的，由于不是自己厂的产品，分光分色就不会那么仔细。有些小厂干脆就不分光分色。他们一般都是以低来拉客户的。所以在白光LED时不要一味的贪图便宜，一定要同一厂家、同一批次、同一色号的LED发光管单颗粒灯或模组来制作同一批次的发光字。 4、现在市场上销售的发光模组，大多是利用插接线连接的。这样，广告制作商在安装发光模组时方便快捷。但是也出现了一些新的问题，由于插接件在长时间的使用过程中受空气中的潮气侵蚀容易氧化导致接触不良，使局部或全部电路瞬间断电或彻底断电，导致字体光源闪烁或不亮。解决办法为： （1）、制作模块时不用接插件，直接用铜镀锡导线连接后用活性炭焊锡焊牢。 （2）、采用人造玛瑙制作全密闭的空心立体发光字，隔绝光源与空气的接触。 5、尽量采用五颗灯一组的LED发光模组，这样灯的数量没有改变，而功率则减少了五分之二。 LED发光字的发光形式： 1、LED单色发光字（红、黄、白、绿、蓝）；2、LED双色发光；3、LED多色发光字；4、LED七彩变色发光字（渐变、跳变、色彩闪烁、色彩变化）。 LED发光字的特点： 1、光亮度高：特别适合高楼、大厦的广告、大字。2、维修简便：比吸塑字、霓虹灯字维修及其简便。3、省电节能：比任何一款同等亮度的广告字都节能80%以上。 LED发光字的光源选择: LED可以给国家和使用者节省大量电能，给承做方节省大量工时。LED应用技术的发展，给竞争激烈的广告业增添了新的活力。其独有的、不同的发光形势、被广泛的应用在广告产品的制作领域。不同规格的LED有着不同的发光角度和不同的亮度。那麽，如何给不同的产品选择合适的LED,使其既能发挥最大功效，又能最大限度地降低成本呢现在我们看看南京比亚数码科技有限的专业建议。LED在发光字中的应用及使用 注意事项 立体发光字对光源主要有以下几点要求： 一、LED发光字字形的复杂及不同项目的不同规格，要求光源要有不受字形限制的通用性； 二、由于安装完成的LED发光字维修极为不便，为降低维修成本，要求光源具有较长寿命； 三、LED发光字要有足够亮度南京比亚工程部针对以上要求制作的LED发光模组，具有以上功能。比亚提供的适用于立体发光字的LED光源有两种：食人鱼和小草帽。食人鱼发光模组适用于字墙高度在8-10cm间的发光字。 一般来讲，3和5头的食人鱼发光角度为120度和90度左右。在这种距离下应用在吸塑字上的食人鱼发光模组，光线完全可以辐射开。不但节省了模组数量，经屏幕亮度计测试，对光强的利用率也恰到好处。对于字墙较矮、字形的吸塑发光字和雕刻发光字，就要采用发光角度在180度左右的平头食人鱼模组和小草帽发光模组。较大的光辐射面积可以使模组用量降低，而较矮的字墙又提高了字体的发光亮度。两者有机地结合起来，遵循了能量守恒定律，也体现了正确选择LED的重要性。 值得注意的是，LED发光字在使用LED发光模组的过程中，一定要注意电压降的问题。千万不要只做一条回路，从首串联到尾。这样做不仅会使首尾之间由于电压不同而导致亮度不一致，还会产生单路电流过大烧毁线路板的问题。正确的做法是尽量多并联些回路，以保证电压和电流的分配合理。另外，字腔内部如需使用防腐材料，最好是用白色底漆，以增加其反光系数。 LED在超薄标牌中的应用超薄发光标牌是在为提高商家场所利用率的基础上应运而生的。以往的超薄发光标牌和超薄发光灯箱厚度大致在1.5-3.0cm之间。2004年，南京比亚在此基础上，独立开发了一套厚度在0.8-1.5cm之间的超薄标牌。该产品采用了导光、注塑、雕刻、背光源等多种技术。特点是表面平整，无雕刻凹凸痕，发光均匀无弦光。版面可无限做大，小到科室牌，达到高速公路的路标指示均可制作。此种超薄标牌在LED的选择上，可根据客户要求的厚度和版面的尺寸来选择。厚度在8mm以下，面积在450cm2以下的超薄发光标牌，可选用贴片发光模组；厚度在8mm-10mm之间，面积在500cm2-400cm2之间的超薄发光标牌，可像素管发光模组；厚度在10mm以上的大型超薄发光指示牌，应选用发光角在30度以内的超高亮发光模组。 总之，广大广告界同仁在利用LED应用技术制作LED发光字时，除了要考虑LED发光字的稳定性之外，还要根据产品的要求来确定LED的发光角度，亮度及管与管之间的波长是否允许的范围内。只有合理的选择不同规格的LED，才能确保产品质量达标，同时，是产生成本降至最低。场景化的LED整体照明系统及其特征节能和保护环境是当今世界各国普遍关注的社会问题，并直接影响到人类社会的可持续发展。对直接消耗能源的照明产业，更加希望实现节能的绿色照明。半导体绿色照明光源的诞生被誉为照明领域的一次革命，其标志是半导体发光二极管（LED）作为新型光源从特殊照明市场逐渐进入普通照明市场，市场前景极为广阔。作为特殊照明光源的应用，白光LED已经显示出巨大的性能优势、强劲的发展势头和迅速增长的市场需求。在未来5年，LED灯很可能成为下一代照明的主流产品。 发光的二极管灯泡无论在结构上还是在发光原理上，都与传统的白帜灯有本质的不同。长期以来，人们之所以没有将发光二极管用于照明，主要是因为一方面发光二极管发出光没有实现红、绿、蓝三基色，也无法实现白光；另一方面是发光强度和光效达不到照明要求。现在这个困扰人们的难题终于得到解决。人们采用超高亮度蓝光LED为基础，采用多种途径实现了白光。已研制出可发白光的发光二极管灯泡发出的光线与阳光十分接近，具有良好的应用前景。正因如此，发光二极管灯泡将会从传统的电子设备指示灯中脱颖而出，成为照明领域的一可新星，导致一场新的照明革命。半导体超高亮度发光二极管（LED），尤其是氮化物白光发光二极管，具有体积小、电压低、寿命长、响应快、无频闪、耗能少、发热少等优点，正逐渐成为新一代绿色、节能、环保、长寿命的照明光源。 白光LED作为半导体发光光源，相比传统的照明光源，其电能消耗仅相当于后者的20%左右。使用寿命长达10万小时，是普通灯管的数十倍。它可靠性好，维护成本低。使用电压低，电压一般在5V以下，除了便携机器的液晶背光源，还可以用语野外照明，边远山区照明，矿工灯和水环境照明等。开关时间短，响应时间最低可达到1微秒，一般灯具为几个毫秒（现用的光源响应时间200毫秒）。环保，没有水银等有害废弃物，坚固不易破碎，减少废弃物对环境的污染。LED灯不含红外和紫外的成分，没有辐射污染，且直流驱动，没有频闪，是保护视力的环保光源。随着LED的广泛使用和性能的提升，一场新的照明革命即将到来已成为人们的共识，那麽这一期待的变革将给人们带来什么：这是开发LED应用产品和引导市场发展最关心的问题。 LED发光字/LED外露发光字的制作过程详解 在制作LED发光字之前，然让我们了解一下LED发光字（LED外露发光字）的制作材料：压克力板，镀锌板，不锈钢，钛金板等基本材料。 LE