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文档简介
1、Good is good, but better carries it.精益求精,善益求善。LED概述-LED英文单词的缩写,主要含义:LED=LightEmittingDiode,发光二极管,是一种能够将电能转化为可见光的固态的HYPERLINK/view/780101.htm半导体器件,它可以直接把电转化为光目录HYPERLINKl1LED产品和小常识HYPERLINKl2基本信息HYPERLINKl3LED应用HYPERLINKl4LED优点HYPERLINKl4_1一、体积小HYPERLINKl4_2二、耗电量低HYPERLINKl4_3三、使用寿命长HYPERLINKl4_4四、高亮
2、度、低热量HYPERLINKl4_5五、环保HYPERLINKl4_6六、坚固耐用HYPERLINKl4_7七、多变幻HYPERLINKl4_8八、技术先进HYPERLINKl5LED缺点HYPERLINKl6LED发展HYPERLINKl7LED的发光原理HYPERLINKl8LED用途介绍HYPERLINKl9LED的调光控制HYPERLINKl10运作参数和效率HYPERLINKl11参数测量标准HYPERLINKl12LED上拉电阻HYPERLINKl12_1LED显示屏控制系统HYPERLINKl13LED分类HYPERLINKl14LED应用于路灯有先天优势和劣势HYPERLINK
3、l15LED应用的相关产品HYPERLINKl16LED产品“贵”的三大原因HYPERLINKl16_11.国内企业没有核心技术HYPERLINKl16_22.LED应用产品散热难HYPERLINKl16_33.LED应用电源管理HYPERLINKl17LED驱动电源九大性能特点要求HYPERLINKl18LED封装技术介绍HYPERLINKl19LED在各个领域的应用HYPERLINKl20LED产业目前面临的一些问题HYPERLINKl21LED与LED可见光通讯技术HYPERLINKl22LED的重要参数释疑HYPERLINKl23LED检测设备的发展推测HYPERLINKl24LED焊
4、接技术要求及操作注意事项HYPERLINKl24_1LED透镜填充硅胶过程HYPERLINKl25LED产业链构成HYPERLINK/view/52538.htm#1LED产品和小常识HYPERLINK/view/52538.htm#2基本信息HYPERLINK/view/52538.htm#3LED应用HYPERLINK/view/52538.htm#4LED优点HYPERLINK/view/52538.htm#4_1一、体积小HYPERLINK/view/52538.htm#4_2二、耗电量低HYPERLINK/view/52538.htm#4_3三、使用寿命长HYPERLINK/view
5、/52538.htm#4_4四、高亮度、低热量HYPERLINK/view/52538.htm#4_5五、环保HYPERLINK/view/52538.htm#4_6六、坚固耐用HYPERLINK/view/52538.htm#4_7七、多变幻HYPERLINK/view/52538.htm#4_8八、技术先进HYPERLINK/view/52538.htm#5LED缺点HYPERLINK/view/52538.htm#6LED发展HYPERLINK/view/52538.htm#7LED的发光原理HYPERLINK/view/52538.htm#8LED用途介绍HYPERLINK/view/
6、52538.htm#9LED的调光控制HYPERLINK/view/52538.htm#10运作参数和效率HYPERLINK/view/52538.htm#11参数测量标准HYPERLINK/view/52538.htm#12LED上拉电阻HYPERLINK/view/52538.htm#12_1LED显示屏控制系统HYPERLINK/view/52538.htm#13LED分类HYPERLINK/view/52538.htm#14LED应用于路灯有先天优势和劣势HYPERLINK/view/52538.htm#15LED应用的相关产品HYPERLINK/view/52538.htm#16LE
7、D产品“贵”的三大原因HYPERLINK/view/52538.htm#16_11.国内企业没有核心技术HYPERLINK/view/52538.htm#16_22.LED应用产品散热难HYPERLINK/view/52538.htm#16_33.LED应用电源管理HYPERLINK/view/52538.htm#17LED驱动电源九大性能特点要求HYPERLINK/view/52538.htm#18LED封装技术介绍HYPERLINK/view/52538.htm#19LED在各个领域的应用HYPERLINK/view/52538.htm#20LED产业目前面临的一些问题HYPERLINK/
8、view/52538.htm#21LED与LED可见光通讯技术HYPERLINK/view/52538.htm#22LED的重要参数释疑HYPERLINK/view/52538.htm#23LED检测设备的发展推测HYPERLINK/view/52538.htm#24LED焊接技术要求及操作注意事项HYPERLINK/view/52538.htm#24_1LED透镜填充硅胶过程HYPERLINK/view/52538.htm#25LED产业链构成LED产品和小常识LED(LightEmittingDiode),发光二极管,是一种固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体
9、的晶片,晶片的一端附在一个支架上,一端是负极,另一端连接电源的正极,使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成,一部分是P型半导体,在它里面空穴占主导地位,另一端是N型半导体,在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候,它们之间就形成一个“P-N结”。当电流通过导线作用于这个晶片的时候,电子就会被推向P区,在P区里电子跟空穴复合,然后就会以光子的形式发出能量,这就是LED发光的原理。而光的波长决定光的颜色,是由形成P-N结材料决定的。LED(Light-Emitting-Diode中文意思为HYPERLINK/view/84213.htm发光二极管)是一种能够将电能转化为可见光的
10、半导体,它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理,而采用HYPERLINK/view/63151.htm电场发光。据分析,LED的特点非常明显,寿命长、光效高、无辐射与低功耗。LED的光谱几乎全部集中于可见光频段,其发光效率可超过150lm/W(2010年)。将LED与普通白炽灯、螺旋节能灯及T5HYPERLINK/view/642793.htm三基色荧光灯进行对比,结果显示:普通白炽灯的光效为12lm/W,寿命小于2000小时,螺旋节能灯的光效为60lm/W,寿命小于8000小时,T5荧光灯则为96lm/W,寿命大约为10000小时,而直径为5毫米的白光LED光效可以超过150lm/
11、W,寿命可大于100000小时。有人还预测,未来的LED寿命上限将无穷大。大功率,指发光功率大,一般指0.5W,1W3W5W或更高的。光强与HYPERLINK/view/78630.htm流明是比小功率大,但同样散热也很大,现在大功率都是单颗应用,加很大的散热片。小功率一般是0.06W左右的。现在HYPERLINK/view/591206.htmLED手电一般是用小功率用的,光散不散,取决于LED的发光角度,有大角度小角度之分,小角度不散,大角度才散。市面上的手电筒一般是用草帽头做的。效果很好。现在就担心有些厂家不重质量,拿的次品LED做电筒,用不了多久就有死灯。LED的亮度是跟LED的发光角
12、度有必然关系的,LED的角度越小它的亮度越高,没有什么超亮不超亮的,那是骗小孩的,如果是质量好的LED不管是哪家LED厂家生产的大家的亮度都差不多的,只是生产工艺不一样,使用寿命略有不同,因为大家用的都是那几家国外的LED芯片.如果是5MM的LED180度角的白光的亮度只有几百MCD,如果是15度角的亮度就要去到一万多两万MCD的亮度了,亮度相差好几十倍了,如果是用于HYPERLINK/view/49358.htm照明用的,在户外最好是用大功率的LED了,亮度就更高了,单个功率有1W,3W,5W,还有的是用多个大功率组合成一个大功率的LED,功率去到几百都有.色温和亮度没关系,而亮度和流明值有
13、关来看几个概念:HYPERLINK/view/78726.htm光通量(lm)由于人眼对不同波长的电磁波具有不同的灵敏度,我们不能直接用HYPERLINK/view/56137.htm光源的辐射功率或辐射通量来衡量光能量,必须采用以人眼对光的感觉量为基准的单位-光通量来衡量。光通量用符号表示,单位为流明(lm)。HYPERLINK/view/59170.htm发光强度(cd)光通量是说明某一光源向四周空间发射出的总光能量。不同光源发出的光通量在空间的分布是不同的。发光强度的单位为HYPERLINK/view/112715.htm坎德拉,符号为cd,它表示光源在某单位HYPERLINK/view
14、/952616.htm球面度立体角(该物体表面对点光源形成的角)内发射出的光通量。1cd=1lm/1sr(sr:HYPERLINK/view/433845.htm立体角的球面度单位)。照度单位LUX:勒克司(lux,法定符号lx)照度单位,为距离一个光强为1cd的光源,在1米处接受的照明强度,习称:烛光.米。亦即距离该光源1米处,1平方米面积接受1lm光通量时的照度。HYPERLINK/view/34773.htm亮度(cd/m)亮度是表示眼睛从某一方向所看到物体发射光的强度。单位为坎德拉/平方米cd/m,符号为L,表明发光体在特定方向单位立体角单位面积内的光通量,它等于1平方米表面上发出1坎
15、德拉的发光强度。HYPERLINK/view/1086.htm色温(ColorTemperature)当光源所发出的光的颜色与HYPERLINK/view/329956.htm黑体在某一温度下辐射的颜色相同时,黑体的温度就称为该光源的色温,用绝对温度K(HYPERLINK/view/5495.htm开尔文,开氏度=摄氏度+273.15)表示。HYPERLINK/view/1240536.htm显色性(Colorrenderingproperty)原则上,人造光线应与自然光线相同,使人的肉眼能正确辨别事物的颜色,当然,这要根据照明的位置和目的而定。光源对于物体颜色呈现的程度称为显色性。通常叫做H
16、YPERLINK/view/618844.htm显色指数(Ra)。显色性是指事物的真实颜色(其自身的色泽)与某一标准光源下所显示的颜色关系。Ra值的确定,是将DIN6169标准中定义的8种测试颜色在标准光源和被测试光源下做比较,色差越小则表明被测光源颜色的显色性越好。Ra值为100的光源表示,事物在其灯光下显示出来的颜色与在标准光源下一致。基本信息LED(LightEmittingDiode),发光二极管,是一种固态的HYPERLINK/view/19928.htm半导体器件,它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片,HYPERLINK/view/1201023.htm晶片的一端
17、附着HYPERLINK/image/54baacfb701082124f4aea1cLED灯株在一个支架上,一端是负极,另一端连接电源的HYPERLINK/view/3149135.htm正极,使整个晶片被HYPERLINK/view/59374.htm环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成,一部分是HYPERLINK/view/84698.htmP型半导体,在它里面HYPERLINK/view/194378.htm空穴占主导地位,另一端是HYPERLINK/view/49365.htmN型半导体,在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候,它们之间就形成一个“HYPERLINK/vie
18、w/70124.htmP-N结”。当电流通过HYPERLINK/view/781460.htm导线作用于这个晶片的时候,电子就会被推向P区,在P区里电子跟空穴复合,然后就会以光子的形式发出能量,这就是LED发光的原理。而光的HYPERLINK/view/45341.htm波长决定光的颜色,是由形成P-N结材料决定的。HYPERLINK/image/73ca5910f9ddbbb0c2ce7938贴片LEDLED应用鉴于LED的自身优势,目前主要应用于以下几大方面:(1)HYPERLINK/view/78216.htm显示屏、交通讯号显示光源的应用LEDHYPERLINK/view/174411
19、.htm灯具有抗震耐冲击、光响应速度快、省电和寿命长等特点,广泛应用于各种室内、户外显示屏,分为全色、三色和单色显示屏,全国共有100多个单位在开发生产。HYPERLINK/view/480899.htm交通信号灯主要用超高亮度红、绿、黄色LED,因为采用LED信号灯既节能,可靠性又高,所以在全国范围内,交通信号灯正在逐步更新换代,而且推广速度快,市场需求量很大,是个很好的市场机会。(2)HYPERLINK/view/4033.htm汽车工业上的应用汽车用灯包含汽车内部的仪表板、音响指示灯、HYPERLINK/view/126104.htm开关的背光源、阅读灯和外部的刹车灯、尾灯、侧灯以及头灯
20、等。汽车用HYPERLINK/view/23342.htm白炽灯不耐震动撞击、易损坏、寿命短,需要经常更换。1987年,我国开始在汽车上安装HYPERLINK/view/256994.htm高位刹车灯。由于LED响应速度快,可以及早提醒司机刹车,减少汽车追尾事故,在发达国家,使用LED制造的中央后置高位刹车灯已成为汽车的标准件,美国HP公司在1996年HYPERLINK/image/0b14ad19859ece7d43a9adb0半导体照明推出的LED汽车尾灯模组可以随意组合成各种汽车尾灯。此外,在汽车仪表板及其他各种照明部分的光源,都可用超高亮度发光灯来担当,所以均在逐步采用LED显示。我国
21、汽车工业正处于大发展时期,是推广超高亮度LED的极好时机。近几年内会形成年产10亿元的产值,5年内会形成每年30亿元的产值。(3)LED背光源以高效侧发光的背光源最为引人注目,LED作为LCD背光源应用,具有寿命长、发光效率高、无干扰和性价比高等特点,已广泛应用于电子手表、手机、BP机、电子计算器和刷卡机上,随着便携电子产品日趋小型化,LED背光源更具优势,因此背光源制作技术将向更薄型、低功耗和均匀一致方面发展。LED是手机关键器件,一部普通手机或小灵通约需使用10只LED器件,而一部彩屏和带有照相功能的手机则需要使用约20只LED器件。现阶段手机背光源用量非常大,一年要用35亿只LED芯片。
22、目前我国手机生产量很大,而且大部分LED背光源还是进口的,对于国产LED产品来说,这是个极好的市场机会。(4)LEDHYPERLINK/view/1433564.htm照明光源早期的产品发光效率低,光强一般只能达到几个到几十个mcd,适用在室内场合,在家电、仪器仪表、HYPERLINK/view/643510.htm通讯设备、微机及HYPERLINK/view/24175.htm玩具等方面应用。目前直接目标是LED光源替代白炽灯和荧光灯,这种替代趋势已从局部应用领域开始发展。日本为节约能源,正在计划替代白炽灯的发光二极管项目(称为照亮日本),头五年的预算为50亿日元,如果LED替代半数的白炽灯
23、和荧光灯,每年可节约相当于60亿升原油的能源,相当于五个1.35106kW核电站的发电量,并可减少二氧化碳和其它温室气体的产生,改善人们生活居住的环境。我国也于2004年投资50亿大力发展节能环保的半导体照明计划。(5)其它应用例如一种受到儿童欢迎的闪光鞋,走路时内置的LED会闪烁发光,仅温州地区一年要用5亿只发光二极管;利用发光二极管作为电动牙刷的电量指示灯,据国内正在投产的制造商介绍,该公司已有少量保健牙刷上市,预计批量生产时每年需要3亿只发光灯;正在流行的LED圣诞灯,由于造型新颖、色彩丰富、不易碎破以及低压使用的安全性,近期在香港等东南亚地区销势强劲,受到人们普遍的欢迎,正在威胁和替代
24、现有电泡的圣诞市场。(6)家用室内照明的LED产品越来受人欢迎,HYPERLINK/view/2126591.htmLED筒灯,HYPERLINK/view/3312909.htmLED天花灯,HYPERLINK/view/1490740.htmLED日光灯,LED光纤灯已悄悄地进入家庭!LED优点LED的内在特征决定了它具有很多优点,诸如:一、体积小LED基本上是一块很小的晶片被封装在环氧树脂里面,所以它非常小,非常轻。二、耗电量低LED耗电相当低,直流驱动,超低功耗(单管0.03-0.06瓦),电光功率转换接近100%。一般来说LED的工作电压是2-3.6V,工作电流是0.02-0.03A
25、;这就是说,它消耗的电能不超过0.1W,相同照明效果比传统光源节能80%以上。三、使用寿命长有人称HYPERLINK/view/1468011.htmLED光源为长寿灯。它为固体冷光源,环氧树脂封装,灯体内也没有松动的部分,不存在灯丝发光易烧、热沉积、HYPERLINK/view/1211719.htm光衰等缺点,在恰当的电流和HYPERLINK/view/10954.htm电压下,使用寿命可达6万到10万小时,比传统光源寿命长10倍以上。四、高亮度、低热量LED使用冷发光技术,发热量比普通照明灯具低很多。五、环保LED是由无毒的材料作成,不像HYPERLINK/view/434821.htm
26、荧光灯含水银会造成污染,同时LED也可以回收再利用。光谱中没有HYPERLINK/view/598.htm紫外线和HYPERLINK/view/1813.htm红外线,既没有热量,也没有HYPERLINK/view/2121.htm辐射,眩光小,冷光源,可以安全触摸,属于典型的HYPERLINK/view/30779.htm绿色照明光源六、坚固耐用LED被完全封装在环氧树脂里面,比灯泡和荧光灯管都坚固。灯体内也没有松动的部分,使得LED不易损坏。HYPERLINK/image/4257732298b76d994723e818LED灯七、多变幻LED光源可利用红、绿、蓝HYPERLINK/vie
27、w/247185.htm三基色原理,在计算机技术控制下使三种颜色具有256级灰度并任意混合,即可产生256256256=16777216种颜色,形成不同光色的组合变化多端,实现丰富多彩的动态变化效果及各种图像。八、技术先进与传统光源单调的发光效果相比,LED光源是低压微电子产品。它成功融合了计算机技术、HYPERLINK/view/2632318.htm网络通信技术、图像处理技术、HYPERLINK/view/30741.htm嵌入式控制技术等,所以亦是HYPERLINK/view/4678894.htm数字信息化产品,是HYPERLINK/view/1081358.htm半导体光电器件“高新
28、尖”技术,具有在线编程、无限升级、灵活多变的特点。LED缺点第一点LED发光二极管已被全球公认为最高效的人造照明技术。虽然国内还有不少人在商家误导下认为LED是用来替代LCD液晶的显示技术,但实际上这种高能效照明技术从上世纪六七十年代就已经开始应用,如今从各种指示灯、路灯、节日彩灯再到笔记本、电视背光都在广泛采用LED照明。由于其高能效,人们普遍认为用LED灯取代传统的灯泡、荧光灯是一种非常环保的做法。然而,近日由美国加州大学艾尔文分校进行的一项调查却显示,使用LED的环保功效很可能会被其包含的有毒物质所抵消。在该校社会生态学系和公共健康项目共同进行的这项研究中,他们分析了市场上常见的圣诞树彩
29、灯组中的红色、黄色、绿色和蓝色的LED灯,其中既包括高亮度LED,也包括低亮度产品。结果显示,这些LED灯中包含有锑、砷、铬、铅以及其他多种金属元素。其中,部分LED灯的有毒元素含量已经超过了监管部门制定的标准。比如在低亮度红色LED灯中,研究人员发现其铅含量超标达到8倍,镍含量也超标2.5倍。实际上在美国加州法律中,绝大多数LED灯都已经被明确定义为有毒垃圾,如果使用普通填埋的办法处理将会污染土壤和地下水。而如果LED灯破碎,还可能会对直接接触的人体健康造成损害。但至今,无论各国政府还是民众都对LED灯的环境和健康危险知之甚少。该报告表示,LED中的砷、铅、镍和铜元素对人体和环境的影响最为严
30、重,未来应当进行更为细致深入的调查,以促进政府对LED产品的安全使用和回收处理制定规范。简单的说,大家应该清楚,虽然LED的能效非常高,但它绝非完全环保的选择,只是蕴含的潜在危险和其他照明技术不同罢了。第二点LED需要由于单个发光面比较窄,通常大规模集成在线路板上,形成一个比较大的发光源,由此会造成大量热量积累,有时会击穿电路板。所以LED灯的散热一定要好。LED发展LED显示屏的发展可分为以下几个阶段:第一阶段为1990年到1995年,主要是单色和16级双色图文屏。用于显示文字和简单图片,主要用在车站、金融HYPERLINK/view/17039.htm证券、HYPERLINK/view/2
31、0233.htm银行、邮局等公共场所,作为公共信息显示工具。第二阶段是1995年到1999年,出现了64级、256级灰度的双基色视频屏。视频控制技术、图像处理技术、HYPERLINK/view/380279.htm光纤通信技术等的应用将LED显示屏提升到了一个新的台阶。LED显示屏控制专用HYPERLINK/view/412393.htm大规模集成电路芯片也在此时由国内企业开发出来并得以应用。第三阶段从1999年开始,红、纯绿、纯蓝LED管大量涌入HYPERLINK/view/61891.htm中国,同时国内企业进行了深入的研发工作,使用红、绿、蓝三原色LED生产的全彩色显示屏被广泛应用,大量
32、进入HYPERLINK/view/1189063.htm体育场馆、会展中心、广场等公共场所,从而将国内的大屏幕带入全彩时代。随着LED原材料市场的迅猛发展,表面贴装器件从2001年面世,主要用在室内全彩屏,并且以其亮度高、色彩鲜艳、温度低的特性,可随意调整的点间距,被不同价位需求者所接受,在短短两年多时间内,产品销售额已超过3亿元,表面贴装全彩色LED显示屏应用市场进入新世纪。为了适应2008年HYPERLINK/view/1251.htm奥运会的“瘦身”计划,利亚德开发了表面贴装双基色显示屏,大量用于训练馆和比赛计时计分系统。在HYPERLINK/view/1418992.htm奥运场馆全彩
33、屏方面,为紧缩投资,全彩屏大部分采用可拆卸方式,奥运期间可作为实况转播工具,赛事结束后可用于租赁,作为演出、国家政策发布等公共场合应用工具,通过这种方式可尽快收回成本。就市场而言,中国加入HYPERLINK/view/1249.htmWTO、北京申奥成功等,成为LED显示屏产业发展的新契机。国内LED显示屏市场保持持续增长,目前在国内市场上,国产LED显示屏的市场占有率近95%。国际上LED显示屏的市场容量预计以每年30%的速度在增长。LED显示屏的主要制造厂商集中在日本、HYPERLINK/view/595143.htm北美等地,我国LED制造厂商出口的份额在其中微不足道。据不完全统计,世界
34、上目前至少有150家厂商生产全彩屏,其中产品齐全,规模较大的公司约有30家左右。目前,经过中国政府对LED产业化的积极推动,国内LED显示屏的生产技术基本与世界同步,国内知名品牌有:奥力兴(ApexKolor)、远亮国际照明、恒宇光电、大眼界光电(TopVision)、HYPERLINK/view/2123867.htm元亨光电(yaham)、山木显示(skymax-display)、丽晶光电(Lightking)、洲明(Unilumin)、锐拓(Retop)、爱立德(aled)、联建光电(liantronics)、HYPERLINK/view/2587650.htm长方照明(cfled)、明
35、尔杰(MejLed)、德彩光电(dicolor)、联森(lenson)、良辉光电(lhgd)、通普(TOP)、仕兰、雅其光(Art)、HYPERLINK/view/1429393.htm金立翔、艾比森(absen)、艾斯威(aswei)、HYPERLINK/view/4884228.htm雷森(ledsun)、利亚德(leyard)、科美芯(SBC)、三思、奥科光电等。LED的发光原理HYPERLINK/image/6dc09e0a8dbfbf0bb1351db9LED手电筒发光二极管是由-族化合物,如GaAs(HYPERLINK/view/34646.htm砷化镓)、GaP(HYPERLIN
36、K/view/158655.htm磷化镓)、GaAsP(磷砷化镓)等半导体制成的,其核心是PN结。因此它具有一般P-N结的I-N特性,即正向导通,反向截止、击穿特性。此外,在一定条件下,它还具有发光特性。在HYPERLINK/view/3118333.htm正向电压下,电子由N区注入P区,空穴由P区注入N区。进入对方区域的少数载流子(少子)一部分与HYPERLINK/view/393137.htm多数载流子(多子)复合而发光。假设发光是在P区中发生的,那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光,或者先被发光中心捕获后,再与空穴复合发光。除了这种发光复合外,还有些电子被非发光中心(这个中心介于导带、
37、介带中间附近)捕获,而后再与空穴复合,每次释放的能量不大,不能形成可见光。发光的复合量相对于非发光复合量的比例越大,光量子效率越高。由于复合是在少子扩散区内发光的,所以光仅在靠近PN结面数m以内产生。理论和实践证明,光的峰值波长与发光区域的HYPERLINK/view/50720.htm半导体材料禁带宽度Eg有关,即1240/Eg(nm)式中Eg的单位为HYPERLINK/view/162975.htm电子伏特(eV)。若能产生HYPERLINK/view/68621.htm可见光(波长在380nm紫光780nm红光),半导体材料的Eg应在3.261.63eV之间。比红光波长长的光为红外光。现
38、在已有红外、红、黄、绿及蓝光发光二极管,但其中蓝光二极管成本、价格很高,使用不普遍。LED用途介绍可见光的光谱和LED白光的关系。众所周之,可见光光谱的波长范围为380nm760nm,是人眼可感受到的七色光红、橙、黄、绿、青、蓝、紫,但这七种颜色的光都各自是一种单色光。例如LED发的红光的峰值波长为565nm。在可见光的光谱中是没有白色光的,因为白光不是单色光,而是由多种单色光合成的复合光,正如太阳光是由七种单色光合成的白色光,而彩色电视机中的白色光也是由三基色红、绿、蓝合成。由此可见,要使LED发出白光,它的光谱特性应包括整个可见的光谱范围。但要制造这种性能的LED,在目前的工艺条件下是不可
39、能的。根据人们对可见光的研究,人眼睛所能见的白光,至少需两种光的混合,即二波长发光(蓝色光+黄色光)或三波长发光(蓝色光+绿色光+红色光)的模式。上述两种模式的白光,都需要蓝色光,所以摄取蓝色光已成为制造白光的关键技术,即当前各大LED制造公司追逐的“蓝光技术”。目前国际上掌握“蓝光技术”的厂商仅有少数几家,所以白光LED的推广应用,尤其是高亮度白光LED在我国的推广还有一个过程。LED的调光控制传统上,LED的调光是利用一个DCHYPERLINK/view/54338.htm信号或滤液PWM对LED中的HYPERLINK/view/3826451.htm正向电流进行调节来完成的。减小LED电
40、流将起到调节LED光输出强度的作用,然而,正向电流的变化也会改变LED的彩色,因为LED的色度会随着电流的变化而变化。许多应用(例如汽车和LCDTV背光照明)都不能允许LED发生任何的色彩漂移。在这些应用中,由于周围环境中存在不同的光线变化,而且人眼对于光强的微小变化都很敏感,因此宽范围调光是必需的。通过施加一个HYPERLINK/view/1371431.htmPWM信号来控制LED亮度的做法允许不改变彩色的情况下完成LED的调光。人们常说的真正彩色(TrueColor)PWM调光是利用一个PWM信号来调节LED的亮度。调节LED亮度有三种常用方法:(1)使用SET电阻,在LED驱动控制IC
41、HYPERLINK/view/641241.htm引脚RSET两端并联不同的转换电阻,使用一个HYPERLINK/view/2070482.htm直流电压设置LED驱动控制IC引脚RSET的电流,从而改变LED的正向工作电流,达到调节ALED发光亮度的目的。(2)采用PWM技术,利用PWM控制信号,通过控制LED的正向工作电流的占空比来调节ALED的发光亮度。(3)线性调节最简便的方法是在LED驱动控制C中使用外部SET电阻来实现LED的调光控制。虽然,这种调光控制方法有效,但却缺乏灵活性,无法让用户改变光强度。线性调节则会降低效率,并引起白光LED朝向黄色光谱的色彩偏移。可能是轻微的偏移,但
42、可在敏感应用中检测出。采用HYPERLINK/view/37407.htm数字或叫PWM的LED调光控制法以大于100HZ的开关工作HYPERLINK/view/30964.htm频率,以脉宽调制的方法改变LED驱动电流的HYPERLINK/view/2400584.htm脉冲占空比来实理LED的调光控制,选用大于100HZ开关调光控制频率主要是为了避免人眼感觉到调光闪烁现象,在LED的PWM调光控制下,LED的发光亮度正比于PWM的脉冲占空比,在这种调光控制方法下,可以在高度调光比范围内保持LED的发光颜色不变,采用PWM的LED调光控制的调光比范围可达3000:1。线性LED调光控制方法就
43、是采用模拟调光控制方法,在模拟调光控制下,通过调节LED的正向工作电流来实现LED的调光控制,调光控制范围可达10:1。如果要进一步降低LED的正向工作电流则会产生LED发光颜色发生变化和不能准确调节控制LED的正向工作电流的问题。运作参数和效率一般最常见的LED工作HYPERLINK/view/44147.htm功率都是设定于30至60毫瓦电能以下。在1999年开始引入了可以在1瓦电力输入下连续使用的商业品级LED。这些LED都以特大的HYPERLINK/view/557684.htm半导体芯片来处理高电能输入的问题,而那半导体芯片都是固定在金属铁片上,以助散热。在2002年,在市场上开始有
44、5瓦的LED的出现,而其效率大约是每瓦18至22流明。2003年九月,Cree,Inc.公司展示了其新款的蓝光LED,在20毫安下达到35%的照明效率。他们亦制造了一款达65流明每瓦的白光LED商品,这是当时市场上最光的白光LED。在2005年他们展示了一款白光LED原型,在350毫安工作环境下,创下了每瓦70流明的记录性效率。今天,OLED的工作效率比起一般的LED低得多,最高的都只是在10%左右。但OLED的生产成本低得多,例如可以用简单的印制方法将特大的OLEDHYPERLINK/view/209670.htm数组安放在屏幕上,用以制造彩色显示屏。参数测量标准引言LED技术虽然已经有40
45、多年的发展历史,在产业界依然存在LED光学参数测试再现性差,测量不确定度大,不同测试装置之间的测试结果一致性差等现象13。究其原因,如同国内对LED产业存在多头管理,国际上也一样:国际半导体设备与材料组织(HYPERLINK/view/2846936.htmSEMI),国际电工委员会(IEC)和国际照明委员会(CIE)都程度不同地涉及到LED,尤其是后两个委员会。正是由于LED的相关测量标准是由国际上不同的标准化组织制定的,而且各个国际组织总体上没有系统的规划,相关组织间也没有充分协商,因而存在不同的质量评价体系,所颁文件的技术内容也不尽相同。IEC成立于HYPERLINK/view/1492
46、247.htm1906年,它把LED作为一个显示用半导体器件处理,侧重于它的物理特性。CIE成立于1913年,它更多地把LED作为一个光源器件处理,所以导致各自的LED测量标准之间存在微小的差异。本文试图通过比较各自的标准,找出两者的不同之处,以便为LED测试方法标准的最终定稿提供一些参考。1CIE和ICE对同一事件的不同表述111、发光(辐射)效能的定义首先,必须修正对这个术语的误解,发光(辐射)效率(efficiency)用在此文中是不妥的,因为效率是指无量纲的物理量,而此处是有量纲的。所以,正确的叫法是“发光(辐射)效能(efficacy)”。发光(辐射)效能的定义:CIE定义:LED发
47、出的光通量(辐射通量)与耗费电功率之比。IEC定义:LED发出的光通量(辐射通量)与耗费正向电流之比4。评论:CIE的发光效能要测3个物理量:总光通量,正向电流,正向电压(或内阻)。而IEC只需测量两个物理量:总光通量、正向电流。它没有选择正向电压是很明智的,因正向电压会随管芯温度的升高而下降。作者认为,IEC的定义是不够严谨的。因为即使对于同一批次的管芯和封装,管芯的内阻及端电压存在微小差异,所以仅适用于对发光(辐射)效能允许有一定变动范围的情况。这样测试时间将缩短,因只需测量两个物理量。112、发光强度的测量距离CIE5规定了发光强度的测量距离有两种:远场(条件A)为316mm,对应的立体
48、角为01001Sr;近场(条件B)为100mm,对应的立体角为0101Sr:两者之间可以相互转换,远场测量结果乘以10就得到近场测量结果。IEC6规定的测量距离仅为近场(条件B),立体角0101Sr;(为什么不写等于0101Sr?)。对测量距离,CIE明确规定从LED的外壳顶端到HYPERLINK/view/3568052.htm光探测器的灵敏面。而IEC规定得比较模糊。评论:表面看起来,远场测量比近场测量有时候不确定度要小,因为在此条件下对测量距离、电流和杂散光的要求可相对低一些。但同时,LED安装倾角的影响却相对增大,这可是一个大误差源。一般而论,远场条件可适用强照明及封装产品,而近场条件
49、适用于弱照明和HYPERLINK/view/26651.htm芯片、HYPERLINK/view/306219.htm指示灯和HYPERLINK/view/423317.htm背光源等。故均有存在的必要性。其次,CIE在逻辑上不够严谨。首先,它用很大篇幅说明了LED不是点光源,故距离平方反比定律不成立,发光强度这个概念也不适用。另外在实践上,它实际上是测量LED在光电探测器灵敏面上的照度,然后乘以距离的平方而得到发光强度。这样,曾经被否定的距离平方反比定律实际上仍用到了。LED上拉电阻一般LED工作时,加10mA足以使之正常工作,故HYPERLINK/view/3571.htm电阻值为Vo/1
50、0mA,Vo即为外加电阻的值,如+5V的电压下可以使用500欧姆的电阻。LED显示屏控制系统简单说分为:同步控制系统(与HYPERLINK/view/3314.htm计算机输出内容同步);异步脱机控制系统(将内容存储在控制HYPERLINK/view/673228.htm卡内,脱机运行)随着近2年LED显示屏的飞速发展,LED控制系统的市场也变的更加广阔,尤其是09年刚刚新起的维达U盘LED控制卡目前使用的最多,维达U盘LED控制卡可用串口连接电脑,也可用U盘传递信息,省电脑、免布线、支持模拟时钟、流水边框,维达U盘LED控制卡适合各种室内外显示屏,上市以来深受全国各地LED显示屏厂商喜爱。H
51、YPERLINK/image/504ec7f95303d666252df2ceLED控制卡LED显示屏发展到今已逐步走入民用化,如各种店面用的门头屏、室内外的各种方形屏和其他的各种条型屏等。目前要配显示屏必须要配接一台电脑来更新内容,这使得很大一部分用户特别是HYPERLINK/view/2324.htm广告用户更新节目困难。HYPERLINK/view/857.htmU盘LED控制卡解决了这一难题,使用U盘这个最常见而且价廉的信息传递媒介工具,即使用户没有电脑也可借助网吧、家里或者朋友的电脑编好内容去更新显示屏内容,U盘不需要一直插在显示屏或其延长线上,插上后几秒钟后信息便存入屏内,U盘便可
52、拔走。U盘LED控制卡具有常用的串口通讯功能,想用电脑直接通讯的用户可直接接上使用。用U盘传递LED显示屏内容,并已逐步应用于全国各地的LED显示屏上。LED显示屏控制卡又称LED异步控制器,是LED图文显示屏的核心部件。负责接收来自计算机串行口的画面显示信息,置入帧存储器,按分区HYPERLINK/view/131317.htm驱动方式生成LED显示屏所需的串行显示数据和扫描控制时序。LED显示屏以显示各种文字、符号和图形为主。画面显示信息由计算机编辑,经RS232/485串行口预先置入LED显示屏的帧存储器,然后逐屏显示播放,循环往复。显示方式丰富多彩,显示屏脱机工作。LED显示屏因其控制
53、灵活,操作方便,成本低廉,在社会各行业有着广泛的应用。LED分类1、按发光管发光颜色分按发光管发光颜色分,可分成红色、橙色、绿色(又细分黄绿、标准绿和纯绿)、蓝光等另外,有的发光二极管中包含二种或三种颜色的芯片。根据发光二极管出光处掺或不掺散射剂、有色还是无色,上述各种颜色的发光二极管还可分成有色透明、无色透明、有色散射和无色散射四种类型。散射型发光二极管和达于做指示灯用。2、按发光管出光面特征分按发光管出光面特征分圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等。圆形灯按直径分为2mm、4.4mm、5mm、8mm、10mm及20mm等。国外通常把3mm的发光二极管记作T-1;把5mm的
54、记作T-1(3/4);把4.4mm的记作T-1(1/4)。由半值角大小可以估计圆形发光强度角分布情况。从发光强度角分布图来分有三类:(1)高指向性。一般为尖头环氧封装,或是带金属反射腔封装,且不加散射剂。半值角为520或更小,具有很高的指向性,可作HYPERLINK/view/1145417.htm局部照明光源用,或与光检出器联用以组成HYPERLINK/view/3841650.htm自动检测系统。(2)标准型。通常作指示灯用,其半值角为2045。(3)散射型。这是视角较大的指示灯,半值角为4590或更大,散射剂的量较大。3、按发光二极管的结构分按发光二极管的结构分有全环氧包封、金属底座环氧
55、封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等结构。4、按发光强度和工作电流分按发光强度和工作电流分有普通亮度的LED(发光强度100mcd);把发光强度在10100mcd间的叫高亮度发光二极管。一般LED的工作电流在十几mA至几十mA,而低电流LED的工作电流在2mA以下(亮度与普通发光管相同)。除上述分类方法外,还有按芯片材料分类及按功能分类的方法。LED应用于路灯有先天优势和劣势一、优势在于:第一,LED作为点光源,如果设计合理,很大HYPERLINK/view/644590.htm程度上可以直接解决传统球状光源必须依靠光发射来解决的二次取光及光损耗问题;第二,对光照射面的均匀度可控,理论上可以做到
56、在目标区域内完全均匀,这也能避免传统光源“灯下亮”现象中的光浪费;第三,色温可选,这样在不同场合的应用中,也是提高效率、降低成本的一个重要途径;第四,技术进步空间依然很大。二、劣势(影响路灯推广应用的因素)有:当前价格还太高,光通量低,当前同等照度设计的LED光源价格大约相当于传统光源的4倍(不过在路灯产品中,光源部分占总成本并不高,所以在工程安装中的成本提高比例也不会太高,应用的空间还是比较大的),在民用中难以承受。当前设计和制造标准比较混乱,损坏比例高,影响了LED的寿命优势。HYPERLINK/view/52538.htm#编辑本段LED应用的相关产品1.LED景观:LED硬灯条,LED
57、柔性灯带,HYPERLINK/view/3080038.htmLED数码管,LED流星雨,HYPERLINK/view/2089528.htmLED投光灯,LED洗墙灯,HYPERLINK/view/2352824.htmLED点光源,LED吸顶灯,HYPERLINK/view/3511317.htmLED埋地灯,LED水下灯;2.LED室内:LED日光灯,LED射灯,HYPERLINK/view/3016443.htmLED球泡灯,LED路灯,LED天花灯,LED柜台灯;3.LED交通;HYPERLINK/image/c28fddfd9e59c709d6887d83LED球泡灯4.LED汽车
58、灯饰;5.LED广告/指示;6.LED显示屏,LED等其它。LED产品“贵”的三大原因1.国内企业没有核心技术LED行业的上游的绝大部分核心专利被国外的厂商所掌握。目前,我们没有掌握核心技术,尽管我们LED应用产品制造能力在全球占到50%,份额占到50%,但利润却是最低的一环。LED芯片随工艺、数量增长采用更大尺寸晶圆片制作工艺,会不断的降低成本,近年来每年在20%速度降低,LED芯片价格因数中,要将光效的提升也计入价格降低中,同样的价格购买了更好的产品。LED照明灯具的成本主要在LED芯片,只要芯片价格降下来,LED的流明单价能降到与现阶段的节能灯相当,室内照明就自然遍地开花。LED芯片还大
59、有降价空间。2.LED应用产品散热难结构设计在灯具中大概占20%,一直以来中国勤劳人民都会定价很低,20%成本认为很合理,最大的问题是怎样更有创新,设计更合理。散热成本要维持在5%,实际散热设计很简单,把住两个方向:一是,LED芯片与外散热器件路径越短越好,越短你的散热设计就越好;二是,散热阻力,就是要有足够的散热传导路径同时也要有足够的散热道路.这部分成本主要在结构,用于散热成本并不多。3.LED应用电源管理电源是LED灯具最薄弱的环节,严重滞后LED灯具发展,HYPERLINK/view/223584.htm品质有待提高。现在设计占灯具成本的20%左右,有些高。随着HYPERLINK/vi
60、ew/745996.htm技术发展电源大概在5-10%最为合理。LED成本高,其实是相对目前其他光源来说,作为20世纪90年代才发明蓝光LED,从而导致LED白光得以实现的LED行业而言,其实现在的成本并不高。尤其是LED环保、节能、不含汞,而且每季度LED灯具的价格都在往下滑,相信一定可以在较短的时间内达到人们能够接受的水平。LED驱动电源九大性能特点要求根据电网的用电规则和HYPERLINK/view/2000744.htmLED驱动电源的特性要求,在选择和设计LED驱动电源时要考虑到以下九大性能特点要求:1高可靠性特别像LED路灯的驱动电源,装在高空,维修不方便,维修的花费也大。2高效率
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