LED照明培训总体资料

1、 *RLED照明培训总体资料 目录LED基础 （一）概述 （二）LED简介 （三）LED与其它灯具对比 （四）LED芯片结构性能及主要产地光源与照明 （一）照明基础知识 （二）常用光源与荧光灯 （三）照明设计基础理论ESBright主要产品及性能 （一）ESBright简介 （二）专利技术与证书 （三）产品知识 （四）LED灯具优劣判别概述 节能减排已成为全国乃至全球的共同呼声，而半导体照明产业作为新一轮高科技产业发展的焦点，被誉为全世界最有机会、最受追捧的产业，各国家及地区出台了一系列大力扶持半导体照明产业发展的政策。业内认为，到2011年，LED可能在普通照明市场出现高速度的增长。 LED

2、在建筑照明、装饰照明、商业及工业照明、展示照明等领域的使用已经非常普遍。 目前，业内LED光通量最高数据来自美国科瑞（cree）实验室数据。飞利浦也宣布，将主打LED家居照明市场。国内方面，勤上光电也在加紧研发室内照明类LED灯。从照明企业的动作可见，LED进入普通照明市场的趋势是必然的，但LED照明目前处于起步阶段，还要经过一个技术的进步与成本的降低的过程。 到目前为止，欧盟、美国、加拿大及我国台湾地区等多个国家和地区已经发布了禁用白炽灯的政策，据悉，我国相关政策也在酝酿之中。这无疑给LED企业注入了一只强心剂。 受金融危机的影响，多国政府都出台了扩大内需的政策，其中科技、节能类产品备受青睐

3、。在我国的4万亿拉动内需的经济措施中，LED节能灯具产品的应用成为很重要的一块。许多企业将金融危机视为企业发展的转机，做好内功，积极布局LED照明市场。单色光 LED 的种类及其发展历史 最早应用半导体 P-N 结发光原理制成的 LED 光源问世于 20 世纪 60 年代初。当时所用的材料是 GaAsP ，发红光（p=650nm ），在驱动电流为 20 毫安时，光通量只有千分之几个流明，相应的发光效率约 0.1 流明/瓦。70 年代中期，引入元素 In 和 N ，使 LED 产生绿光（p=555nm），黄光（p =590nm）和橙光（p=610nm），光效也提高到 1 流明/瓦。 到了 80

4、年代初，出现了 GaAlAs的 LED 光源，使得红色 LED 的光效达到 10 流明/瓦。90 年代初，发红光、黄光的 GaAlInP 和发绿、蓝光的 GaInN 两种新材料的开发成功，使 LED 的光效得到大幅度的提高。在 2000 年，前者做成的 LED 在红、橙区（p=615nm ）的光效达到100流明/瓦，而后者制成的 LED 在绿色区域（p=530nm ）的光效可以达到 50 流明 / 瓦。 单色光 LED 的应用 最初 LED 用作仪器仪表的指示光源，后来各种光色的 LED 在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用，产生了很好的经济效益和社会效益。以 12 英寸的红色交通信号灯

5、为例，在美国本来是采用长寿命，低光效的 140 瓦白炽灯作为光源，它产生 2000 流明的白光。经红色滤光片后，光损失 90% ，只剩下 200 流明的红光。而在新设计的灯中， Lumileds 公司采用了 18 个红色 LED 光源，包括电路损失在内，共耗电 14 瓦，即可产生同样的光效。 汽车信号灯也是 LED 光源应用的重要领域。 1987 年，我国开始在汽车上安装高位刹车灯，由于 LED 响应速度快（纳秒级），可以及早让尾随车辆的司机知道行驶状况，减少汽车追尾事故的发生。另外， LED 灯在室外红、绿、蓝全彩显示屏，匙扣式微型电筒等领域都得到了应用。 白光 LED 的开发 对于一般照明

6、而言，人们更需要白色的光源。 1998 年发白光的 LED 开发成功。这种 LED 是将 GaN 芯片和钇铝石榴石（ YAG ）封装在一起做成。 LED简介 1、LED定义及基本结构 2、LED性能 3、LED光源特点 4、 LED颜色 5、 LED发光原理1、LED定义及基本结构 LED是Light Emitting Diode 三个字的 缩写，中文译为“发光二极管”，顾名思义发光二极管是一种可以将电能转化为光能的电子器件具有二极管的特性。 图A 图B LED是由晶片、金线、银胶（绝缘胶），支架,硅胶（环氧树脂）所组成（图A）。 白光需加荧光粉。LED基本结构为一块电致发光的半导体芯片，封装

7、在环氧树脂中，通过针脚支架作为正负电极并起到支撑作用（图B）。 硅胶金线晶片绝缘胶支架荧光粉2、LED性能光电特性：LED在其电流适当参数范围内通过LED的电流越大,它的发光亮度越高，即LED的亮 度与通过LED的电流成正比。光学特性：LED按颜色分有红、橙、黄、绿、蓝、紫、白等多种颜色。按亮度分有普亮、高 亮超高亮等,同种芯片在不同的封装方式下,它的亮度也不相同按发光颜色可分为 单色、双色、七彩等多种类型.色彩的纯度不同价格相差很大，发光视角角度不同, 光效亦不同.温度特性：LED的亮度输出与温度成反比,温度不仅影响LED的亮度,也影响它的寿命。同时温 度越高LED输出的电流也越高，即LED

8、电流与温度成正比。3、LED光源的特点电压：LED使用低压电源，供电电压在6-24V之间，比使用高压电源的灯具更安全。效能：光效高，消耗能量较同光效的白炽灯减少 80%。方向性：LED方向性很强。寿命：工业化产品3-5万小时，ESbrigut商业光源可以不间断使用年以上。 稳定性：使用10万小时，光衰不到初始的50%。适用性：LED 贴片是3-5mm的正方形，可以制成各种形状的器件，适合于复杂的环境。 抗震性：LED是固态光源，由于它的特殊性，具有其他光源产品不能比拟的抗震性。 响应时间：LED灯的响应时间为纳秒级，是目前所有光源中响应时间最快的产品。 环保：无金属汞等对身体有害物质。 颜色：

9、LED覆盖整过可见光的全部波段，且可由RGB组合成任何想要可见光。4、LED颜色 由于LED带宽比较窄，颜色纯度高，因此LED的色彩比其他光源的色彩丰富得多。 据测算，LED的色彩比其他光源丰富30%,因此，它能够更准确的反应物体的真实性，当然也更受消费者的青睐！5、LED基本发光原理 发光二极管的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片，在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层，称为p-n结。在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能（图A）。PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光(图B)。 调节电流，

10、便可以调节光的强度，通过调整材料的能带结构和带隙，可以该变发光颜色。 图A 图B LED与其它灯具对比 1、LED的优势 2、LED的劣势 3、LED与传统灯具对比 4、LED与传统光源亮度对比 5、亮度与节能对比 6、LED灯具分类 7、LED应用 1、LED的优势1.节能：LED是一种低压工作器件，因此在同等亮度下，耗电最小，可大量降低能耗，比传统白炽灯节能80%以上，省电60%-70%，比传统节能灯节省电50%以上。2.环保：传统日光灯有大量水银蒸汽，如破碎会污染环境。用LED制作的光源不存在水银、铅等，不会污染环境。无噪音、无频闪，保护视力，减少疲劳感，不会带来光污染。不产生紫外线，不

11、会招引蚊虫。3.安全：LED低压工作工作相较其它灯具也更加安全。4.可控性强、色彩丰富：亮度可以电流调节，也可通过不同波长LED的配置实现色彩的变化。用LED组成的光源或显示屏，易于通过电子控制来达到各种应用的需要，可塑性极强，可以任意延伸，实现积木式拼装。目前大屏幕的彩色显示屏非LED莫属。5.响应快：LED可在几十毫秒（ns）内响应，这是其他光源望尘莫及的。采用LED制作汽车的高位刹车灯在高速状态下，大提高了汽车的安全性6.适应性强，重量轻、耐抗击：可以制成各种形状的器件，作为固体光源抗震性较强。7.寿命长：LED作为一种导体固体发光器件，其亮度半衰期通常可达到十万小时。如用LED替代传统

12、的汽车用灯，那么它的寿命将远大于汽车本体的寿命，具有终身不用修理与更换的特点。普通节能灯有效使用寿命1年，LED灯有效使用寿命5年。 。2、LED的劣势LED灯具造价高 一套LED灯具的价格是一套节能灯具的十倍甚至几十倍。大功率LED光效低 3W以上大功率LED出光效率低于高压钠灯等，LED的节能只能相对于50W以内灯具 而言。在50W以上高亮度照明上远不如高压钠灯。LED发热量大 特别是大功率灯具，发热量大导致LED灯具对散热器件的要求更为严格，相应增 加了LED灯具的体积。降低了大功率灯具的灵巧性。3、LED与传统灯具对比灯具名称光通量lm/W平均寿命（hr）显色性特性使用范围发展情况LE

13、D（白光）60100500008090节能、环保、成本高，寿命长室内外装饰照明白炽灯8181000100安装容易、成本低，显色性高住宅基本照明即将完全退出灯光舞台荧光灯408080004045亮度高于白炽灯、成本较低、有污染替代白炽灯目前办公、家用照明的主体，正逐步被节能灯代替金卤灯661084000120008095光效高、显色好、寿命长、有污染投光照明、公路照明、工业照明因光源形状单一，灵活性低，目前正逐步被LED代替。高压钠灯70150800016002025亮度高、寿命长、显色性低、有污染。道路、工业、农业照明、显色要求不高环境高亮度照明，50W以上照明，LED暂时不可取代其地位节能灯

14、507050006080节能、成本低，使用方便、有污染住宅基本照明、装饰照明逐步替代现有住宅照明灯具。但亮度可发展前景不大。为过度灯具4、LED与传统光源亮度对比光源种类光效（lm/w）显色指数（Ra）色温（K）平均寿命（G）白炽灯1510028001000卤钨灯2510030002000-5000普通荧光灯7070全系列10000三基色荧光灯9380-98全系列12000紧奏型荧光灯6085全系列8000高压汞灯50453300-43006000金属卤灯物灯75-9565-923000/4500/56006000-20000高压钠灯100-12023/60/851950/2200/25002

15、4000低压钠灯20085175028000高频无极灯50-70853000-400040000-80000LED5010050952600-100005000005、亮度与节能对比类别同等光效下，替换标准白炽灯泡15W25W40W75W100W节能管（CFL）3W8W11W15W20WLED灯泡1W3W4W8W12W6、LED灯具分类LED灯具分类形式多种根据光源功率可分为： 小功率灯具、大功率灯具，小功率灯具一般指光源功率小于颗的灯具；大功率灯具一般指光源功率大于颗的灯具。根据使用环境可分为： 室外灯具，使用于室外的灯具，IP等级要求65以上；室内灯具，使用于室内的灯具，IP等级要求并不严

16、格。根据使用功能可分为： 照明类灯具，即用以工业、生活照明的灯具，如室内照明灯泡、路灯等；装饰类灯具，即为实现艺术效果而使用的非照明类灯具；特殊功用灯具，即作用于特殊场合的灯具，如汽车尾灯、手机内透灯。根据应用方式可分为： 1）室内灯 2）路灯 3）隧道灯 4）投光灯(也称洗墙灯) 5）线性轮廓灯 6）点光源 7）埋地灯 8）水底灯。室内灯（1）用于室内照明，过道装饰性照明、地面引导、特殊物件专用亮化等。路灯（2）用于地面引导、道路亮化照明等。城市道路、小区道路、工业园区、景观亮化、旅游风景区、公园、庭院绿化带、广场、步行街、健身休闲广场等场所的照明及亮化装饰。隧道灯（3）主要用于隧道、地铁，

17、防空洞、仓库、工厂等。投光灯（4） LED投光灯包括投射灯、射灯、泛光灯、洗墙灯等等，主要利用LED定向发光的光源特性，用于建筑装饰照明、古建泛光照明、雕塑等艺术小品照明、文物特殊照明等。可通过DMX信号控制实现智能灯光变化，具有丰富的色彩表现力。常用的LED投光灯基本上是选用1W大功率LED管（小功率亮度不够） 。线性轮廓灯（5） LED轮廓灯包括护栏灯、灯条、灯带、数码管等等，主要用来勾勒建筑或是其他物的外观，在夜间体现建筑的层次感和立体感，是早年建筑最主要的亮化手段。点光源（6） LED点光源主要应用场合有：单体建筑、历史建筑群外墙装饰点缀；室内装饰照明；广告箱内透；医疗、文化等专门设施

18、照明；酒吧、舞厅等娱乐场所气氛照明等。地埋灯（7） LED埋地灯又叫LED景观灯等，在外形上有方的也有圆的，主要是埋于地面，用来做装饰或指示照明之用，还有的用来洗墙或是照树，其应用有相当大的灵活性。 LED埋地灯主要应用场合有：广泛用于商场、停车场、绿化带、公园旅游景点等场所。水底灯（8） LED水底灯又叫LED水下灯、泳池灯等等，主要是用于水景区域装饰照明的LED照明产品，也可以用来照亮喷泉或是照树，其应用同样有着相当大的灵活性。LED埋地灯主要应用场合有：喷泉、水景雕塑、瀑布、泳池、河道等场所。7、LED应用 LED芯片结构及主要产地 1、LED芯片结构 2、垂直型芯片特点 3、水平型芯片

19、特点 4、LED规格类型 5、LED芯片主要生产厂1、Led芯片的结构LED芯片有两种基本结构，水平结构（Lateral）和垂直结构（Vertical）。横向结构LED芯片的两个电极在LED芯片的同一侧，电流在n-和p-类型限制层中横向流动不等的距离。垂直结构的LED芯片的两个电极分别在LED外延层的两侧，由于图形化电极和全部的p-类型限制层作为第二电极，使得电流几乎全部垂直流过LED外延层，极少横向流动的电流，可以改善平面结构的电流分布问题，提高发光效率，也可以解决P极的遮光问题，提升LED的发光面积。 制造垂直结构LED芯片技术主要有三种方法：一、采用碳化硅基板生长GaN薄膜，优点是在相同

20、操作电流条件下， 光衰少、寿命长，不足处是硅基板会吸光。 二、利用芯片黏合及剥离技术制造。优点是光衰少、寿命长，不足 处是须对LED表面进行处理以提高发光效率。 三、是采用异质基板如硅基板成长氮化镓LED磊晶层，优点是散热 好、易加工。 2、垂直型芯片性能 由于当前芯片主要是垂直型的和水平型的两种。 垂直型产品以CREE芯片为代表特点主要是： 光效高：最高可达 161 lmw，节能； 电压低：蓝光在； 热阻小：芯片本身的热阻小于 1 C/W; 亮度高：由于采用垂直结构，电流垂直流动，电流密度均匀， 耐冲击型强；同一尺寸芯片，发光面宽，亮度高。 光型好：85%以上光从正面发出，易封装，好配光；

21、缺点：不方便集成封装。若要集成封装，芯片需做特殊处理。 我公司全部采用垂直结构的芯片。3、水平型芯片性能 水平型产品以普瑞芯片为代表，芯片的主要特点是： 光效一般：最高在 100 lmw左右； 电压高：蓝光在3.44V； 热阻高：使用蓝宝石衬底导热性差。芯片本身的热阻在 46 C/W; 亮度一般：由于采用水平结构，电流横向动，电流密度不均，容易局部烧坏； 为弥补这一缺陷，在芯片的上表面做将以减少出光为代价。同一尺寸 芯片，发光面窄，亮度低。 光利用率低：65%左右的光从正面发出，35%的光从侧面发出，靠反射来达到 出光，利用率低。 优点就是：便于集成封装。不过，它也是缺点，由于没解决好散热，所

22、以集成封装只有加速它的衰减，不可取。 4、LED规格类型 1、直插 草帽头、子弹头、食人鱼2、贴片（以外形尺寸定义） 3020、3528、5060（5050）3、大功率 CREE、CITILIGHT、Edison、Luxeon、SEOUL5、全球LED主要芯片厂家1、美国 科瑞（CREE）、流明（LM）、旭明（Semileds）、通用电气（GELcore）2、日本Lumileds 日亚化工（Nichia）、丰田合成（ToyodaGosei）、大洋日酸3、德国 欧司朗（Osram）4、韩国 首尔半导体（Acriche）台湾主要芯片厂家 晶元，洲磊，光磊，广稼，璨圆，国联中国主要芯片厂家 厦门三安

23、、江西联创、大连路美、深圳世纪晶源、深圳方大、上海蓝光、杨 州华夏集成。 在LED上游外延片、芯片生产上，美国、日本、欧盟仍拥有巨大的技术优势，而中国台湾地区则已经成为全球重要的LED生产基地。目前全球形成了以美国、亚洲、欧洲为主导的三足鼎立的产业格局，并呈现出以日、美、德为产业龙头，中国台湾、韩国紧随其后，中国大陆、马来西亚等国家和地区积极跟进的梯队分布。 照明基础知识 1、光的量度单位 2、光源的色温 3、不同色温的空间效果 4、显色性 5、颜色显色性和照度 6、眩光评价方法1、光的度量单位一、 光通量 光源在单位时间内向周围空间辐射出去的并能使人眼产生光感的能量，称为光通量。单位为流明（

24、lm）。光通量=光效X功率二、 发光强度（光强） 光源在空间某一方向上单位立体角内发射的光通量与该立方体角的比值，称为光源在这一方向上发光强度，简称光强，单位为坎德拉（cd）。三、 照度 照度是用来说明被照面（工作面）上被照射的程度，通常用其单位面积内所接受的光通量来表示，单位为勒克斯（lx）或流明每平方米（lm/m2）。四、 亮度 亮度也是用来表示物体表面发光（或反光）强弱的物理量，被视物体发光面在视线方向上的发光强度与发光面在垂直于该方向上的投影面积的比值，称为发光面的表面亮度，单位为坎德拉每平方米（cd/m2）。 2、光源的色温色温 将一标准黑体加热(如白炽灯中的钨丝)，随着温度升高黑体

25、的颜色开始沿着深红-浅红-橙-黄-白-蓝逐渐改变，当某光源发出的光的颜色与标准黑体处于某温度的颜色相同时，我们将黑体当时的绝对温度称为光源的色温，以绝对温度K来表示。色温感知表一：色温感知光色感觉照明效果2000-3000K日出半小时金黄-白中带红温暖稳重3000K-4500K日出2小时白中带黄中间偏暖自然4500K-5600K日出4小时白中间舒适5600K阴天白中带蓝中间偏凉耀眼。 色温(5000K)较高的空间色温常识表二：色温光色气氛效果大于5000K清凉（带蓝的白色）清冷的感觉 三基色荧光灯 水银灯 汞灯3300-5000K左右中间（接近自然光）无明显视觉心理效果 三基色荧光灯u金卤灯小

26、于3300K温暖（带桔花的白色）温暖的感觉 白炽灯 石英卤素灯。颜色色温范围冷白6500 -5700 K中间白5000 4000 K暖白3500 - 2700 K白光分类白光目前被分为冷白光, 正白光,暖白光三段CREE 分级标准Lumileds分级标准3、不同色温空间效果色温低色温高K值(色温)越低，光色越偏红。K值(色温)越高，光色越偏蓝。 4、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，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再现较差，我们所见到的颜色偏差也较大，用显色指数（Ra）表示。国际照明委员会CIE把太阳的显色指数

27、定为100，各类光源的显色指数各有相同，如：高压钠灯的显色指数为Ra=23，荧光灯管显色指数Ra=60-90。显色指数越接近100，显色性就越好。自然的显示方法效果显色忠实地再现色彩光源一般显色指数类别 。显色类别一般显色指数范围适用场所举例IARa90颜色匹配、颜色检验等B90Ra80印刷、食品分检、油漆、店铺、饭店等80Ra60机电装配、表面处理、控制室、办公室、百货等 60Ra40机械加工、热处理、铸造等40Ra20仓库、大件金属库等5、颜色显色性和照度光源的显色指数与照度一起决定环境的视觉清晰度。研究表明，在照度和显色指数之间存在一种平衡关系：用显色指数Ra90的灯照明办公室，就其外观

28、的满意程度来说，要比用显色指数低的灯（Ra60）照明的办公室效果好，照度值可降低25%以上。应该尽可能选用有最佳显色指数和发光效率高的光源采用适当的照度，以便以最小的能量费用获得良好的视觉外观效果。 。绿色的线条内是基本上让人感觉心情舒畅的范围。（只从色温和照度的视点）照度低、显色指数低的空间阴湿的空间印象。阴郁的空间印象。照度、色温低的空间印象6、眩光评价方法在视野范围内有亮度极高的物体，或亮度对比过大，或空间和时间上存在极端的对比，就可引起不舒适的视觉，或造成视功能下降，或同时产生这两种效应的现象，称为眩光。眩光是影响照明质量的最重要因素。从眩光的作用来看可分直接眩光和反射眩光，直接眩光是

29、在观察物体的方向或接近这一方向内存在发光体所引起的眩光。反射眩光是发光体的镜面反射，特别是在观察物体方向或接近这一方向出现镜面反射所引起的眩光。 眩光按其效应又可分为失能眩光和不舒适眩光。失能眩光又称为生理眩光，这种眩光会妨碍对物体的视看效果，使视功能下降，但它不一定引起不舒适。不舒适眩光又称为心理眩光，这种眩光使人不舒适，但它不一定妨碍对物体的视觉功能效果。对眩光程度的感觉，仅4种因素值得考虑（1）灯具亮度；（2）房间长度和灯具安装的高度（即距高比）；（3）由平均水平照度表示的视适应水平；（4）灯具种类，如灯具侧面是否发光等； 眩光限制等级表（多数用在照明设计中）眩光等级G眩光分类0 没眩光

30、1不存在和轻微眩光之间2轻微眩光3厉害眩光4厉害和不能忍受眩光之间5不能忍受眩光 常用光源与荧光灯 1、常用光源分类 2、不同光源色温/显色指数分类 3、荧光灯及其光电特征 4、荧光灯常用管径及长度 1、常用光源分类2、不同光源所呈现色温显色指数分类 3、荧光灯 荧光灯是一种低压气体放电灯。 所谓气体放电就是指电流通过气体媒介时的放电现象。气体放电现象是非常普遍的，例如厦日雷雨时的闪电，使用电焊机时产生很强的光等都是气体放电现象。荧光灯的光电特征:1、电压特征：电源电压的变化，会引起各种特性的变化。无论电压过高或过低，都会缩短灯的寿命，因为电源电压增高，使灯电流增大，灯管会黑化，寿命缩短；而电源电压降低，电极温度降低，灯不易启动，促使电极物质溅散，也使寿命缩短，所以要求电源电压的波动范围必须为额定值的6以内，同时灯用镇流器的选择和匹配也非常重要。2、温度特征：灯的工作特性，还取决于管内汞的蒸汽压，因此也受环境温度影响，当温度过低时，汞蒸汽压力下降，汞原子电离率下降，启