LED灯具知识培训教程课件

LED灯具知识培训教程设计札记网提供，欢迎我网参观，呵呵目录灯具术语和定义照明的基本概念照明术语及颜色和波长灯具的防护等级灯具的符号说明标记灯具的解释照明灯具分类灯具基本安规知识LED灯具的结构常见LED灯具灯头温度对LED灯具的影响推动LED产业的国家政策及前景LED一些成品灯具的主要参数LED日光灯节能及参数对比LED与传统照明成本分析LED寿命分析影响LED灯具品质的几大因素灯具主要电性参数公司LED灯具未来主推产品LED封装形式LED灯具热设计及热管理设计高功率LED灯具的指导原则先散热片做LED灯具的原则LED灯具常用的一些热设计结构LED灯具常用二次配光光杯及透镜LED灯具透镜材料，一次配光及二次配光LED透镜的应用及生产LED灯具电源分类灯具术语和定义I类灯具classIluminaire灯具的防触电保护不仅依靠基本绝缘，而且还包括附加的安全措施，即易触及的导电部件连接到设施的固定布线中的保护接地导体上，使易触及的导电部件在万一基本绝缘失效时不致带点。

II类灯具classIIluminaire灯具的防触电保护不仅依靠基本绝缘，而且具有附加安全措施，例如双重绝缘或加强绝缘，没有保护接地或依赖安装条件的措施。III类灯具classIIIluminaire防触电保护依靠电源电压为安全特低电压（SELV），并且不会产生高于SELV电压的灯具。

等效安全特低电压控制装置

safetyextra-lowvoltage-equivalentcontrolgear输出电压时安全特低电压，其输出端与电源及其连接导体之间具有隔离和强化绝缘或双重绝缘的LED模块用电子控制装置。照明的基本概念光亮度：

表示发光面明亮程度的，指发光表面在指定方向的发光强度与垂直且指定方向的发光面的面积之比，单位是坎德拉/平方米。对于一个漫散射面，尽管各个方向的光强和光通量不同，但各个方向的亮度都是相等的。电视机的荧光屏就是近似于这样的漫散射面，所以从各个方向上观看图像，都有相同的亮度感。光效：光源发出的光通量除以光源的功率。它是衡量光源节能的重要指标。单位：每瓦流明（Lm/w）。显色性：光源对物体呈现的程度，即颜色的逼真程度。常称“显色指数”单位：Ra。色温：以绝对温度开尔文（K）来表示，即将一标准黑体加热，温度升高到一定程度时颜色开始由深红-浅红-橙黄-白-蓝，逐渐改变，某光源与黑体的颜色相同时，我们将黑体当时的绝对温度称为该光源之色温。光源色温不同，光色也不同：色温在3000k以下有温暖的感觉，达到稳重的气氛；色温在3000k-5000k为中间色温，有爽快的感觉；色温在5000k以上有冷的感觉光束角：通常称角度，指于垂直光束中心线之一平面上，发光强度等于50%最大发光强度的二个方向之间的夹角。

可参照此图理解各专业术语颜色和波长

光的颜色是否可以看见是由它的波长决定，光的波长是以纳米（nm）为单位。发光二极管发出的光几乎都是一致的也就是说它几乎都是在一个波长，发出非常纯的颜色。可见光的波长范围为380nm~780nm，以下是光的颜色和它的波长：

中红外线红光：4600nm-1600nm--不可见光

低红外线红光：1300nm-870nm--不可见光850nm-810nm-几乎不可见光

近红外线光:（780~740nm）灯具的防护等级

(IP表示防护，后面第1个数字表灯具防尘，第2个数字表示灯具防水)灯具的符号说明(1)直接型灯具(directlightingluminaire)

此类灯具绝大部分光通量（90-100%）直接投照下方，所以灯具的光通量的利用率最高。

(2)半直接型灯具(simi-directlightingluminaire)

这类灯具大部分光通量（60-90%）射向下半球空间，少部分射向上方，射向上方的分量将减少照明环境所产生的阴影的硬度并改善其各表面的亮度比。

(3)漫射型或直接—间接型灯具(diffusedlightingluminaire)

灯具向上向下的光通量几乎相同（各占40%-60%）。

最常见的是乳白玻璃球形灯罩，其他各种形状漫射透光的封闭灯罩也有类似的配光。这种灯具将光线均匀地投向四面八方，因此光通利用率较低。(4)半间接灯具(simi-indirectlightingluminaire)

灯具向下光通占10%-40%，它的向下分量往往只用来产生与天棚相称的亮度，此分量过多或分配不适当也会产生直接或间接眩光等一些缺陷。

上面敞口的半透明罩属于这一类。它们主要作为建筑装饰照明，由于大部分光线投向顶棚和上部墙面，增加了室内的间接光，光线更为柔和宜人。5)间接灯具(indirectlightingluminaire))

灯具的小部分光通（10%以下）向下。设计得好时，全部天棚成为一个照明光源，达到柔和无阴影的照明效果，由于灯具向下光通很少，只要布置合理，直接眩光与反射眩光都很小。此类灯具的光通利用率比前面四种都低。灯具安规基本知识CCC认证：即是“中国强制认证”，其英文名称为“ChinaCompulsoryCertification”，缩写为CCC。CCC认证的标志为“CCC”，是国家认证认可监督管理委员会根据《强制性产品认证管理规定》（中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局令第5号）制定的。CCC认证对涉及到的产品执行国家强制的安全认证。CE认证：“CE”标志是一种安全认证标志，被视为制造商打开并进入欧洲市场的护照。CE代表欧洲统一（CONFORMITEEUROPEENNE）。凡是贴有“CE”标志的产品就可在欧盟各成员国内销售，无须符合每个成员国的要求，从而实现了商品在欧盟成员国范围内的自由流通。

温度对LED的影响由于LED的光电参数受温度的影响很大。通过对大功率白光LED发光效率进行研究，得出温度对节电压和LED发光效率的影响。电压的升高，意味着PN结温度升高，随着温度的升高，壁垒中辐射复合几率降低，从而降低了发光效率；电流的升高，使更多的非平衡载流子穿过势垒，降低了发光效率。LED工作时，过高的工作温度或者过大的工作电流都会产生明显的光衰，如果LED工作温度超过芯片的承载温度，这将会使LED的发光效率快速降低，产生明显的光衰，并且对LED造成永久性破坏。影响LED灯具品质的几大因素一、散热

LED灯管的热量累计不仅影响LED的电气性能，还可能最终导致LED失效。因此，为了保证LED灯的寿命，散热成为白光LED应用的一个关键技术，减少或者迅速耗散LED产生的热量成为白光LED在应用设计方面的首要问题。二、光源材质

LED属于点状光源，如果使用较差的LED，那么LED在工作过程中会放出大量的热量,使管芯结温迅速上升,LED功率越高,发热效应越大.LED芯片温度的升高将导致发光器件性能的变化与电光转换效率衰减,严重时甚至失效。三、驱动电源

LED电源的质量直接制约了LED产品的可靠性，因此，国际市场上国外客户对LED驱动电源的效率转换、有效功率、恒流精度、电源寿命、电磁兼容的要求都非常高，因为电源在整个灯具中的作用就好比像人的心脏一样重要。灯具主要电性参数输入电压：

即LED灯具正常工作所需要的电压值，根据不同的国家有着不同的输入电压值，我们通常指的民用全电压就是AC85~264V。输入功率：

输入功率是指各类用电器件的输入电压和输入电流的乘积，即电源或电网给各类用电器件提供电能的功率。单位—瓦特（W）

Pi（输入功率）=Vin（输入电压）*Ii（输入电流）功率因数：又称为功率因子，英文缩写PF(PowerFactor),是有功功率与视在功率的比值。功率因数在一定程度上反映了电能得以利用的比例，是合理用电的重要指标。恒流精度：

恒流精度意指当驱动电源的输入电压在一定范围内变化时，输出电流波动值与额定输出电流之比，通常用百分数来表示.如某LED驱动电源额定输出电流0.45A,当输入电压在AC80~264V变化时，测得输出电流在0.43-0.45之间变化,那么恒流精度=(0.45-0.43)÷0.45≈0.045=4.5%.恒流精度越高,则LED工作越稳定,反之,则会出现频闪现象，更为严重的还会导致LED失效。电磁兼容：

电磁兼容（EMC）是指设备或系统在所处的电磁环境中能正常工作并且不对该环境中任何其他事物构成不能承受的电磁骚扰的能力（如导致收音机无法正常播放、导致电视画面出现杂迅等现象）。推动LED产业的国家政策1、2008年，财政部、国家发改委联合发布《高效照明产品推广财政补贴资金管理暂行办法》，将重点支持高效照明产品替代在用的白炽灯和其他低效照明产品，主要包括普通照明用自镇流荧光灯、三基色双端直管荧光灯(T8、T5型)和金属卤化物灯、高压钠灯等电光源产品，半导体(LED)照明产品，以及必要的配套镇流器。国家采取间接补贴方式进行推广，即统一招标确定高效照明产品推广企业及协议供货价格，财政补贴资金补给中标企业，再由中标企业按中标协议供货价格减去财政补贴资金后的价格销售给终端用户。《暂行办法》规定，大宗用户中央财政按中标协议供货价格的30%给予补贴；城乡居民用户中央财政按中标协议供货价格的50%给予补贴。

2、国务院出台4万亿元规模的经济刺激计划将惠及诸多行业领域。4万亿投资的具体构成主要包括，近一半投资将用于铁路、公路、机场和城乡电网建设，总额1.8万亿元；用于地震重灾区的恢复重建投资1万亿元；用于农村民生工程和农村基础设施3700亿元；生态环境3500亿元，保障性安居工程2800亿元，自主创新结构调整1600亿元，医疗卫生和文化教育事业400亿元。预计4万亿经济刺激每年将拉动经济增长约1个百分点。LED一些成品灯具的主要参数

办公照明（以日光灯为例）

商业照明（以筒灯和轨道灯为例）

户外照明（以路灯和隧道灯为例）LED日光灯节能及参数对比报告

1.基本参数及特性对比2.视劲森LED日光灯与传统灯管年耗电量成本统计：LED与传统照明成本分析1.随着发光效率和生产效率的快速提高,同样亮度的LED灯近几年内总成本快速下降，LED灯将可在成本上和荧光灯一竞高低。2.白炽灯、荧光灯和LED灯使用30000小时成本对比3.我公司主要产品的材料的成本分析以T8日光灯为例：LED寿命分析LED之所以持久，是因为它不会产生灯丝熔断的问题。LED不会直接停止运作，但它会随着时间的流逝而逐渐退化。一般LED可以使用50,000小时以上，其发光强度会从标称值逐步下降到70%左右,影响LED寿命的原因有如下几个1.光源

LED芯片质量是影响寿命的重要原因，同时芯片的设计和材料可以影响LED寿命的。LED封装技术也是影响LED寿命的一个重要原因，一个可靠的封装厂家对于LED寿命有很大的关系。

2.电源的设计

因为LED的离散性特强，压降、波长、光色、高度差别很大，只有上述几个指标一致的LED才能并联在一起使用反之压降低的电流很大，压降高的电流很小，造成光色、高度不均，电流大的寿命缩短。电源自身寿命也是个重要的原因，一般电解电容在105℃的情况下有8000小时的寿命，40~60℃情况下有15000小时的寿命，无电解电容可以保30000小时。

3.散热方面的设计散热是影响LED寿命的一个重要的原因之一，LED的发光需要电流驱动,输入LED的电能中,只有约15%有效转化为光,大部分(约85%)因无效而转化为热。其中环境温度非常的重要，环境温度可以影响到LED灯具散热温度5~20度的变化。公司LED照明未来主推产品1）办公照明日光灯平板灯格栅灯天花灯

2）商业照明轨道灯射灯斗胆灯球泡灯杯软、硬灯条工矿灯泛光灯数码管

3）户外照明路灯洗墙灯隧道灯护栏管地埋灯

4）专用照明冰箱照明厨房照明车厢照明船舶照明LED封装形式一、LED封装形式：

1.Lamp-LED(垂直LED)2.SMD-LED(表面贴片封装)0603,0805,1206等用在手机上

3020,3528,5050等用在照明上

3.Side-LED(侧发光LED)4.TOP-LED(顶部发光LED)5.High-Power-LED(功率型封装LED)

如景观灯，球泡灯，灯杯等LED灯具的散热设计散热问题是瓶颈问题：LED灯约有70-80%的能量转化为热量。如不能有效地散发出去，将使LED结温升高，过高的结温不但会使LED的寿命急剧衰减，还会影响LED的峰值波长，光功率，光通量等诸多性能参数。LED热量管理在固态照明行业，LED在亮度方面处于领先地位，它提供可回流焊设计，从而更加便于使用和热量管理。采用LED的照明应用不仅使光输出最大化，而且提高了设计灵活性，同时将对环境的影响降到最低。本应用说明可作为LED热管理方式理解的指导，帮助使用者将接合点温度升高所带来影响降至最低。它们在专业性和通用性照明应用中都得到了广泛的使用。当设计使用LED的照明系统时，最关键的设计参数之一就是该系统从LED接合点排除热量的能力。LED接合点很高的工作温度会破坏LED的性能，导致光输出衰减和工作寿命减少。大多数LED失效机制都和温度密切相关。LED接合点温度的升高会导致光输出的减少，加速芯片老化。每种产品系列的最高接合点温度都已在产品数据表中列明。接合点温度主要受到三个参数的影响：LED周边环境的温度在LED接合点和外部条件间的导热通道LED释放的能量设计高功率LED灯具的指导原则在设计带有高功率LED的照明系统时，应当遵循以下通用指导原则：成功进行散热设计要考虑的最重要因素是，将需要移除的热量降至最低。将LED驱动电路和LED电路板隔开非常重要，只有这样驱动器所产生的热能才不会导致LED接合点温度升高。下一个最有效的策略是将固灯具置里面的温度降至最低。只要注意几个设计参数，这个目标就能实现，比如说考虑防止整个系统达到整体功率密度的上限值的保守封装设计。保证进行自然对流冷却的通路洁净、畅通无阻也非常重要。提高散热片和LED间的热传导性对于热管理非常有必要。尽管从散热片上移除热量是通过对流实现，从LED到散热片的通道却是通过传导方式。最后，LEDPCB电路板/散热片的朝向在设计时也需要慎重考虑。正确安装电路板/散热片非常重要，使散热面保持垂直。如果电路板平面是水平的，那么它将会阻止空气对流的形成，这样就会显著降低系统的冷却性能。表面积热传输只会发生在散热片的表面。所以，散热片在设计时应当拥有相对比较大的表面积。使用许多优质翼片或增加散热片尺寸规格，都能够达到这个目的。空气动力学特性散热片的设计需要要能使空气很容易且很快速地流通。有许多个相互间距小的优质散热翼片的散热片,可能不能使空气气流很好地流通。必须在高表面积（许多个相互间距小的翼片）和良好空气动力学特性间进行权衡。在散热片内部的热传输：如果热量不能到达它们，那么这些冷却翼片就是无效的。散热片设计应当使其允许足够的热量从热源传输到翼片。比较厚一点的翼片具有好的热传导性；所以必须要在在较大表面积（多个薄翼片）和良好热传输性（更厚的翼片）间实现平衡。所使用的材料对于散热片内部的热传输有着显著的影响。选散热片做LED灯具时，应遵循以下原则安装方法：为了实现更好的热传输，散热片和热源间的压力必须比较高。散热片夹接触面积的平整性：和LED或PCB相接触的散热片部分必须绝对平整。平整的接触面允许使用一层更薄的热敏化合物层，它能够减少散热片和LED源间的热阻。在设计时要考虑能够提供高压，同时很容易安装。通常带螺钉或弹簧的散热片固定架要比一般的夹子要更好。当不能使用夹子或螺钉时，只能使用热传导膏体或胶带。LED灯具常用的一些热设计结构图12－3LED热管散热器图12－4肋片散热LED路灯LED灯具常用二次配光光杯及透镜棱形:橙皮纹：亮面:透镜:LED透镜材料种类一次透镜配光二次配光LED透镜的应用及生产LED灯具电源分类一、LED电源按驱动方式可以分为两大类：A.恒流式：

1、恒流驱动电路驱动LED是很理想的，缺点就是价格较高。

2、恒流电路虽然不怕负载短路，但是严禁负载完全开路。3、恒流驱动电路输出的电流是恒定的，而输出的直流电压却随着负载阻值的大小不同在一定范围内变化。