LED照明知识培训

2015年最新LED照明知识培训第一页，共35页。目录>2

<第一篇LED基础知识第二篇光学基础知识第二页，共35页。（一）、什么是LED？LED—LightEmittingDiode：（半导体）发光二极管一种当有一定正向电流通过时能发射出一定波长的光，即可以将电能转化为光能的半导体器件。一、LED基本知识>3

<第三页，共35页。（二）、LED(灯珠）的基本结构

LED的基本结构由芯片、金线、管体、透镜、热沉、电极引线等部分组成。>4

<一、LED基本知识环氧树脂管体 正极引脚

芯片 反射杯负极引脚大功率LED普通直插式LED封装金线热沉贴片LED第四页，共35页。二、LED的特性与发光原理LED是一种能够将电能转化为光能的半导体，它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理，而采用电场发光。据分析，LED的特点非常明显，寿命长、光效高、辐射低与功耗低。白光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T5三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光效理论上可以超过150lm/W，寿命可大于100000小时。>5

<一、LED基本知识303lm/W2014年3月27日:科锐白光功率型LED实验室光效突破300lm/W屏障第五页，共35页。>6

<一、LED基本知识LED可以直接把电能转化为光能。LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附着在一个支架上，是负极，另一端连接电源的正极，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1、LED的核心是芯片，它决定着LED的基本光色电特性。2、LED芯片由三个基本功能区组成：①P型半导体，多数载流子是空穴；②N型半导体，多数载流子是电子；③P型区与N型区之间的PN结，通常会形成1至5个周期的量子阱。（二）、发光原理：第六页，共35页。>7

<一、LED基本知识LED灯（LEDLamp）食人鱼LEd（PiranhaLED）⑵贴片式2、按功率大小分⑴小功率LED：额定工作电流If≤100mA（单芯片）⑵大功率LED：大功率LED：额定工作电流If≥100mA（单芯片)PCBLEDTopViewLEDSideViewLED1、按安装方式分⑴直插式(三)、LED的基本类型第七页，共35页。>8

<一、LED基本知识⑶芯片集成COB模组3、按芯片组合数量分⑴单芯LED，例如常见的3528、2835、3014、5730、5630灯珠。⑵多芯LED,例如常见的5050灯珠。第八页，共35页。>9

<一、LED基本知识插件式灯珠即传统的直插式LED发光二极管，以插脚可分为两只角的，三只角的，四只角的等。按灯珠外形还可分为草帽跟食人鱼两大类。草帽LED又可按灯头的尺寸细分为Ø3（灯头的直径是3mm），Ø5（灯头直径是是5mm）；或按灯头的形状细分为无边、薄边、厚边、圆头等，按灯头透明与否可分为透明，雾状等。食人鱼LED同样可以按灯头的尺寸分为Ø3，Ø5，按灯头的形状分为圆头（即最常见的食人鱼灯）、平头等第九页，共35页。一、LED基本知识>10

<贴片灯珠（SMD）贴片灯珠也就是俗称的SMD，是插件灯珠的改进产品，灯珠的体积更加小巧了，无针脚是焊锡更加方便，而贴片机的出现使人们告别了焊锡丝的困扰。按放光方向分侧面发光和正面发光。正面发光的有5050、3528、3014、2835、5630等。侧面发光的有335、020、215等。第十页，共35页。一、LED基本知识>11

<大功率灯珠相对于小功率led来说，大功率led单颗功率更高，亮度更亮，价格更高。根据功率大小可分为0.5W以上，1W，3W不等。仿流明灯珠3535灯珠第十一页，共35页。一、LED基本知识>12

<COB（集成）灯珠即chipOnboard，就是将裸芯片用导电或非导电胶粘附在互连基板上，然后进行引线键合实现其电连接。在相同功能的照明灯具系统中，实际测算可以降低30%左右的光源成本。在性能上，通过合理的设计和微透镜模造，COB光源模块可以有效地避免分立光源器件组合存在的点光、眩光等弊端；还可以通过加入适当的红色芯片组合，在不明显降低光源效率和寿命的前提下，有效地提高光源的显色性第十二页，共35页。一、LED基本知识>13

<4、LED按照发光颜色分类红光橙光绿光蓝光白光红光橙光绿光蓝光统称为色光，主要应用在指示或装饰方面白光又可细分为暖白中性白冷白。白光是我们照明行业主要用到的光源。第十三页，共35页。一、LED基本知识>14

<（四）、LED优点（详细）LED的内在特征决定了它具有很多优点：1、体积小、重量轻、耐抗击：LED基本上是一块很小的晶片被封装在环氧树脂里面，这是半导体固体器件的固有特点。。2、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30%。一般来说LED的工作电压是2-3.6V，工作电流是0.02-0.03A；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近80%。3、使用寿命长：有人称LED光源为长寿灯。它为固体冷光源，环氧树脂封装，不存在灯丝发光易烧、热沉积等缺点，在恰当的电流和电压下，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。4、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。5、环保：LED是由无毒的材料作成，不像荧光灯含水银会造成污染，同时LED也可以回收再利用。光谱中没有紫外线和红外线，既没有热量，也没有辐射，眩光小，冷光源，可以安全触摸，属于典型的绿色照明光源6、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。第十四页，共35页。一、LED基本知识>15

<7、响应时间快：LED一般可在几十毫秒（ns）内响应，这也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。8、多变幻：LED光源可利用红、绿、蓝三基色原理，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256×256×256=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。9、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、网络通信技术、图像处理技术、嵌入式控制技术等，所以亦是数字信息化产品，是半导体光电器件“高新尖”技术，具有在线编程、无限升级、灵活多变的特点。10、综合：长寿命：-寿命可超过十万小时，相比钨丝灯泡的寿命只有1000小时，稳固-没有移动部件，没有玻璃，大小-大多数的直径只有5毫米，能耗-高达90%的转换率将电能转化成光能，需要极少的电力供应，环保无毒-没有水银等有毒重金属，多功能性，易于调光、调色、可控性大：-可实现各种颜色变化，温度低-比HID或白炽灯更少的热辐射，直流低电压-某些应用场下更安全第十五页，共35页。一、LED基本知识>16

<LED优点（提炼）光效高节能安全可靠性强环保寿命长光源响应速度快第十六页，共35页。一、LED基本知识>17

<LED优点（提炼）第十七页，共35页。一、LED基本知识>18

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（五）、LED同几种光源的比较名称耗电量（W）工作电压

（v）协调控制发热量可靠性使用寿命

（h）金属卤素灯100220不易极高低3000霓虹灯500较高高高宜室内3000白炽灯12W/m220较好较高较好6000日光灯4-100220不易较高低5000-8000冷阴极15W/m需逆变较好较低较好10000钨丝灯15-200220不宜高低3000节能灯3-150220不宜调光低低5000LED灯极低直流12-36V

多种形式极低极高100000LED光源在性能方面远远优于其他光源！！！第十八页，共35页。一、LED基本知识>19

<白炽灯 卤钨灯荧光灯 高压钠灯三基色荧光灯 金卤灯节能灯 无极灯第十九页，共35页。一、LED基本知识>20

<第二十页，共35页。二、光学基础知识>21

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、光的基本概念光在介质中传播，是能量的一种形态，是电磁波的一种（与无 线电波和视频波相同），是整个电磁波谱中极小范围的一部分。当光进入人眼时将产生视觉感受，人们这才感受到多彩的世界；光的强弱是一种感觉现象而取决于人眼的灵敏度和它本身的特性；电磁辐射谱能够引起人眼视觉部分380nm-780nm第二十一页，共35页。二、光学基础知识>22

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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）色度图第二十二页，共35页。二、光学基础知识光通量决定光强和照度，即灯的出光率。光强反应灯光在一定立体范围光线内的强弱。照度反应灯光照在一平面上的亮度。即物体表面接受到的光通量。色温可理解为眼睛看到的灯光颜色，如下图。光效反应电能的利用率，灯光与电能的比率。显色指数反应在灯光下物体接近真实颜色的程度。太阳光的显色指数为100，显色指数越低，肉眼看来越失真。

暖色正白冷白第二十三页，共35页。二、光学基础知识＊光通量符号Φ，单位：流明Lm。发光体每秒钟所发出的光量之总和，即光通量，光通量的测量仪器是积分球。＊光强符号I,单位：坎德拉cd。1坎德拉(cd)的点光源，在单位立体角（1球面度）内发出的光通量为“1流明”，即单位立体角的光通量。测量仪器是光强测试仪。＊照度符号是E，单位是勒克斯lux。物理意义：距离光源1米处，1流明的光通量均匀分布在1平方米面积上的照度，就是1勒克斯。照度测试仪器是照度计。E=Φ/SΦ－光通量（lm）S－受照面积(㎡)第二十四页，共35页。二、光学基础知识>25

<光通量，光强，照度，亮度之间的关系第二十五页，共35页。一般场所照度要求

居住建筑起居室（一般活动)0.75m水平面100居住建筑起居室（书写阅读）0.75m水平面300居住建筑餐厅0.75m餐桌面150图书馆一般阅览室0.75m水平面300办公建筑普通办公室0.75m水平面300一般超市营业厅0.75m水平面300医院候诊室、挂号厅0.75m水平面200学校教室课桌面300学校教室黑板黑板面500公用场所普通走廊、流动区域地面50公用场所自动扶梯地面150工业建筑机械加工粗加工0.75m水平面200工业建筑机械加工一般加工公差≥0.1mm0.75m水平面300应另加局部照明工业建筑机械加工精密加工公差<0.1mm0.75m水平面500应另加局部照明第二十六页，共35页。二、光学基础知识＊色温色温是表示光源光谱质量最通用的指标。一般用Tc表示，单位是K。色温是按绝对黑体来定义的，光源的辐射在可见区和绝对黑体的辐射完全相同时，此时黑体的温度就称为此光源的色温，色温的测试仪器是积分球（常用色温:暖白2800-3200K中性白：4000-5000K正白：5500-6500K冷白：7000K以上）。波长光的色彩强弱变化是可以通过数据来描述的，这种数据叫波长。用符号λ表示，单位为nm.可见光的波长范围为380-780nm，测量仪器是积分球。了解内容红：630-780nm橙：600-630nm黄：570-600nm绿：500-570nm青：470-500nm蓝：420-470nm紫：380-420nm

第二十七页，共35页。二、光学基础知识>28

<办公室、阅览室、教室、冷的气氛爽快的气 氛稳重的气 氛

清凉(带蓝的白色)

中间

(白)

温暖(带红的白色)>5700K 3500- 5700K<3500K气氛效果光色色温高照度场所，加热车间，或白天需补充自然光的房间诊所、机加工车间、仪表装配卧室、客房、病房、酒吧、餐厅应用场所举例DND常用字母低色温的是暖色，高色温的是冷色不同色温的应用场所第二十八页，共35页。二、光学基础知识>29

<10000K早晨的阳光（偏蓝的光）6000K5000K2000K中午的阳光下午的阳光黄昏的阳光（偏红的光）自然光第二十九页，共35页。二、光学基础知识>30

<眩光对比眩光失能眩光光源太近，光线太亮镜面、金属面、光漆面，成像屏幕＊眩光眩光：由于视野中的亮度分布或亮度范围的不适宜，或存在极端的对比，以致引起不舒适感觉或降低观察目标细部能力的视觉现象，统称眩光。对比过大，光源较近视觉适应后，增加光源或增大亮度反射眩光第三十页，共35页。二、光学基础知识>31<光源效率（lm/w）=流明（lm）＊光源效率:光源效率，简称光效，电光源将电能转化为光的能力是以其所发出的光的流明除以其耗电量所得之值。耗电量（w）第三十一页，共35页。二、光学基础知识>