LED培训资料.ppt

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1、按电光源的发光机理分类：按电光源的发光机理分类：u 第一代光源:电阻发光如白炽灯。u 第二代光源:电弧和气体发光如钠灯。u 第三代光源:荧光粉发光如荧光灯。u 第四代光源:固态芯片发光如LED。l LED 是英文单词Light Emitting Diode的缩写，中文意思是发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，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

2、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（光的颜色），是由形成P-N结材料决定的。 LED发展史l 1965年，全球第一款商用化发光二极管诞生，它是用锗材料作成的可发出红外光的LED。l 1968年，LED的研发取得了突破性进展，利用氮掺杂工艺使镓砷磷器件的效率达到了1流明/瓦，并且能够发出红光、橙光和黄色光。l 到了1971年，业界又推出了具有相同效率的磷化镓绿色芯片LED。l 80年代早期的重大技术突破是开发出了铝镓砷 LED，它能以每瓦10流

3、明的发光效率发红光l 1994年，中村修二在氮化镓基片上研制出了第一只蓝色发光二级管l 从20世纪90年代中期开始，许多广告、体育和娱乐场所开始应用LED大屏幕显示。l 现在白光LED的发光效率已经达到140 lm/W，实验室研究成果甚至可达到300lm/W1、光通量：、光通量：光源发射并被人的眼睛接收的能量之总和即为光通量（）。单位：流明（Lm） 5、照度：、照度：勒克司(lux，lx)照度的单位。等于1流明的光通量均匀照在1平方米表面上所产生的照度。2、光效：、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）。4、显色性：、显色性：光源对物体呈现

4、的程度，也就是颜色的逼真程度。通常叫做显色指数。3、色温：、色温：光源发射光的颜色与黑体在某一温度下辐射光色相同时，黑体的温度称为该光源的色温。单位：开尔文（k）。9、眩光：、眩光：视野内有亮度极高的物体或强烈的亮度对比，所造成的视觉不舒适称为眩光，眩光是影响照明质量的重要因素。7、波长：波长：光的色彩强弱是可以通过数据来描述，这种数据叫波长。能见到的光的波长，范围在380至780nm之间。单位：纳米（nm）6、亮度：、亮度：亮度是指物体明暗的程度，定义是单位面积的发光强度。单位：尼特（nit）8、光强：、光强：指光源的明亮程度。也即表示光源在一定方向和范围内发出的可见光辐射强弱的物理量。单位

5、：坎德拉（cd）u 体积小u 耗电量低u 使用寿命长u 可工作在高速状态u 环保u 显色性好u 响应速度快u 高纯度、色彩丰富u 可控性大u 方向性强u 采用直压供电，安全可靠u 防震性好选择选择LEDLED的五大原因：的五大原因：- 节能- 减少光害- 节约原物料成本- 节约维护成本- 保护环境灯珠灯珠驱动驱动透镜透镜基板基板外壳外壳散热器散热器辅料辅料LED按封装分类：按封装分类：一、插件灯珠二、贴片灯珠三、大功率灯珠四、COB封装灯珠五、LED模组即传统的直插式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

6、分为3（灯头的直径是3mm），5（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3，5，按灯头的形状分为圆头（即最常见的食人鱼灯）、平头等。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1206、1204、0805、0603、5050、2835、3528、3014等，侧面发光的有335、020、215等。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。

7、根据功率大小可分为0.5W，1W，3W，5W，10W不等， 主要亮度单位为lm（流明），也就是发光强度I。根据封装后成型产品的总的功率而言不同而不同. 根据其封装工艺不同分为:大尺寸环氧树脂封装、仿食人鱼式环氧树脂封装、铝基板（MCPCB）式封装、TO封装、功率型SMD封装、MCPCB集成化封装等等。 1、耗电量少：光效为75lm/w的LED较同等亮度的白炽灯耗电量减少80%； 2、寿命长：产品寿命长达5万小时，24小时连续点亮可用7年 3、纳秒级的响应速度，使亮度和色彩的动态控制变得容易：可实现色彩动态变化和数字化控制 4、设计空间大：可实现与建筑的有机融合，达到只见光不见灯的效果。 5、环

8、保：无有害金属汞，无红外线和紫外线辐射。 6、颜色：不同波长产生不同彩色光，鲜艳饱和，无需滤光镜，可用红绿蓝三原色控制后形成各种不同的颜色，可实现全彩渐变等各种变色效果。l 即chip On board，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。l 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。l 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；l 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。灯珠的结构： 一、支架一、支架1）、支架的

9、作用：用来导电和支撑2）、支架的组成：支架由支架素材经过电镀而形成，由里到外是素材、铜、镍、铜、银这五层所组成。3）、支架的种类：带杯支架做聚光型，平头支架做大角度散光型的Lamp。SMD 支架可分为PCB类与TOP类 A:PCB类目前有0603，1206等，其单颗尺寸分另为1.6*0.8mm和3.2*1.6mm.其材质为纤维板，表面镀铜/镍/金(812u) B:TOP类可分为2810，3020，3528，5050等，其单颗长宽分2.8*1.0mm，3.0*1.0mm，3.5*2.8mm，5.0*5.0mm，材质多为PPA/PA9T加铜支架表面镀银120u二、银胶银胶的作用：固定晶片和导电的作

10、用。银胶的主要成份：银粉占75-80%、EPOXY（环氧树脂）占10-15%、添加剂占5-10%。银胶的使用：冷藏，使用前需解冻并充分搅拌均匀，因银胶放置长时间后，银粉会沉淀，如不搅拌均匀将会影响银胶的使用性能。三、芯片（晶片）1）、晶片的作用：晶片是LED Lamp的主要组成物料，是发光的半导体材料。2）、晶片的组成：主要有砷(AS)铝(AL)镓(Ga)铟(IN)磷(P)氮(N)锶(i)这几种元素中的若干种组成。3）、晶片的结构：焊单线正极性（P/N结构）晶片，双线晶片。晶片的尺寸单位：mil，晶片的焊垫一般为金垫或铝垫。其焊垫形状有圆形、方形、十字形等。4）、晶片的发光颜色：晶片的发光颜色

11、取决于波长，常见可见光的分类大致为：暗红色（700nm）、深红色（640-660nm）、红色（615-635nm）、琥珀色（600-610nm）、黄色（580-595nm）、黄绿色（565-575nm）、纯绿色（500-540nm）、蓝色（450-480nm）、紫色(380-430nm)。白光和粉红光是一种光的混合效果。最常见的是由蓝光+黄色荧光粉和蓝光+红色荧光粉混合而成。四、金线：金线的作用：连接晶片PAD（焊垫）与支架，并使其能够导通。金线的纯度为99.99%Au；延伸率为2-6%，金线的尺寸有：0.9mil、1.0mil、1.1mil等。五、环氧树脂（透镜）：环氧树脂的作用：保护Lam

12、p的内部结构，可稍微改变Lamp的发光颜色，亮度及角度；使Lamp成形。封装树脂包括：A胶（主剂）、B胶（硬化剂）、DP（扩散剂）、CP（着色剂）四部份组成。其主要成分为环氧树脂（Epoxy Resin）、酸酐类（酸无水物 Anhydride）、高光扩散性填料（Light diffusion）及热安定性染料（dye）六、模条：模条是Lamp成形的模具，一般有圆形、方形、塔形等。支架植得深浅是由模条的卡点高低所决定。模条需存放在干净及室温以下的环境中，否则会影响产品外观不良。LED驱动电源是把电源供应转换为特定的电压电流以驱动LED发光的电压转换器， 通常情况下：LED驱动电源的输入包括高压工频

13、交流（即市电）、低压直流、高压直流、低压高频交流（如电子变压器的输出）等。而LED驱动电源的输出则大多数为可随LED正向压降值变化而改变电压的恒定电流源。驱动的概念驱动的概念特点：1高可靠性：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：高效率：LED的发光效率随着LED温度的升高而下降，所以LED的散热非常重要。电源的效率高，它的耗损功率小，在灯具内发热量就小，也就降低了灯具的温升。对延缓LED的光衰有利。3高功率因素：高功率因素：功率因素是电网对负载的要求。功率因数低，说明电路用于交变磁场转换的无功功率大， 从而降低了设备的利用率，增加了线路供电损

14、失。4驱动方式：驱动方式：现在通行的有两种：其一是一个恒压源供多个恒流源，每个恒流源单独给每路LED供电。这种方式，组合灵活，一路LED故障，不影响其他LED的工作，但成本会略高一点。另一种是直接恒流供电，LED串联或并联运行。它的优点是成本低一点，但灵活性差，还要解决某个LED故障，不影响其他LED运行的问题。这两种形式，在一段时间内并存。多路恒流输出供电方式，在成本和性能方面会较好。也许是以后的主流方向。5浪涌保护：浪涌保护： LED抗浪涌的能力是比较差的，特别是抗反向电压能力。因此LED驱动电源要有抑制浪涌的侵入，保护LED不被损坏的能力。注意事项：注意事项： 1电源除了常规的保护功能外

15、，最好在恒流输出中增加LED温度负反馈，防止LED温度过高。 2外安装型灯具的电源结构要防水、防潮，外壳要耐晒。 3驱动电源的寿命要与LED的寿命相适配。 4要符合安规和电磁兼容的要求。（1）恒流式）恒流式: a、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，负载阻值小，输出电压就低，负载阻值越大，输出电压也就越高； b、恒流电路不怕负载短路，但严禁负载完全开路。c、恒流驱动电路驱动LED是较为理想的，但相对而言价格较高。d、应注意所使用最大承受电流及电压值，它限制了LED的使用数量；（2）稳压式：）稳压式： a、当稳压电路中的各项参数确定以后，输出

16、的电压是固定的，而输出的电流却随着负载的增减而变化；b、稳压电路不怕负载开路，但严禁负载完全短路。c、以稳压驱动电路驱动LED，每串需要加上合适的电阻方可使每串LED显示亮度平均。d、亮度会受整流而来的电压变化影响。电路结构方式分类电路结构方式分类（1）电阻、电容降压方式电阻、电容降压方式（2）电阻降压方式电阻降压方式（3）常规变压器降压方式常规变压器降压方式（4）电子变压器降压方式电子变压器降压方式（5）RCC降压方式开关电源降压方式开关电源（6）PWM控制方式开关电源控制方式开关电源电源的区别：电源的区别：u非隔离式u隔离式u阻容降压是利用电容在一定的交流信号频率下产生的容抗来限制最大工作电流。因此，电容降压实际上是利用容抗限流。而电容器实际上起到一个限制电流和动态分配电容器和负载两端电压的角色。是指在LED负载端和220V输入端有直接连接，因此触摸负载就有触电的危险。220V和铝壳之间只有铝基板的极薄绝缘层的隔离，通常不容易通过CE和UL认证。是指在输入端和输出端有隔离变压器隔离，这种变压器可能是工频也可能是高频的。但都能把输入和输出隔离起来。可以避免触电的危险。也容易通过CE或