LED照明基础知识.doc

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LED照明基础知识.txt我都舍不得欺负的人，哪能让别人欺负？一辈子那么长，等你几年算什么我爱的人我要亲手给她幸福别人我不放心我想你的时候我一定要找得到你不许你们欺负他！全世界只有我才可以！放弃你，下辈子吧！LED照明基础知识LED在照明工程中的运用已非常普遍，但照明设计人员苦于非常有限的产品选择，而生产企业研发的产品却难以找到市场。就这个问题文中讨论了LED在照明工程中是如何应用的，并提出了LED产品研发的设计要求，目的是使LED照明灯具的生产与研发更具有针对性。过去10年来，LED在颜色种类、亮度和功率都发生了极大的变化。LED以其令人惊叹而欣喜的应用在城市室内外照明中发挥着传统光源无可比拟的作用。LED寿命长达10万小时，意味着每天工作八小时，可以有35年免维护的理论保障。低压运行，几乎可达到100的光输出，调光时低到零输出，可以组合出成千上万种光色，而发光面积可以很小，能制作成平方毫米。经过二次光学设计，照明灯具达到理想的光强分布。快速发展的LED技术将为照明设计与应用带来崭新的可能性，这是许多传统光源所不可能实现的。认识LED的特点今天似乎全世界的目光都聚焦在LED这个新型的光源上，被誉为21世纪的绿色照明产品，甚至人们预言未来会大部分取代传统的光源。因为它具有寿命长、启动时间短、结构牢固、节能、发光体接近点光源（有利于LED的灯具设计）、薄型灯具，灯具材料选择范围大，不需要加反射器，低压，没有紫外辐射，尤其在公共环境中使用更加安全等特点。再加上LED光源的生产可实现无汞化，对于环境保护和节约能源更具有重要意义。传统的LED主要应用于信号显示领域、建筑物航空障碍灯、航标灯、汽车信号灯、仪表背光照明，如今娱乐、建筑物室内外、城市美化、景观照明中应用也越来越广泛。但是目前LED光源的寿命还不能达到所标出的100，000小时，实际寿命约在50，000小时左右，这主要与其散热方面的问题有关。在很小的空间里，随着功率的加大，半导体组件就会过热。再者，白色LED还不能达到普通灯泡所具有的亮度。LED在照明工程中的应用方向1、建筑物外观照明对建筑物某个区域进行投射，无非是使用控制光束角的圆头和方头形状的投光灯具，这与传统的投光灯具概念完全一致。但是，由于LED光源小而薄，线性投射灯具的研发无疑成为LED投射灯具的一大亮点，因为许多建筑物根本没有出挑的地方放置传统的投光灯。它的安装便捷，可以水准也可以垂直方向安装，与建筑物表面更好地结合，为照明设计师带来了新的照明语汇，拓展了创作空间。并将对现代建筑和历史建筑的照明手法产生了影响。2、景观照明由于LED不像传统灯具光源多是玻璃泡壳，它可以与城市街道家具很好的有机结合。可以在城市的休闲空间如路径、楼梯、甲板、滨水地带、园艺进行照明。对于花卉或低矮的灌木，可以使用LED作为光源进行照明。LED隐藏式的投光灯具会特别受到青睐。固定端可以设计为插拔式，依据植物生长的高度，方便进行调节。3、标识与指示性照明需要进行空间限定和引导的场所，如道路路面的分隔显示、楼梯踏步的局部照明、紧急出口的指示照明，可以使用表面亮度适当的LED自发光埋地灯或嵌在垂直墙面的灯具，如影剧院观众厅内的地面引导灯或座椅侧面的指示灯，以及购物中心内楼层的引导灯等。另外，LED与霓虹灯相比，由于是低压，没有易碎的玻璃，不会因为制作中弯曲而增加费用，值得在标识设计中推广使用。4、室内空间展示照明就照明品质来说，由于LED光源没有热量、紫外与红外辐射，对展品或商品不会产生损害，与传统光源比较，灯具不需要附加滤光装置，照明系统简单，费用低廉，易于安装。其精确的布光，可作为博物馆光纤照明的替代品。商业照明大都会使用彩色的LED，室内装饰性的白光LED结合室内装修为室内提供辅助性照明，暗藏光带可以使用LED，对于低矮的空间特别有利。5、娱乐场所及舞台照明由于LED的动态、数字化控制色彩、亮度和调光，活泼的饱和色可以创造静态和动态的照明效果。从白光到全光谱中的任意颜色，LED的使用在这类空间的照明中开启了新的思路。长寿命、高流明的维持值（10，000小时后仍然维持90的光通），与PAR灯和金卤灯的 50250 小时的寿命相比，降低了维护费用和更换光源的频率。另外，LED克服了金卤灯使用一段时间后颜色偏移的现象。与PAR灯相比，没有热辐射，可以使空间变得更加舒适。目前LED彩色装饰墙面在餐饮建筑中的应用已蔚然成风。6、视频屏幕全彩色LED显示屏是当今世界上最为引人注目的户外大型显示装置，采用先进的数字化视频处理技术，有无可比拟的超大面积与超高亮度。根据不同的户内外环境，采用各种规格的发光像素，实现不同的亮度、色彩、分辨率，以满足各种用途。它可以动态显示图文动画信息，利用多媒体技术，可播放各类多媒体文件。世界上目前最有影响的LED显示屏，当属美国曼哈顿时代广场纽约证券交易所，总计使用了18,677,760只LED，面积为10,736平方英尺。屏幕可以划分成多个画面，而同时显示，将华尔街股市的行情一目了然呈现在公众面前。另外崛起在上海浦东陆家嘴金融中心的震旦国际总部，整个朝向浦西的建筑立面镶上了长100的超大型LED屏，总计面积达到3600平方米。堪称世界第一。7、与工业设计相结合LED是近年来欧洲产品设计师的宠儿，他们将LED作为产品设计元素的一部分，驰骋于想象的空间，将光、玻璃或其它材料结合在一起，成为美轮美奂的艺术品。LED产品研发亟待解决的问题LED是21世纪最具发展前景的高技术照明领域。作为新型高效固体光源，具有寿命长、节能、环保等显著优点，将是人类照明史上继白炽灯、荧光灯、高压气体放电灯的又一次飞跃。在半导体照明产品的外延生产、芯片制造、器件封装、集成应用等几个环节已初步形成比较完整的产业链，但在白光照明实现LED功能化照明方面存在着许多制约因素。因此，在目前的情况下，对LED照明产品开发与设计寄予以下希望：1、满足人们对照明的个性化需求LED的模块化，为照明设计带来了便利，通过设计者充分合理的布局，使LED处于良好的工作状态。LED的产品在满足个性化照明方面是传统光源相形见拙的，LED产品形制的多样化将达到前所未有的程度。因此，LED产品个性化的研发与设计是所有LED灯具供货商必须要面临的最大挑战。2、面发光LED产品考虑建筑的模数化面发光的LED必须与城市设计和建筑设计相结合，才能满足设计者的需求。例如作为地面铺装的夜间装饰，产品的尺寸与地砖的尺寸相协调，即符合模数的要求： 15015；200200；200100；300300；400200等。3、小功率LED灯具设计城市夜景照明追求的不是亮度，而是艺术的创意设计，小功率的LED产品应该能够找到他的用武之地。LED发光角度小，方向性强，可作局部重点照明。问题是要给设计师提供有足够大的选择范围，外观上也应有美观的要求。可以肯定地说，LED将会在未来引领照明的时尚与新潮。4、环保与节能，LED的合理利用绿色照明的概念是全球追随的生态设计目标。如果能将LED与太阳能电池组合，将会扩大LED的应用范围与场所。5、大功率、高光效、高显色性的白光LED照明产品研发LED在照明领域的使用目前还受到技术水准和价格的限制，目前我国LED在照明领域应用的困难是LED白光光效不高（每瓦只有20流明左右），功率不大（几十毫瓦至一瓦）、价格贵。但是白光LED的发展前景看好，发光效率将达到 100 l，单颗的输出功率达到10W，大功率、高亮度LED集成封装技术的研究，包括驱动电路及特种灯具的开发，无疑是LED最终走入照明领域的关键。一旦光效和价格问题得到解决，LED将是未来照明的主体。世纪，石油、煤炭、天然气等主要能源面临资源枯竭的危险，同时，环保压力的不断增加，使环保、节能已经成为各行各业发展的趋势。太阳能作为地球上真正取之不尽的清洁能源，将是世纪最理想的绿色新能源，其利用的有效途径便是利用光伏发电技术将太阳能转化为电能。（LED）是一种能将电能转化为可见光的半导体器件，凭借其节能无污染的特点已运用于多个行业的照明领域中，因此作为集成了太阳能光伏发电和固态照明优点的太阳能照明系统，是新一代能源和新一代光源的完美结合。太阳能光伏发电是依靠太阳能电池组件（C），利用半导体材料的电子学特性，当太阳光照射在半导体结上，由于结势垒区产生了较强的内建静电场，因而产生在势垒区中的非平衡电子和空穴，或者产生在势垒区外但扩散进势垒区的非平衡电子和空穴，在内建静电场的作用下，各向相反方向运动，离开势垒区，结果使区电势升高，区电势降低，从而在外电路中产生电压和电流，将光能转化成电能。太阳能光伏发电系统大体上可以分为两类，一类是并网发电系统，即和公用电网通过标准接口相连接，像一个小型的发电厂；另一类是独立式发电系统，即在自己的闭路系统内部形成电路，不和外部电网产生关系。并网发电系统通过光伏阵列将接收来的太阳辐射能量经过高频直流转换后变成高压直流电，经过逆变器逆变后向电网输出与电网电压同频、同相的正弦交流电流。而独立式发电系统光伏阵列首先会将接收来的太阳辐射能量直接转换成电能供给负载，并将多余能量经过充电控制器后以化学能的形式储存在蓄电池中。在日照不足时，储存在蓄电池中的能量经过全桥逆变器后变成波，然后再经过滤波和工频变压器升压后变成交流，的正弦电压供给交流负载使用。是一种在结上施加正向电流时能发出紫外光、可见光、红外光的半导体固体发光器件。其发光机理的核心在于结，当外加正向电压时，结的平衡被打破，区空穴进入结中和原来的一部分负离子，区电子进入结中和原来的一部分正离子，这样就使结变窄，由于外加电场使结电场降低，引起电子势能的减少，减少的势能则转化为电磁能，以光子的形式释放出来。电子减少的能量越多，释放光子的能量也就越高。释放的光能量与电子的电量和点亮二极管的电压有关，即（）（10-19）。而释放的光的峰值波长则与发光芯片所用的半导体材料有关，即/（）（半导体材料禁带宽度），由计算可知若产生可见光，则芯片用的半导体材料的应在之间，这是研制和选择发光不同的波长光的芯片材料的主要依据。半导体照明光源具有广泛的优越性，除了使用寿命长、发光效率高、体积小、重量轻、环保安全可靠等优点以外，还有一个显著优点就是由于启动电压和工作电压一致，所以就不需使用镇流器。这样在节省成本和相关能耗的同时，也大大缩短了通断电的响应时间。太阳能光伏发电技术能与照明完美结合的关键在于两者同为直流电、电压低并能互相匹配。两者的结合不需要变频器将太阳能（）电池产生的直流电转化为交流电，因此大大提高了整个照明系统的效率。同时，借助于并网技术或可充放蓄电池，使所具有的优势显而易见。为了能充分说明两者的匹配性，我们建立了一个模型来进行分析。分别选择卤素灯、紧凑型荧光灯（）、线形荧光灯（）和四种光源，应用于供电照明系统中进行比较，对不同系统的整体效率进行评估，以此来确定影响系统效率的因素及各种不同应用领域中最佳的系统配置方案。太阳能照明产品是新一代的绿色环保照明产品，它的主要部件包括太阳能光伏电池（技术）和半导体照明光源（）。自年以来，光伏技术未来的发展前景已经被愈来愈多的国家政府和金融界（如世界银行）所认同。许多发达国家和地区纷纷制定光伏发展计划。美国计划到年累计安装（美国能源部规划，含“百万屋顶计划”）；欧盟计划累计安装（“可再生能源白皮书”），其中安装在欧洲内部，出口等等。预计今后的年中，光伏组件的生产将以的速度发展，到年全球的安装率将达到k，营业额也将增加到亿美元，市场也将由边远地区和农村的补充能源逐步向全社会的替代能源过渡。到世纪中叶，太阳能光伏发电将达到世界总发电量的，成为人类的基础能源之一。同样，作为固态光源的的兴起，真正有利于推动“绿色照明”工程。“绿色照明”是20世纪90年代初国际上对节约能源、保护环境的照明系统的形象性说法。目前在电能的消耗中，照明用电占有很大的比例，对绿色节能的照明研究应用越来越受到重视，就是在这样的形势下发展起来的。加之随着新材料及半导体工业技术的发展，尤其是白光发光的效率不断提升，价格也随之下降。利用特性，结合相关新技术开发出适用于不同场合和用途的照明系统，可以说其在照明市场的潜力将是不可估量的。到年全球总销售额已达到亿美元，与年相比，其增长率达到。据预测，到年，的全球总销售额将达到甚至超过亿美元，使其真正替代白炽灯、荧光灯等传统能源，成为新一代的绿色光源。太阳能照明产品在目前虽然已经有一些厂家开发出产品，并投入实际的应用当中，但由于功率小，其使用范围受到很大限制。随着高亮度光效的不断提高，加之人们节能环保意识的日益加强，太阳能照明产品将发挥其零能耗、无污染的特性，其应用领域将会不断拓宽。绿色能源和可持续发展问题是本世纪人类面临的重大课题。开发新能源，对现有能源的充分合理利用已经得到各国政府的极大重视。目前，太阳能利用技术和半导体照明产业已经由技术开拓时期开始步入商业化阶段，涉及的产品包括路灯照明、交通指示、夜景照明、庭院装饰等，通过对系统技术特点和可行性的分析，我们相信，集合了新一代能源和新一代光源优点的太阳能半导体照明系统定会以前所未有的速度发展，引领我们进入一个绿色节能的新时代。一 、照明产品的分类：固定照明、移动照明、特种照明。 A.固定照明：包括室内照明、居家照明、城市照明、工矿照明、道路照明、装饰照明、广告照明等固定性照明产品。B. 移动照明：一般用于室外如电筒类、手提式射灯、手提照明灯、各类电池充电灯、头灯、提灯、挂灯、矿灯和车灯等。C.特种照明：包括大型投光灯、潜水灯、军用照明、防爆灯、航海灯、航空照明、防爆照明、信号灯等按各行业特殊要求制造的。二、移动照明发展的历史从人类发明钻木取火煮食以来，几千年的漫长岁月，为了挑战黑暗，人们发明了火把用植物油点灯照明到17世纪末开始用石油点灯照明18世纪爱迪生发明电灯19世纪初的手电筒照明(一次性干电池) 19世纪中可充电式蓄电池照明2003年林达发明“数码电筒”智能化的电筒2006年林达发明的手提式高智能、高功率、远射程“大搜索灯”，人类移动照明产品不断在进化。三、世界移动照明市场现状与创新发展趋势：1.移动照明产品均属轻工业产品，只要普通轻工业生产比较发达的国家都能制造出来，但也需要此国家轻工业产业链形成的好才能行。如美国、日本、欧洲发达国家、中国，韩国等可以制造的出来，但国外这些产品的成本则要高出中国几倍到十几倍，又如中东、非洲、部分东南亚和南美等国家不具备生产条件，所以从市场竞争的角度来说，应该说中国所生产的移动照明产品最具国际市场优势，再说移动照明行业是小产业，大多数发达国家的大公司都没有做这个行业，即使有某些大公司做了，但其规模很小，这样给我们新兴企业留下了发展空间。2.随着中国对外开放的政策放宽，中国移动照明产品的国际化发展迅速，80%以上的国家和地区的货源都是由中国生产和提供的，其实中国已成为世界移动产业竞争的主战场，目前中国国内从事移动照明生产的企业有很多家，但技术都不够专业，规模很小，大多数是私人工厂、小作坊，真正专业的大规模的只有林达照明企业和其它一两家工厂；小工厂没有保障，政府都没有管理到位，有的甚至连厂房都找不到，所以他们大多是什么证照都没有，可以仿冒造假，也可以偷税漏税，管理质量不到位，劣质滥造，所有成本都比较低，然后在市场低价倾销，但有些老百姓消费识别能力也不强，使得他们有了销路，因此国内市场价格很乱，而象我们这样的大企业要依法办事，生产、质量、管理都要到位，生产成本自然提高，对消费者来说，他们在购买时又不知道那种产品质量可靠，哪个最耐用，往往只看价格，这样就使得我们大企业在市场竞争的压力也很大。3.尽管市场竞争激烈，但我们林达始终以质量和品牌信誉为重，严格按标准生产，保证质量不变，并继续加强科研投入，不断提高产品科技含量，提高产品使用性、耐用性，并设法降低产品成本。我们以引领移动产品技术创新进步为己任，把移动照明产品的发展方向带入智能化、节能化、环保化、大众化、低成本化的未来发展方向。四、移动照明产品的术语与名词解释：A.智能探照灯：是一种里面具有智能功能的，如充满电会自动停止充电，照明完时会自动关灯，并自动显示等功能的探照灯。B.数码探照灯：是一种里面功能比智能探照灯更多自动化功能探照灯，就如手机，电脑一样的数码技术来控制的探照灯。C.防雨水：是指产品具有在雨天或淋水中使用，但不能浸泡到水中。D.防水：指产品可以在雨水或淋水和短暂地浸泡在水中，但不能潜于高压力的深水和长时间浸泡水中。E.可浮水：可在雨中、水中使用，并能浮在水面上而不会沉没水里。F.潜水：可在雨中、淋水中、长时间浸泡水中，并可在几百米的海洋深水中使用。G.防跌破：本灯采用优质塑料做外壳与内部特殊设计，可以达到防止不小心掉下地面灯不破也不坏（限1米高内）。但不保证多次故意跌落。H.灯光亮度无级可调功能：灯光的亮度根据用户的需求，随意无级可调光的亮度。I.灯内高温自动控制功能：当灯内高温不断上升，接近烧坏灯杯时，电路自动将最强光转为中光，以达到不烧坏灯杯的目的。J.自动修复电池亏电功能：当电路探测到电池容量低于额定的10%以下，且内阻高时，便自动进入修复功能状态，对亏电电池进行波峰式充电（即瞬充瞬放），20分钟至1小时不等，当亏电电池容量恢复到额定的1/5时，自动退出修复状态，即电流回落到正常充电，三次充放后并可将容量恢复到用龄的95%以上，根据亏电情况不同，一般充电时间为正常的2-3倍。K.HID照明：是一种高科技气体放电灯泡和12000V高压电工作发光，节能达200%，达到非常的发光效果。由一种高科技电路，将6V或者24V的直流转为2300V的高压电子在气体灯泡发亮的一种技术，它具有高度发亮和高效节能的特点，是当今世界照明领域最先进科技。五、移动照明产品的保养：除自发电产品和干电池产品外，一般移动性照明产品里面都是设有可充电电池（通常以价格低廉的铅酸电池为多，但也有镍氢，锂电等），不管是那种电池都需要保养，一般都需要每三个月内充足电一次，特别是用完要立即补充，不用时充足电存放，电池的性能是有电能保养，无电就会坏，随时保证灯内有电为最好。 31.灯具EMC和LVD的各自包含的范围?答:灯具里的EMC为电磁兼容指令包括空间辐射和磁场辐射,传导,谐波,LVD为灯具低电压指令具体为电气安全性能测试.灯具功率大于75W的检测标准为CLASS D,25-75W的为CLASS C,5-25W的为CLASS B,5W以下的为CLASS A.灯具的功率越大其检测标准越严.32.大功率LED灯具现一般用于哪些领域?答:1.景观夜景照明,2.普通照明,3.车灯,4.装饰照明,5.特种照明,6.交通照明.33.大功率LED灯具一般的承受温度范围?答:因大功率LED灯具的光源的结点温度一般为125,环境温度一般为25,再除去光源热阻产生的温度,即:125=25+8*单颗瓦数*K+散热器温度.故大功率LED灯具的温度不应超过 75.35.电光源有哪几种分类方法和各自区别?答: 一、电光源的发光方法(发光机理):1.电阻发光, 2.电弧发光, 3.气体发光, 4.荧光粉发光,5.固态芯片发光.二、电光源的起动方式:1.电压自适应，2.辅助触发型。36.灯具有那几种分类方法和各自区别?答: 一.按防触电类型分:0类,1类,2类,3类.二.按IP等级分类.三.按支承面材料分类:可难和非可难.四.按是否可移动分:固定式,移动式,嵌入式.37.请阐述大功率LED筒灯,射灯,泛光灯,投光灯的各自区别?答:筒灯:是一种相对于普通明装的灯具更具有聚光性的灯具,一般是用于普通照明或辅助照明.射灯:是一种高度聚光的灯具,它的光线照射是具有可指定特定目标的.泛光灯:是一种可以向四面八方均匀照射的“点光源“,它的照射范围可以任意调整,可以对物体产生投影阴影.投光灯:相对于泛光灯来说比较聚光的一种器具.38.为什么说LED是一种冷光源?答:因LED光源的发出的光里不含红外线和紫外线等,故LED发出的光线不会引起环境温度的升高.