LED产品知识培训初级.ppt

产品知识培训(初级),博锐光电 2012.03,目 录,LED的概念及发展历程 LED发光原理及分类 LED产业基本情况 照明相关术语 灯具知识 LED产品应用,LED 概 念,LED = Light Emitting Diode，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发展历程,1965年，全球第一款商用化发光二极管诞生 ，效率 0.1lm/W,比白炽灯低100倍，售价45$/只。 1968年，LED的研发取得了突破性进展，利用氮掺杂工艺使GaAsP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。 1971年，GaP绿色芯片LED。 用途：指示用，长寿命10万小时，可靠 80年代AlGaAs技术使得LED效率达到10流明/瓦 90年代的AlGaInP技术使得LED效率达到100流明/瓦 用途：显示，信号用。用于室外的运动信息发布以及汽车的高位刹车灯。,LED发展历程,1994年，中村修二研制出了第一只GaN基高亮度蓝色发光二极管。 用途：LED大屏幕显示。 1997年，中村修二和美国人修博特先后研制出了GaN蓝色发光二极管激发黄光荧光粉得到白光LED，效率不足10lm/W。 2000年，日亚报道了15lm/W白光LED， 2003年，日亚报道的光效达到60lm/W， 2006年3月，其光效达到100lm/W 2006年7月，Cree公司报道了130lm/W白光LED 2006年11月，日亚报道的光效达到150lm/W，其效率已经超过节能灯，实现了真正意义上的照明。 用途：照明领域：建筑、景观、家电背光 2007年3月，美国CREE公司光效达到157lm/W，目前LED的效率向200Lm/W前进。 2008-2012：各种新材料、新技术及工艺水平迅速提高，发展迅猛,LED发光原理,其核心是PN结。它具有一般P-N结的I-N特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复合而发光。,LED 结 构,白光LED,LED白光实现途径:,LED特点及优势,节能高效：LED只消耗白炽灯10%的能耗；比荧光节能灯光效提高50%，体积减少30%，重量减轻40%。 超常寿命：寿命50000小时，是荧光灯节能灯的10倍、白炽灯的100倍；免维护。 绿色安全：光线中不含紫外线和红外线，无辐射；不含汞和铅等有害元素，无气体密封问题，耐冲击；无启动器、镇流器或超高压变压器，不会产生电磁干扰；无频闪，保护眼睛。 可控性好：响应时间快（微秒数量级），可反复频繁亮灭，易实现各种调光效果。 可塑性强： LED大小形状可根据装饰要求，按照点、线、面、球、异形体乃至任意艺术造型设计，外形美观。,LED分类（按封装形式）,直插式,贴片(SMD),食人鱼,集成封装(COB),直插：2mm、4.4mm、5mm、8mm 、10mm 贴片：3528，5050，3010，3014。,LED 分 类,按发光管出光面特征分圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等。 按发光强度和工作电流分： 普通亮度的LED（发光强度100mcd） 按功率大小分:小功率（1W以下），大功率（1W以上） 按发光颜色分： 单色：红、黄、蓝、绿、白 RGB全彩,LED产业链,外延片（晶片）,芯片,封装、 应用,上游产业,中游产业,下游产业,利润比： 60% 30% 10%,LED上游产业,工艺：外延材料衬底在衬底上生长外延层外延片 成品：外延片 （主要设备：外延炉：MOCVD）,LED中游产业,工艺：金属蒸镀光罩蚀刻（正负电极制作）切割测试分选 成品：芯片,LED下游产业,封装：芯片粘贴焊接引线树脂封装剪脚 成品：LED应用产品（灯具、显示屏、背光源、指示灯。）,LED产业链,LED产业链代表企业,国内普遍使用芯片品牌,大功率：日亚、菲利普、科瑞（锐）、欧 司郞、普瑞、丰田和成、首尔、LG、三星 小功率：晶元、艾迪生、广镓、国产芯片,照明相关术语,照明相关术语,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）。色温越高，光色越冷；色温越低，光色越暖。正午阳光5500K,照明相关术语,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 。,光学参数关系图,思 考,光通量越大是否发光强度越大？ 光强越大是否亮度越大？ 照度越大是否亮度越大？,传统光源光学参数,灯具概念及结构,传统灯具,灯体（灯壳） 镇流器 光 源,LED灯具,灯体（灯壳） 驱动电源 光 源,灯具，是指能透光、分配和改变光源光分布的器具，包括除光源外所有用于固定和保护光源所需的全部零、部件，以及与电源连接所必需的线路附件。,灯具类别（传统灯具）,室 内,T8支架：单管、双管（带罩、不带罩） 格栅灯：T8:36W*2 (1.2米)， 18W*3 (0.6米) T5:28W*2 (1.2米) 14W*3 (0.6米) 筒灯:直插横插，4寸、5寸。 射灯：35W、50W、70W 灯泡（球泡、烛形泡）、灯杯、组合射灯、轨道射灯,室 外,路灯：高压钠灯、金囟灯 庭院灯：金囟灯、节能灯 草坪灯：节能灯 地埋灯：节能灯、金囟灯 投光灯：钠灯、金囟灯 洗墙灯：T8管、T5管 壁灯 隧道灯、工矿灯,LED照明产品(室内),LED照明产品(室外),LED VS 传统灯具,不同点?,驱动电源取代镇流器 功率可任意定制 光源与灯壳一体化 灯具形式更加多样化 方便调控，更加智能化,驱动电源,驱动相关概念：驱动方式、总功率、电源效率、功率因数 恒流方式 恒压方式 总功率=光源功率+电源自身损耗的功率（恒流方式） 总功率=光源功率+电源自身损耗功率+器件功率（恒压方式） 电源效率=输出功率/输入功率 功率因数=有用功功率/视在功率,灯具常用接口,G5（T5管）、G13（T8管）、GX5.3,E:螺口式，B:卡口式，G：双插脚或多插脚，F：单插脚 路灯常用接口口径：60mm,72mm,48mm,灯具常见参数及术语,灯具寿命：全寿命、有效寿命、平均寿命、维护系数、灯具效率、结温、热阻、眩光值、光束角、距高比、功率密度、配光曲线、防护等级,全 寿 命: 灯具从开始点燃到不能再启动的时间总 和 有效寿命: 灯具总光通量下降到初始值70%时的总 共点燃时间 平均寿命: 一批灯在额定电源电压和实验室条件 下点燃,且每启动一次至少点燃10小时, 至少有50%的灯能继续点燃时累计点燃小 时,光束角：反映经灯具反光罩反射后发出光斑的最大范围。一般是指同一平面上配光垂直中心光强1/2处两方向间的夹角。 功率密度（LPD）：单位面积上的照明安装功率（包括光源和电器），单位W/，LPD=安装功率/面积,距高比（s/h）：又称最大允许距高比，指保证所需照度均匀度时的最大灯具间距与灯具计算高度之比 眩光（UGR）：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,维护系数:照明装置使用一定时期之后，在规定表面上的平均照度或平均亮度与该装置在相同条件下新安装时在同一表面上所得到的平均照度或平均亮度之比。 灯具效率:在相同的使用条件下，灯具发出的总光通量与灯具内所有光源发出的总光通量之比。,结温：即P-N结的温度，一般也指芯片的温 度，结温主要影响光通量、光谱及 寿命。影响结温的因素主要是芯片 材料及工艺 热阻： 热量在热流路径上遇到的阻力，反 映介质或介质间传热能力大小，单 位/W,配光曲线,IP防护等级,IP防护等级是由两个数字所组成，第1个数字表示灯具防尘、防止外物侵入的等级，第2个数字表示灯具防湿气、防水侵入的密闭程度，数字越大表示其防护等级越高。,IP防护等级,灯具技术指标检测及依据,检测内容：1、光学：初始光通，光效、显指等；2、光通维持；3、安规（防护等级）等；4、电磁兼容（EMC） 光通维持率：燃点3000h，光通维持率不低于96%；燃点6000h，光通维持率不低于92%，10000h光通维持率不低于86%（发改委） 安全指标：道路与街路照明照明灯具安全要求 GB7000.5-2005 骚扰电压：电气照明和类似设备的无线电骚扰特性的限制和测量方法GB17743-2007 谐波电流限值: 电磁兼容 限值 谐波电流发射限值（设备每相输入电流16A）GB17625.1-2003 电磁兼容抗扰度：一般照明用设备电磁兼容抗扰度要求 GB/T18595-2001 城市道路照明设计标准CJJ45-2006,LED应用,指示：电器、交通信号灯 显示：LED屏（单色、双色、RGB全彩） 景观亮化：建筑、园林、广场等 照明：室内办公、酒店、体育场馆。 户外道路、隧道、广场、 其它:背光、汽车、农业、科研、民用,LED现状,基本没有国家标准，产品参差不齐 上游产能过盛 产品应用户外照明比室内照明成熟，尤其显示屏及景观亮化