LED技术及LED照明灯具基础知识

1、led技术及led照明灯具基础知识一、 led照明技术基本知识1、led光源的特性1、高效节能：以相同亮度比较，3w的led节能灯333小时耗1度电， 而普通60w白炽灯17小时耗1度电，普通5w节能灯200小时耗1度电。2、超长寿命：半导体芯片发光，无灯丝，无 玻璃泡，不怕震动，不易破碎， 使用寿命可达五万小时（普通白炽灯使用寿命仅有一千小时，普通节能灯使用寿 命也只有八千小时）3、健康：光线健康光线中含紫外线和红外线少，产生辐射少 （普通灯光线中 含有紫外线和红外线）4、绿色环保：不含汞和氤等有害元素，利于回收，普通 灯管中含有汞和铅 等元素。5、保护视力：直流驱动，无频闪（普通灯都是交流

2、驱动，就必然产生频闪）6、光效率高：cree公司实验室最高光效已达 260lm/w ,而市面上的单 颗大功率led也已经突破100lm/w ,制成的led节能灯，由于电源效率损耗, 灯罩的光通损耗，实际光效在 60lm/w ,而白炽灯仅为15lm/w 左右，质量好 的节能灯在60lm/w 左右，所以总体来说，现在led节能灯光效与节能灯持平 或略优。（2011年5月数据）7、安全系数高：所需电压、电流较小，安全隐患小，于矿场等危险场所8、市场潜力大：低压、直流供电，电池、太阳能供电，于边远山区及野外 照明等缺电、少电场所。2、led节能灯设计理论led的出现打破了传统光源的设计方法与思路，目前

3、有两种最新的设计理 念。1 .情景照明：是以环境的需求来设计 灯具。情景照明以场所为出发点，旨在 营造一种漂亮、绚丽的光照环境，去烘托场景效果，使人感觉到有场景氛围。2 .情调照明：是以人的需求来设计灯具。情调照明是以人情感为出发点，从 人的角度去创造一种意境般的光照环境。情调照明包含四个方面：一是环保节能， 二是健康，三是智能化，四是人性化。情调照明书”是中国第一本引领led照明设计潮流的书籍，打破了设计理 论长期被国外巨头垄断的局面，使 led的应用更加容易为市场所需要。将最新 的情调照明设计理念贡献出来与大家分享，借此希望更多专家学者、设计师参与 讨论和提出建议。led有分立和集成两种封

4、装形式。led分立器件属于传统封装，广泛应用于各 个相关的领域，经过四十多年的发展，已形成一系列的主流产品形式。芯片集成 cob模块目前属于个性化封装，主要为一些个案性的应用产品而设计和生产， 尚未形成主流产品形式。3、led光源芯片技术（mcpcb光源模组与cob光源模块的特点与比较）传统的led做法是：led光源分立器件一mcpcb光源模组一led灯具， 主要是由于没有现成合适的核心光源组件而采取的做法，不但耗工费时，而且成本较高。实际上，我们可以将“ledt源分立器件一mcpcb光源模组”合二为一， 直接将led芯片集成在mcpcb上做成cob光源模块，走“cobt源模块一led 灯具”

5、的路线，不但省工省时，而且可以节省器件封装的成本。与分立led器件相比，cob光源模块在应用中可以节省led的一次封装成本、 光引擎模组制作成本和二次配光成本。 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，这对于半导体照明的应用推广有着十分重大的 意义。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。在应 用上，cob光源模块可以使照明灯具厂的安装生产更简单和方便，有效地降低 了应用成本。在生产上，现有的工艺技术和

6、设备完全可以支持高良品率的cob光源模块的大规模制造。随着 led照明市场的拓展，灯具需求量在快速增长， 我们完全可以根据不同灯具应用的需求，逐步形成系列cob光源模块主流产品， 以便大规模生产。cob的led可以做到出光很均匀，所以在灯具配光的时候可以简化和减少光损。 在应用上，cob的led制造的灯具可以做到面发光，而不像普通 led那样是 点光源，由于减少了配光的光度损失，所以理论上也可以做到更高光效。但是cob的led在制造中要求使用更多的材料，例如荧光粉和硅胶，在成本 上并没有优势。另外cob的led串并方式在出厂时都已经固定，不如单粒的 大功率led那样可以自由搭配数量和颜色，调整

7、色温和电气参数。影响led平面光源（cob平面光源）的寿命及光效最重要的因素之一是结温。 led平面光源（cob平面光源）的结温是指 led平面光源（cob平面光源） 集成led芯片发光层p-n结的温度,led结温其核心就是解决热散失能力的问 题。光拓光电公司的工程师们总结出影响 led平面光源（cob平面光源） 结温的高低与下面的因素有关：芯片结构、led芯片本身的封装热阻、二次散热体的热阻（尤指灯具热阻）、散热器导热率及散热面积的大小、平面光源模块 与二次散热体介面的热阻、cob平面光源的铝基板（或陶瓷基板）的热阻、灯 具的结构、额定输入功率大小及使用环境温度。led平面光源（cob平面光

8、源）的结温越低，使用寿命就越长。基于 对led平面光源模块光效与寿命的综合考量，不论功率大小，最理想的方法是 把led平面光源的结温控制在60 c以下。解决热散失能力就是降低结温，减少 温升的方法有：一、提高led芯片的电光转换效率，使尽可能多的输入功率转变成光能。二、减少led芯片与外围灯具散热体的执阻，从而提高led芯片及外围灯具的 热散失能力。三、灯具合理的空间设计、外壳材料及 cob平面光源基板材料的选用，其目的 是降低led平面光源(cob平面光源)的热阻。cob的英文全称是chip on board,分为小芯片集成和大芯片集成，主要用在 照明产品上面。0|评论2011-11-28

9、23:55 第一 led 网 | 四级cob板上芯片(chip on board, cob)工艺过程首先是在基底表面用导热环氧 树脂(一般用掺银颗粒的环氧树脂)覆盖硅片安放点，然后将硅片直接安放在基底 表面，热处理至硅片牢固地固定在基底为止， 随后再用丝焊的方法在硅片和基底 之间直接建立电气连接。裸芯片技术主要有两种形式：一种是 cob技术，另一 种是倒装片技术(flip chip)。板上芯片封装(cob),半导体芯片交接贴装在印刷 线路板上，芯片与基板的电气连接用引线缝合方法实现，芯片与基板的电气连接用引线缝合方法实现，并用树脂覆盖以确保可靠性。虽然 cob是最简单的裸芯 片贴装技术，但它的

10、封装密度远不如 tab和倒片焊技术。cob主要的焊接方法：(1)热压焊利用加热和加压力使金属丝与焊区压焊在一起。其原理是通过加热和加压力， 使焊区(如ai)发生塑性形变同时破坏压焊界面上的氧化层，从而使原子间产生吸引力达到键合”的目的，止匕外，两金属界面不平整加热加压时可使上下的金属相 互镶嵌。此技术一般用为玻璃板上芯片 cog。(2)超声焊超声焊是利用超声波发生器产生的能量，通过换能器在超高频的磁场感应下， 迅速伸缩产生弹性振动，使劈刀相应振动，同时在劈刀上施加一定的压力， 于是 劈刀在这两种力的共同作用下，带动 ai丝在被焊区的金属化层如(ai膜)表面迅 速摩擦，使ai丝和ai膜表面产生塑

11、性变形，这种形变也破坏了 ai层界面的氧 化层，使两个纯净的金属表面紧密接触达到原子间的结合，从而形成焊接。主要焊接材料为铝线焊头，一般为楔形。(3)金丝焊球焊在引线键合中是最具代表性的焊接技术，因为现在的半导体封装二、三极 管封装都采用au线球焊。而且它操作方便、灵活、焊点牢固(直径为25um的au丝的焊接强度一般为0.070.09n/点），又无方向性，焊接速度可高达15点/秒以上。金丝焊也叫热（压）（超）声焊主要键合材料为金（au） 线焊头为球形故为球焊。cob 封装流程：第一步：扩晶。采用扩张机将厂商提供的整张led 晶片薄膜均匀扩张，使附着在薄膜表面紧密排列的 led 晶粒拉开，便于刺

12、晶。第二步： 背胶。 将扩好晶的扩晶环放在已刮好银浆层的背胶机面上， 背上银浆。点银浆。 适用于散装led 芯片。 采用点胶机将适量的银浆点在pcb 印刷线路板上。第三步： 将备好银浆的扩晶环放入刺晶架中， 由操作员在显微镜下将led 晶片用刺晶笔刺在pcb 印刷线路板上。第四步： 将刺好晶的 pcb 印刷线路板放入热循环烘箱中恒温静置一段时间， 待银浆固化后取出 （不可久置，不然led 芯片镀层会烤黄，即氧化，给邦定造成困难 ）。如果有led 芯片邦定，则需要以上几个步骤;如果只有ic 芯片邦定则取消以上步骤。第五步： 粘芯片。 用点胶机在pcb 印刷线路板的 ic 位置上适量的红胶（或黑胶

13、 ），再用防静电设备（真空吸笔或子）将 ic 裸片正确放在红胶或黑胶上。第六步：烘干。将粘好裸片放入热循环烘箱中放在大平面加热板上恒温静置一段时间，也可以自然固化（时间较长）。第七步： 邦定 （打线 ）。 采用铝丝焊线机将晶片 （led 晶粒或 ic 芯片 ）与 pcb 板上对应的焊盘铝丝进行桥接，即 cob 的内引线焊接。第八步：前测。使用专用检测工具（按不同用途的cob 有不同的设备，简单的就是高精密度稳压电源） 检测 cob 板，将不合格的板子重新返修。第九步： 点胶。 采用点胶机将调配好的 ab 胶适量地点到邦定好的 led 晶粒上，ic 则用黑胶封装，然后根据客户要求进行外观封装。第

14、十步： 固化。 将封好胶的 pcb 印刷线路板放入热循环烘箱中恒温静置， 根据要求可设定不同的烘干时间。第十一步： 后测。 将封装好的 pcb 印刷线路板再用专用的检测工具进行电气性能测试，区分好坏优劣。与其它封装技术相比， cob 技术价格低廉（仅为同芯片的1/3 左右 ）、节约空间、工艺成熟。但任何新技术在刚出现时都不可能十全十美， cob 技术也存在着需要另配焊接机及封装机、有时速度跟不上以及pcb 贴片对环境要求更为严格和无法维修等缺点。某些板上芯片 （cob） 的布局可以改善ic 信号性能，因为它们去掉了大部分或全部封装，也就是去掉了大部分或全部寄生器件。然而，伴随着这些技术，可能存

15、 在一些性能问题。在所有这些设计中，由于有引线框架片或bga标志，衬底可能不会很好地连接到vcc或地。可能存在的问题包括热膨胀系数（cte）问题以 及不良的衬底连接。基本由三种种类：一类：由草帽型小功率led制成的led节能灯，电源采用阻容降压电路。 草帽型led延用指示灯led的封装形式，环氧树脂封装,使得led芯片无法 将热量散出，光衰严重，很多白光 led,在使用一段时间后，色温变高，渐渐 成偏蓝色，变得昏暗。也有厂家致力于开发低光衰的草帽型led,但是由于没有改变封装形式，光衰依然没有大的改观。这类 led节能灯产品,为过渡性产 品，价格低，质量较差。5050贴片led节能灯二类：由3

16、528或5050贴片中功率led制成的led 节能灯，电源也普遍采用阻容降压电路， 也有部分厂家采用恒流电路，相比草帽 型led,贴片led散热稍好，有导热基板，在配合铝基板,能将一部分热量导 出。但是由于还是忽视的led的热量，很多中功率贴片led节能灯，没有散热 器，依旧使用塑料外壳，光衰依然严重。采用阻容降压低端电源，因电网电压不 稳，电流有波动，亮度也有波动，价格适中，质量稍好大功率led节能灯。三类：由大功率贴片led制成的led节能灯，电源普遍采用恒流隔离电路，即有一个恒定的电流，如5w的led ,通常采用5片1瓦的led芯片,串联，采用恒流300ma的电流源供电，宽电压电源，使电

17、网波动时，电流没有改变，光通量即亮度维持恒定，5片贴片led光电参数定义及其详解2.1 led发光原理led的实质性结构是半导体pn结，核心部分由p型半导体和n型半导体 组成的晶片，在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层，称为pn结。其发 光原理可以用pn结的能带结构来做解释。制作半导体发光二极管的半导体材料 是重掺杂的，热平衡状态下的n区有很多迁移率很高的电子，p区有较多的迁移 率较低的空穴。在常态下及pn结阻挡层的限制，二者不能发生自然复合，而当 给pn结加以正向电压时，由于外加电场方向与势垒区的自建电场方向相反，因 此势垒高度降低，势垒区宽度变窄，破坏了 pn结动态平衡，产生少数载流子

18、的电注入16。空穴从p区注入n区，同样电子从n区注入到p区，注入的少数载 流子将同该区的多数载流子复合，不断的将多余的能量以光的形式辐射出去。2.2 可见光谱光是一定波长范围内的一种电磁辐射。 电磁辐射的波长范围很广，最短的如 宇宙射线，具波长只有千兆兆分之几米(10-14-10-15m),最长的如交流电，其波长 可达数千公里。在电磁辐射范围内，只有波长为 380nm到780nm的电磁辐射能 够引起人的视觉，这段波长叫做可见光谱，如图 2-1所示。可见光谱须率(hz)无线电波 f=105hz线怛k 1j夕10红f=紫外线 x-犯争宇咽辞fzlq1 hz f=10 hz f=10 hz波长一加)

19、1 二30口 (hi电磁辐射波谱红橙黄绿蓝靛紫£ =330iun*-=t80run图2-1电磁辐射波谱图2-1中所标数均以基本单位表示，即频率为赫兹 (hz),波长为米(m)。 由于使用上述单位时，波长的数值太大，有必要使用更小的单位来度量可见光谱 的波长，由此采用了标准毫微米(又称纳米，符号为nm),此处1nm=10-9m。人 眼能起视觉反映的最长和最短波长 780nm和380nm,它们分别处在光谱的红色 端与紫色端。在电磁辐射范围内，还有紫外线、x射线、丫射线以及红外线、无线电波等。可见光、紫外线和红外线是原子与分子的发光辐射，称为光学辐射。x射线、t射线等是激发原子内部的电子所

20、产生的辐射， 称为核子辐射。电振动产生的电磁 辐射称为无线电波。对于人来说，能为眼睛感受并产生视觉的光学辐射称为可见 辐射；不能为眼睛感受，也不产生视觉的光学辐射称为不可见辐射。因而，光学 辐射可进一步分为可见辐射和不可见辐射。 来自外界的可见辐射刺激人的视觉器 官，在脑中产生光、颜色、形状等视觉印象，而获得对外界的认识。不可见辐射 刺激眼睛时不能产生视觉，而作用在皮肤上有时会产生其它感觉， 如紫外线产生 疼痛感觉，红外线产生灼热感觉。严格地说，只有那种能够被眼睛感觉到的、并 产生视觉现象的辐射才是可见辐射或可见光，简称光。本文所指的光也就是这个 定义上的光。2.3 led发光器件光度学参数的

21、测量17 1819相关光度学与辐射度学参数有：1 .光通量 a（luminous flux）：通过发光二极管的正向电流为规定值时，器 件光学窗口发射的光通量。2 .发光强度iv（luminous intensity）：光源在单位立体角内发射的光通量，可 表示为iv=d/d q3 .相对光谱能量（功率）分布p（九"relative spectral distributions）: 在光辐射 波长范围内，各个波长的辐射能量分布情况。4 .峰值发射波长”（peak-emission wavelength1光谱辐射功率最大的值所对 应的波长。5 .光谱半波宽 a九（full width ha

22、lf maximum , fwhm）:峰值发射波长的辐射 功率的1/2所对应两波长的间隔。2.3.1 led光通量在辐射度学上，led辐射通量e用来衡量发光二极管在单位时间内发射的 总的电磁功率，单位是 w（瓦）。它通常表示led在空间4冗度范围内，每秒钟所 发出的功率。led光源发射的辐射通量中能引起人眼视觉的那部分，称为光通 量6v,单位是流明（lm）,与辐射通量的概念类似，它是 led光源向整个空间在 单位时间内发射的能引起人眼视觉的辐射通量。但要考虑人眼对不同波长的可见光的光感觉是不同的，国际照明委员会（cie）为人眼对不同波长单色光的灵敏度作了总结，在明视觉条件（亮度为3cd/m2以

23、上）下，归结出人眼标准光度观测者光 谱光效率函数v（k）,它在555nm上有最大值，此时1w辐射通量等于683lm, 如图2-2所示，其中v,（九）为暗视觉条件（亮度为0.001cd/m2以下）下的光谱光视 效率。图2-2明视觉和暗视觉条件下的光谱光效率函数明视觉条件下，辐射量向光通量的转化表达式可以表示为:7806 v=683 严 eo)vd)dk(2-1)暗视觉条件下，辐射量向光通量的转化表达式可以表示为:780(2-2) v=1700 3je（£）vh）d，通常的测量以明视觉条件彳为测量条件，并且在 led的测量时，为了得到 准确的测量结果，必须把led发射的光辐射功率收集起来

24、，并用合适的探测器（应 具有cie标准光度观测者光谱光效率函数的光谱响应）将它线性地转换成光电 流，再通过定标确定被测量的大小20。2.3.2 led发光强度发光强度的概念要求光源是一个点光源，或者要求光源的尺寸和探测器的面 积与离光探测器的距离相比足够小，表示为iv=dc/d q式中dq是点光源在某 一方向上所张的立体角元如图2-3所示。图14图点辐射源的福触强度但是在led测量的许多实际应用场合中，往往是测量距离不够长，光源的 尺寸相对太大或者是led与探测器表面构成的立体角太大，在这种近场条件下, 并不能很地保证距离平方反比定律，实际发光强度的测量值随上述几个因素的不同而不同，从而严格地

25、说并不能测量得到真正的led的发光强度。为了解决这个问题，使量测结果可通用比较， cie推荐使用 平均发光强度 概念：照射在离led 一定距离处的光探测器上的光通量 gv与由探测器构成的 立体角的比值。其中立体角可将探测器的面积s除以测量距离d的平方计算得到, 如图2-7所小。因而有如下表达式：(2-3)v 邛vi：2-''j s d2从物理上看，这里的平均发光强度的概念，不再与发光强度的概念关联得那么紧密，而更多地与光通量的测量和测量机构的设计有关。 cie关于近场条件下 的led测量，有两个推荐的标准条件：cie标准条件a和cie标准条件b。这 两个条件都要求，所用的探测器

26、有一个面积为 1cm2（相应直径为11.3mm）的圆入 射孔径21。表2-1 cie推荐的近场标准条件cie推荐led顶端到探测器的距离d立体角平向角（全角）标准条件a316mm0.001sr2o标准条件b100mm0.01sr6.5o2.3.3 led相对光谱能量分布 p（九）发光二极管的相对光谱能量分布 p（九）表示在发光二极管的光辐射波长范围 内，各个波长的辐射能量分布情况，通常在实际场合中用相对光谱能量分布来表 示。如图2-4所示，表示各个不同颜色 led的相对光谱能量分布曲线。一般而 言，led发出的光辐射，往往由许多不同波长的光所组成，而且不同波长的光 在其中所占的比例也不同。le

27、d辐射能量随着波长变化而不同，绘成一条分布 曲线相对光谱能量分布曲线。当此曲线确定之后，器件的有关主波长、纯度 等相关色度学参数亦随之而定。led的光谱分布与制备所用化合物半导体种类、 性质及pn结结构（外延层厚度、掺杂杂质）等有关，而与器件的几何形状、封 装方式无关。图2-4绘出几种由不同化合物半导体及掺杂制得 led光谱响应曲 线。图2-4 led光谱分布曲线其中：1 .蓝色ingan/gan发光二极管，发光谱峰 九p=460465nm2 .绿色led,发光谱峰 p p=550nm3 .红色的led,发光谱峰kp=680700nm4 .红外led,发光谱峰 儿p=910nm5 .硅光电二极

28、管2.3.4 led的峰值波长九p和光谱半波宽a九led相对光谱能量分布曲线的重要参数用峰值波长大p和光谱半波宽a九这两个参数表示。无论什么材料制成的led,都有一个相对光辐射最强处，与之相对应有一个波长，此波长为峰值波长，它由半导体材料的带隙宽度或发光中心 的能级位置决定。光谱半波宽a九定义为相对光谱能量分布曲线上，两个半极大 值强度处对应的波长差，如图2-5所示，它标志着光谱纯度，同时也可以用来衡 量半导体材料中对发光有贡献的能量状态离散度，led的发光光谱的半宽度一股为30-100nm,光谱宽度窄意味着单色性好，发光颜色鲜明，清晰可见22波长ax图2-5光谱半波宽a九2.4 led发光器

29、件色度学参数的测量 相关色度学参数有：1 .主波长d d(dominant wavelength)：任何一个颜色都可以看作为用某一个 光谱色按一定比例与一个参照光源(如 cie标准光源a、b、c等，能光源e, 标准照明体d65等)相混合而匹配出来的颜色，这个光谱色就是颜色的主波长。2 .cie 光谱三刺激值 x、y、z(spectral tristimulus values)： x、y、z 为颜 色的三刺激值，它们的数值表示了三原色匹配该颜色时相互之间的比例。3 .色度坐标x、v、z (chromaticity coordinates):三刺激色中的每一刺激值 与其总和之比。4 .纯度p(pu

30、rity)：样品颜色接近主波长光谱色的程度就表示该样品颜色的纯 度。5 .色温tc(color temperature)光源的光辐射所呈现的颜色与在某一温度下 黑体辐射的颜色相同时，称黑体的温度(tc)为光源的色温度。在光度学中对于 光”的定义，是相对于可见光而言，它所具有的波长范围在 380780nm之间。但是，这区间中，不同波长的辐射进入人眼的颜色感受不同， 例如，波长为700nm的led辐射所引起的感觉是红色，波长为 580nm的led 辐射引起的感觉是黄色，波长为 510nm的led辐射引起的感觉是绿色，波长为 450nm的led辐射引起的感觉是蓝色等等，表2-2列出了不同色觉的波长范

31、围。 所以，led光的颜色与进入人眼的光辐射的相对光谱能量分布有关，当进入到眼睛的光谱辐射波长发生改变或者它们的相对光谱能量分布发生改变时，人眼对光的颜色感受也随着发生变化。表2-2各种颜色光线的波长光色波长入(nm)代表波长红(red)780630700橙（orange）630600620黄（yellow）600570580绿（green）570500550青（cyan）500470500蓝（blue）470420470紫（violet）4203804202.4.1 cie标准色度学系统cie色度学系统是以色光三原色 rgb为准，以光源、物体反射和配色函数 计算出x、y、z刺激值，任何色彩都

32、可以由 rgb混色而成，再经过仪器测出 光谱辐射能量和反射率值，即可计算出 xyz三刺激值。由三色学说的原理，任 何一种颜色可以通过红、绿、蓝三原色按照不同比例混合来得到。可是，给定一 种颜色，采用怎样的三原色比例才可以复现出该色，以及这种比例是否唯一，是需要解决的问题，只有解决了这些问题，才能给出一个完整的用rgb来定义颜色的方案。2.4.2 颜色匹配实验把两个颜色调整到视觉相同的方法叫颜色匹配，颜色匹配实验是利用色光加色来实现的。在一块白色屏幕上，上方投射红 r、绿g、蓝b三原色光，下方为 待配色光c,三原色光照射白屏幕的上半部，待配色光照射白屏幕的下半部，白 屏幕上下两部分用一个黑挡屏隔

33、开，由白屏幕反射出来的光通过小孔抵达右方观 察者的眼内。人眼看到的视场范围在 2。左右，被分成两部分。在此实验装置上 可以进行一系列的颜色匹配实验。待配色光可以通过调节上方三原色的强度来混 合形成，当视场中的两部分色光相同时，此时认为待配色光的光色与三原色光的 混合光色达到色匹配。不同的待配色光达到匹配时三原色光亮度不同，可用颜色方程表示2324:c=r (r)+g (g)+b (b)(2-4)式中c表示待配色光；(r)、(g)、(b)代表产生混合色的红、绿、蓝三原色 的单位量；r、 g、 b分别为匹配待配色所需要的红、绿、蓝三原色的数量， 称为三刺激值；竺”表示视觉上相等，即颜色匹配。2.4

34、.3 cie-rgb光谱三刺激值国际照明委员会(cie)规定红、绿、蓝三原色的波长分别为700nm、546.1nm、435.8nm, cie-rgb光谱三刺激值是317位正常视觉者，用cie规定的红、绿、 蓝三原色光，对等能光谱色从 380nm到780nm所进行的专门性颜色混合匹配实 验得到的。1931年，cie给出了用等能标准三原色来匹配任意颜色的光谱三刺 激值曲线，如图2-6所示，这样的一个系统被称为 cie-rgb系统。图2-6 cie-rgb光谱三刺激值在上面的曲线中，曲线的一部分三刺激值是负数，这表明不可能靠混合红、 绿、蓝三种光来匹配对应的光，而只能在给定的光上叠加曲线中负值对应的

35、原色， 来匹配另两种原色的混合。对应于在公式（2-4）中的权值会有负值，由于实际 上不存在负的光谱强度，而且这种计算极不方便，不易理解，人们希望找出另外 一组原色，用于代替 cie-rgb系统，因此，1931年的cie-xyz系统利用三种 假想的标准原色x （红）、y （绿）、z （蓝），以便使我们能够得到的颜色匹配函 数的三刺激值都是正值。2.4.4 1931cie-xyz 系统根据cie推荐的红（r）、绿（g）、蓝（b）三原色的波长为 700nm、546.1nm、435.8nm,它彳门在1931cie- rgb系统和1931cie-xyz系统的坐标为：rgb系统色度坐标xyz系统色度坐标r

36、 g bx y z（r）1,0,00.7347, 0.2653, 0.0000（g）0,1,00.2737,0.7174,0.0089（b）0,0,10.1665,0.0089,0.8246对于光谱波长为人的颜色刺激，其r（l）、g（九）、b（£）色度坐标对x（九）、丫（九）、 z（九）色度坐标的转换关系为：x（九）=0.49000( ) 0.31000g( ) 0.20000b( )0.66697r( ) 1.13240g( ) 1.20063b( )(2-5)0.17697r() 0.81240g() 0.01063b()y( 1)=0.66697r() 1.13240g() 1

37、.20063b()z(')=0.00000r(，)o01000g0)o99000b(，) 0.66697 r () 1.13240 g() 1.20063b()用上式计算出1931ciergb系统中各波长的光谱在1931cie xyz系统 中的相应的色度坐标，并将各波长的普线的坐标点连接起来就成为1931cie-xyz系统色度图，如图2-7所示。图2-7 1931cie-xyz系统色度图在求得个光谱波长的x（?、）、y（九卜z（九）的基础上，应用公式（2-6）可以计 算出1931cie xyz色度系统中的光谱三刺激值 又九）、0）、三（£）为x()y()z()(2-6)xc&

38、quot;) " yf") 一封x(葡 + y(，) + z(九)=1由1931ciergb系统转换得到的x（q、y（k）、z（九）三条曲线称为“1931cie-xyz标准色度观察者光谱三刺激值"，如图2-8所示，这组曲线分别代表匹配 各波长等能光谱刺激所需要的红（x）、绿（y）、蓝（z）三原色的量。国际照明委员会 规定1931cie xyz系统的y（九）与人眼的光谱光效率函数 v（z）一致，即所以， 有：一 x()(2-7)x("iiyv(人) y(力=v(。z（）、 z（九）=. 、v（九） y（）0-, i360 400500600700波长(rw

39、n)600 83。51.5 也建惠川图2-8 1931cie xyz标准色度观察者光谱三刺激值2.4.5 cie色度坐标及主波长计算方法要确定led器件的发光颜色，可以用颜色的色度坐标及其主波长来描述。颜 色感觉是由于led光辐射源的光辐射作用于人眼的结果。 因此，颜色不仅取决于 光刺激，而且还取决于人眼的视觉特性，根据前面的论述，7（九）=v（人），如果已知器件的相对光谱能量p(八)分布函数，根据cie的规定，那么由它引起的cie 三刺激值x、y、z可以按下式计算，k为调整因数780_x=k p()x()d' 380780_y=kp(7u)y(2d九(2-8)380 780-z=k

40、p()z()d- 380在实际计算色度坐标x、y、z时，常用求和来代替式(2-8)的积分式： 780_x=k 工 p-a% 380780_y=k 工 p(k)y(z)九(2-9)?=380780_z=k 工 p(*jzg)九 ?= 380式(2-8)和式(2-9)中的x、y、z即为1931cie色度系统中的三刺激值。由 式(2-8)和式(2-9)计算得到x、y、z三刺激值后可求得led发光器件的色 度坐标为：xx=x+y+z(2-10)y y= x y z得到led发光器件的色度坐标，该发光体颜色的主波长不难获得。为了说 明生波长”的概念，从前面的定义得知，需要一个参照照明体。如图 2-9,在

41、色 度图中心的we点代表等能白光，它由三原色的各三分之一单位混合而成的，其 色度坐标为：xe = 0.3333, ye=0.3333, ze= 0.3333,可以把它当做参照照明体。 si代表某一实际颜色，连接 we和si并延长与光谱轨迹线相交于 d点，则九d 为si的主波长25。根据加混色定律，si可以用we和光谱波长为九d的光谱色相 混合而获得。图2-9 cie1931色度图在图2-9中九d = 565nm,称565nm为颜色si以we为参照照明体的主波长。由 于选择不同的参照照明体有不同的色度坐标，对不同的颜色有不同的主波长，所以，在说明主波长时应附注所对应的参照照明体。色度学中另一个重

42、要的参数是纯度，为了了解这个参数，首先必须了解色度 图。如图2-7,得到led光源在色度图上的色度坐标后，选定坐标值xe=0.3333, ye = 0.3333的点为等能白光点，如果某光源位于色度图的点f,其纯度定义为，自w向f作一直线，与单色光轴相交于 g,距离wf占总长wg的百分数即为 f的纯度，即wf “,、p=m100%(2-11)wg图2-7中f点的纯度为75%, g点的纯度为100%。2.4.6色温的概念当某辐射体与绝对黑体在可见光区域具有相同形状的光谱功率分布时的温度，称为该辐射体的色温。所谓黑体，是指能够完全吸收由任何方向入射的任何 波长的辐射的热辐射体。不同温度下，绝对黑体的

43、色度坐标见表2-3。将表2-3色度坐标画于色度图上，即得到图中的黑体迹线。当某一光源的色坐标(x, y)位于色度图上的黑体迹线时，就以黑体的绝对温度定义为该光源的色温2627。但是，有许多光源的色度坐标并不在黑体迹线上，就引出相关色温的概念，即在色度图上，和某一光源的色度坐标点相距最近的那个黑体的绝对温度就定义为该光 源的相关色温。表2-3绝对黑体的色度坐标t0 kxy5000.7210.27910000.6520.34515000.5860.39318000.5490.40820000.5260.41323000.4950.41550000.3450.35160000.3220.331700

44、00.3060.316100000.2800.288240000.2500.253o00.2400.2342.5 led发光器件的电参数的测量led发光器件相关电性参数：1 .正向电压vf(forward voltage):通过发光二极管的正向电流为确定值时，在 两极间产生的电压降。2 .反向电压vr(reverse voltage)：被测发光二极管器件通过的反向电流为确定 值时，在两极间所产生的电压降。3.反向电流lr(reverse current)：加在发光二极管两端的反向电压为确定值时， 流过发光二极管的电流。2.5.1 led的伏安特性led的i-v特性表征led芯片pn结制备性能主

45、要参数，led通常都具有 图2-10所示的较好的伏安特性。led的i-v特性具有非线性、整流性质：单向 导电性，即外加正偏压表现低接触电阻，反之为高接触电阻2829。1 .正向截止区：(图oa或oa段)a点对于vo为开启电压，当v<va,外加电 场尚未克服不少因载流子扩散而形成势垒电场， 此时电阻很大；开启电压对于不 同 led 其值不同，gaas 为 1v,红色 gaasp 为 1.2v, gap为 1.8v, gan 为 2.5v。2 .正向工作区：电流if与外加电压呈指数关系，is为反向饱和电流。v>0时, v>vf的正向工作区if随vf指数上升。3 .反向截止区：v&

46、lt;0时pn结加反偏压，v=-vr时，gan反向漏电流ir(v=-5v) 为 10uao4 .反向击穿区v<-vr, vr称为反向电压；vr电压对应ir为反向漏电流。当 反向偏压一直增加使v<-vr时，则出现ir突然增加而出现击穿现象。由于所用 化合物材料种类不同，各种led的反向击穿电压vr也不同。d焊接在铝基板之上，铝基板再结合于散热器上，使用热量能够及时快速的 散去，保证led芯片温度低于led允许结温，从而保证led节能灯的真实有 效寿命。这类led灯价格高，质量好，也是led节能灯的发展方向。一个好的led节能灯，应该由四部分组成：优质的 led芯片，包流隔离电 源，相

47、对灯具功率的合适的散热器，光扩散效果柔和不见点光源的灯罩。4、二、 led照明灯具基本知识1、主要led照明灯具类型1 .居家照明灯具的配置及要求：客厅：主灯、led筒灯、led天花射灯、led照画灯、led壁灯、led落地灯、 led台灯、led轮廓灯led室内照明灯具图片餐厅：led餐吊灯led、照画灯、led吧台灯卧室：led卧房灯、led壁灯、led镜前灯、led床头柜台灯、led小夜灯书房：led吊灯、led吸顶灯、led工作台灯儿童房：led卧房灯、led吊线灯、led壁灯、led台灯、led护眼台灯、led 小夜灯卫生问：led防水壁灯、led防水顶灯、led镜前灯、led小夜灯

48、厨房：led厨房吸顶灯、led厨柜灯阳台：led吸顶灯2 .商场led照明和酒店led照明：led筒灯、led射灯led调光灯led地灯led日光灯led吸顶灯、led 吊灯led床头灯、led落地灯、led台灯、led壁灯、led夜间灯3,娱乐场所、办公照明led射及7、led灯杯、led大花灯、led筒灯、led日光灯、led吸顶 灯、led壁灯62、led节能灯优劣鉴别led节能灯因其具有节电效果明显、使用寿命长，无频闪效应、无噪声、光 线柔和工作电压范围宽等特点而日益受到消费者的欢迎。但是目前市场上的led节能灯很多，质量良莠不齐。如何在灯具店琳琅满目的节能灯中选购自己满意的 产品呢？

49、通过 五看”可鉴别节能灯的优劣，介绍如下。一看包装和商标国家强制要求led灯具生产厂家产品在外包装上标出以下内容：额定电压、 电压范围、额定功率、额定频率。一般说来，优质产品的商标印刷质量好，字体 清晰，不易脱落，用软湿布擦拭，标志清晰可辨，不易擦掉，有生产厂家的商标 及相关认证标志。伪劣产品印刷质量差，字体模糊，易擦除，无生产厂家的商标 及相关认证标志。二看led灯管外观真正的led节能灯，是用三基色管，管白，用手遮住看，更白。另外，从 灯管上看，可把多只灯放在一起比较，灯管形状和尺寸一致性较好的多为机器弯 折成型，多是大规模生产的产品。产品的一致性好，质量较容易得到保证，维修 时的互换性较

50、佳。当然，外观上还不能有裂缝、松动和接口间被撬过的痕迹。在 安装、拆卸过程中，灯头不应有松动，歪头现象。灯的塑料壳必须选那种工程塑料阻燃型的。普通塑料易变形且易燃，是禁止 用于节能灯生产的。从表面上可简单判别二者，后者表面较光滑，有光泽，前者 表面有类似磨沙玻璃的质感。三看工作时的温度led节能灯在正常工作状态下，其温升应很低。否则， led节能灯寿命很 短。同时，节能灯点亮时，有很快的闪动，要么很刺眼波动，都说明该节能灯存 在质量问题。四看启动性能led节能灯启动有两个特性：一是温度越高启动越容易；二是灯关掉，不会 闪。另外，值得一提的是，不少led节能灯一开很暗，这对灯泡寿命不利，led

51、节能灯应在其内部设有电源电路和 pcb板子。五看干扰情况在我国，电磁兼容性已是电器必须通过的项目，然而，此项目检测很复杂，用户 购灯时一看包装上是否有通过国家电磁兼容性测试的标志，二是带一个中短波收 音机，当灯工作时，把收音机置于附近，收音要中短波无电台处发出的噪音越低， 被测灯的电磁兼容性就越好 中山地区的工厂价格每瓦普遍在 5-7元左右（超过7 w后），指的是光源类产品，灯具类的（就是带外壳的如豆胆灯、导轨灯等） 额外在15-35元。中高档的每瓦在10-15元左右，其它基本同上。出口到欧美这些国家的产品符合 相关品质要求的都要15-20元每瓦。如果你的灯珠不是用边角料的蕊片、国产的环氧树脂

52、、荧光粉也不管是啥能激发就行等等的话，加上恒源隔离电源（进口的电容等元器件，光电源就要 15-30 元），成本最少也要10元每瓦左右，具体可能上高工 led精品商城参照一下。 外加利润、工厂的营运（真正有名有姓有牌照的工厂，如果不是这样的工厂，说 关门就关门，质保就一点保障都没了）。你可以上高工led精品商城看一看，厂家直销，品种最全，价格最低，都国内 品牌led大厂，质保方面可以完全放心。11评论（1）2012-01-07 21:51 jmjlygq | 三级原则上按 w数计量.旧年是20元/w.现在是10元/w左右.但要看是什么 灯泡.5mm灯珠最低，3528帖片适中.5050帖片比较高，

53、大功率心片最高（蕊 格大少不同，又要分单金线和双金线.有的还是用铜线的）价格比较难定.要全 面了解后才能定位.不是一两句话可以说得清楚的.中山地区的工厂价格每瓦普遍在 5-7元左右（超过7w后），指的是光源类产品，灯具类的（就是带外壳的如豆胆灯、导轨灯等）额外在 15-35元。中高档的每瓦在10-15元左右，其它基本同上。出口到欧美这些国家的产品符合相关品质要求的都要15-20元每瓦。如果你的灯珠不是用边角料的蕊片、国产的环氧树脂、荧光粉也不管是啥能激发就行等等的话，加上恒源隔离电源（进口的电容等元器件，光电源就要15-30 元），成本最少也要10元每瓦左右，具体可能上高工 led精品商城参照

54、一下。外加利润、工厂的营运（真正有名有姓有牌照的工厂，如果不是这样的工厂，说关门就关门，质保就一点保障都没了）。你可以上高工led精品商城看一看，厂家直销，品种最全，价格最低，都国内 品牌led大厂，质保方面可以完全放心。1|评论2012-01-07 21:51 jmjlygq | 三级原则上按w数计量.旧年是20元/w.现在是10元/w左右.但要看是什么灯泡.5mm灯珠最低，3528帖片适中.5050帖片比较高，大功率心片最高（蕊片大少不同，又要分单金线和双金线.有的还是用铜线的）价格比较难定.要全面了解后才能定位.不是一两句话可以说得清楚的.光源种类对比种类' 、白炽灯节能灯led

55、灯灯支数量10支/户10支/户1。支/户灯支功率24w10w3,总功率240w1001130w每天用时7小时7小时7小附每年耗电事614度256度77度生活电价0 85e/b0. 8元/度。.8元/度每年电费491元205元62元led灯相对省电费用429元143元玛修.光源种类 对比种类白炽灯节能灯led灯灯支数量50支/户50支/户50支/户灯支功率24iv10w3w忠功翠12c0w500w15ow督天用时建小时12小时也卜时每年耗电信527 7厦2190ft664度商业电价l2元/度lz元/度1.2元/度每年电费b3327c2628 元7酊元l印灯相对省电费用5535元mix以精明商人的头脑 iedq是最明智的选择3 led灯常见问题的处理1、led运行一会变暗，是流经 开关电源引线的电流过大所致，可检查一下 引线的电流总和是否超过开关 电源输出的电流值。如是，应更换电源引线。2、led刚通电时很亮，过一段时间后突然不亮了或亮度衰减，可检查开关 电源是否是12v的led错用成了 24v的。3、如果没有问题，则检查开关电源的输入电压是否为220v若led亮度偏高或者偏低：则检查开关电源的输入电压和输出电压是否正常。如电压超高， 会导致led烧坏；若电压偏