LED产品基础介绍.

1、X X XttJ J一.LED行三.人五.LED应用范围六.LED使用注意事项他di82COMPANY CONFIDENTIAL 1住愛代LED产品基础介绍制作：胡敬明一、LED行业之现状与前景一、LED行业之现状与前景据悉，未来10年全球LED照明市场将有高 达逾10万亿元的商机。然而，即使在LED产业 最为聚集的深圳在LED照明应用领域，深圳本 土企业还没有大规模使用LED照明， 许多领域 使用LED照明尚属空白。即便如此，在2010年 举行的深圳国际照明展上，参展商在向客商介 绍LED新严品。这些都基于深圳LED产业的飞速 发展：声业规模增长速度年均超过30%。一、LED行业之现状与前景

2、而与之密切相关的是LED行业扩大市场遇技术瓶颈，一切都是达不到照明市场需求的LED技术惹得祸。成本.散热、光衰.显色等技术 瓶颈都是困扰。现阶段LED成本高昂是不争的 事实，高昂的成本是LED进入家居照明市场的国的芯片又基本靠美国.日本.德国、韩国等 国和台湾省进口，致使LED灯具价格居高不下。最大障一、LED行业之现状与前景综述，产业尚不成熟，目前处于起步阶段； 机遇与挑战并存。 1, LED介绍：所谓LED,就是发光二极管(1 ight emitting diode),顾名思文发光 二极管是一种可以将电能转化为光能的电子 器件，具有二极管的特性，基禾结构为一块 电致发光的半导体模块，封装玉

3、环氧树脂中, 通过针脚作为正负极并起到支撑作用。 工作 原理，发光二极管的结构主要由PN结芯片. 电极和免学系统组点，当在电极上加上正向 偏压之后，使电子和空穴分别注入P区和N区, 当非平衡少数载流子与多数载流子复合时， 就会以辐射光子的形式将多余能量转化为光 能。二、LED介绍与分类其发光过程包括三个部分：正向偏压下的载流子 注入.复合辐射和光能传输。在LED的两端加上 正向电压。电流从LED的阳极流向阴极时，半导 体晶体就发出光线，可以通过改变电流调节光的 强度。2, LED芯片的分类：LED产品的分类方式很多， 这里介绍几种比较典型的分类方式。二、LED介绍与分类8LED根据封装方式，发

4、光管出光角度，发光管结 构，发光强度和工作电流，芯片材料，功能几种 不同分类方法。1,按封装方式：一种是SMD（贴片），一种是DIP（插件）两种，目前主流市场是釆用SMD贴片方式芯片。2,按照发光管的出光面特征：扌艮据发光管出光 面特征的不同，可分为圆灯，方灯，矩形，面 发光，侧向管，表面安装用微型管等LED介绍与分类圆形灯按照直径又可分巾2mm,巾4. 4mm,4）5mm,巾8mm,巾10mm,巾2 0mm等由半值角大小可以估计圆形发光强度角分布 情况。从发光强度角分布图来分又三类：（1）高指向性。一般为尖头环氧封装，或是带 金属反射腔封装，且不加散射剂。半值角为5 -20。或更小。具有;高

5、的指向性。可作局 部照明光源用。二、LED介绍与分类10(2)标准型。通常作指示灯用。其半值角为20 -45(3)散射型。这是视角较大的指示灯。其半值 角为45。-90或更大。散射剂的量较大。根据发光二极管的结构，可分为全环 弧饌底座环氧封装，陶瓷底座环氧封二、LED介绍与分类4,才艮据发光强度和工作电流分类根据发光强度和工作电流，可分为普通亮度的LED(发光强度)100mcd一般LED的工作电流在十 几mA至几十mA。而低电流的LED的工作电流在2mA以下。5,如照功率分类小功率LED(O. 04-0. 08W),中功率LED(0. 5-1W),大功率LED ( 1-500W)随着技术的不断

6、进 步，大功率的LED集成度越来越高。3,根据发光二极管的结构分类三、LED主要性能指标12LED性能指标是整个LED的核心部分，只有了 解它的性能指标，才能深度了解LED,对以后产 品的开发和销售也能得心应手，这些也是进入LED行业必须了解的东西(1 ) LED的颜色：LED的颜色是一个很重要的 一项指标，是毎一个LED相关灯具产品必须标 明，目前LED的颜色主要有红色，绿色，蓝色， 青色，黄色，白色，暖白，琥珀色等其它颜色, 在我们设计和接单的时候这些参数务必确认清 楚。(2 ) LED的电流：LED的正向额定电流(IF)多在20mA,而LED的光衰与电流有着密切的关 系LED的发光强度仅

7、在一定范围内与IF成正比, 当IF20mA时， 亮度的增强已经无法用肉眼分 辨出来，因此LED的工作电流一般选在17-19mA左右比较合理。前面所针对是普通小功率LED(004-008W)之间的LED而言，但有些食人 鱼LED除外(有些在40mA左右的额定值)。随 着技术的不断发展，大功率的LED也不断出现 如0. 5WLED(IF=150mA), 1W LED (IF=300mA)还有其它更多的规格，不介绍。LED三、LED主要性能指标14(3 ) LED的电压：我们通常所说的LED的正向电 压，就是说LED的正极接电源正极，负极接电 源负极，电压与颜色有关系，红，黄，黄绿 的电压是1.8-

8、2.4V之间。白，蓝，翠绿的电 压是3. 0-3. 6V之间，可能同样一批LED的电压 会有一些差异，要根据厂家提供的为准。在 外界温度升高时，VF将会下降。(4 ) LED的反向电压VRm：所允许加的最大反向 电压。超过此值，发光二极管可能被击穿损 坏。13三、LED主要性能指标(5 ) LED的色温：以绝对温度K来表示，即将一 标准黑体加热，温度升高到一定程度是颜色开 始由深红.浅红、橙黄、白.蓝，逐渐改变， 某光源与黑体的颜色相同时，我们将黑体当时 的绝对温度成为该光源之色温光源的色温不同, 光色也不同，色温在3000K以下有温暖的感觉，色温在3000K-5000K为中间色温；有爽快的感

9、 觉；色温在5000K以上有偏冷的感觉三、LED主要性能指标16(6 )发光强度(INTENSITY ):单位坎德拉，即cd。光源在给定方向的单位立体角中发射的光 通量定义为光源 在该方向的光强。发光强度 是针对点光源而言的，或者发光体的大小与照 射距离相比比较小的场合。这个数据是表明发 光体在空间发射的会聚能力的，可以说，发光 强度就是描述了光源到底有多亮，因为它是光 功率与会聚能力的一个共同描述。发光强度越 大，光源就越亮。( 7 ) LED光通量(F luminance ):单位流明， 即lm。光源在单位时间内发射出的光量称为光源 :的光通量。同样，三、LED主要性能指标三、LED主要性

10、能指标17这个量是对光源而言，是描述 光源发光总量的大小，与光功率等价。光源的光 通量越大，则越亮。对于各向同性的光。贝UF=4nlo也就是说，若光源的I为led,则总光 :通量为4TT=12. 561me与力学的单位比较，光通:量相当于压力，而发光强度相当于压强。18要想被照射点看起来更亮，我们不仅要提高光 通量，而且要增大汇聚的手段，实际上就是减 小面积，这样才能得到更大的强度。8 ） LED光照度（E LUX）:单位勒克斯即lx。11m的光通量均匀分布在Im?的表面上所产生 的光照度。9）显色性：光源对物体本身颜色呈现的程度称为显色性， 也就是颜色逼真的程度；光源的显色性是由显 色指数来

11、表明。17三、LED主要性能指标它表示物体在逛下颜色比基准光（太阳光）照明 时颜色的偏离，能比较全面反映光源的颜色特 性，显色性高的光源对颜色表现较好，我们所见 到的颜色也就接近自然色。显色性低的光源对颜 色表现较差，我们所见到的颜色偏差也较大，CIE把太阳的显色指数定位100,各类光源的 显色指数各不相同， 如： 高压钠灯Ra=23,荧光 灯管显色指数Ra=60-90o显色指数分两种：LED三、LED主要性能指标20忠实显色：能正确表现物质本来的颜色使用显色 指数高的光源，其数值接近100,显色性最好。 效果显色：要鲜明地强调特定色彩，表现美的生 活可以利用加色法来加强显色效果。(10)眩光

12、：视野内有亮度极高的物体或强烈亮 度对比，则可以造成视觉不舒适称为眩光，眩光 是影响照明质量的重要因素。19三、LED主要,性能指标(11) LED的使用寿LED在一般使用说明中，都是可以使用50000小时以上，还有一些生产厂商宣称其LED可运 作100000H左右。这方面主要的问题是，LED并 不是简单的不再运作而已，它的额定使用寿命 不能用传统灯具的衡量方法来计算。实际上，在测试LED使用寿命时，会有人一直呆在旁边 奪着它停止运作。不过，还是有其他方法来测 算LED的使用寿命。J J J二二二一二二二J J J二二二二-二二22三、LED主要性能指标LED之所以持久，是因为它不会产生灯丝熔

13、 断的问题。LED不会直接停止运作，但它会随 着时间的流逝而逐渐退化。 有预测表明， 高质 量LED在经过50000小时的持续运作， 还能维持 初始灯管亮度的60%以上。假定LED以达到其额 定的使用寿命，实际上它可能还在发光，只不 过灯光非常微弱罢了。要想延长LED的使用寿命,就有必要降低或完全驱散LED芯片产生的热能。热能是LED止运作的主要原因。21三、LED主要性能指标12） LED的发光角度（与前面所讲解的LED出光 面特征相同）：二极管发光角度也就是其光线 散射角度，主要靠二极管生产时加散射剂来控 制，有三类：a）高扌嘉性。一般为尖头环氧封装，或是带 金属反射腔封装，且不加散射剂。

14、半值角为5 -20或更小。具有很高的指向性。可作局 部照明光源用。b）标准型。通常作指示灯用。其半值角为20 -45c）散射型。这是视角较大的指示灯。其半值 角为45。-90或更大。散射剂的量较大。24如果把LED产品比喻成整个人，那么LED是整个LED产品的灵魂，驱动电路就是产品的身体， 在LED的质量上面其着至关重要的作用，既然 驱动这么重要，那么什么是LED驱动？ LED驱动通常分为三种：( 1 )：阻限流驱动：就是简单的LED回路中串 接电阻，通过调节电阻阻值可以改变LED的驱 动电流电阻阻值R=(电源电压-LED电压)/要设定的LED电流23(2)恒流驱动：顾名思义就是保持LED的电

15、流一 直不变，让LED在恒定的电流条件下工作要想 提高LED的发光效率和稳定度，减小LED的光衰, 恒流驱动是最好选择，大功率LED能工作必不 可少的条件，好的驱动电路还能随时保护LED。(3)恒压驱动：就是保持LED两端的电压不变， 因为每一种颜色的LED的电压都不一样所以很 少用恒压的方式来驱动LED。大家有一定的了 解就好，不再赘述LED驱动方式LED驱动方式五、LED应用范围26在上面我们对LED进行了 一个全面的详细的介 绍，那我们下面就来学习一下LED到底用在什 么地方，LED的应用很广，包括通讯.消费电 子、汽车、照明.信号灯等，可大体区分为背 光源.照明.电子设备.显示屏.汽车

16、等五大 领域。我们随时都可见，例如：马路上的监控 器闪光灯，繁华商业区的LED大屏幕。我们现在对它的应用进行一个全面的分类：五、LED应用范围1汽车部分：以汽车内装使用包括了仪表板 音箱等指示灯，及汽车外部（第三刹车灯、左 右尾灯.方向灯等）。目箭欧洲系列车种包括 奥迪.宝马等品牌全系列采用高亮度LED在车 厂中，丰田汽车也率先将仪表板的背光板换成 高亮度的LED其它各车厂新车，也在陆续采用, 若再加上前后车灯， 刹车灯， 交通标志等。与 交通有关的市场，商机非常庞大。仅在交通标 志市场方面。全球约有2000万座交通标志灯，若毎年更新200万座，商机可延续十年。25五、LED应用范围282,背

17、光源部分：主要是电脑，电视，手机，PDA等消费电子产品，目前电视，LED电视已经 风靡全球，供不应求，LED电视取代传统采用CCFL的电视只是时间早晚的问题。手机背光源 方面。是SMD型产品应用的最大市场，手机背 光模组一般都是采用LED模块，极少仍使用CCFL背光模块。以往彩屏手机是极高端产品， 不过今年主要零件价格下滑，使得彩屏手机和 单色手机价格差距缩小，加工厂商的大力促销， 手机的换型潮悄然发生。273,显示屏：LED显示屏作为一种新兴的显示 媒体，随着大规模集成电路和计算机技术的高 速发展，得到了飞速发展，它与传统的显示媒 体多彩霓虹灯，像耒电视增，四磁翻菽 相比较，以其亮度高，动态

18、影像显示效果好，故障地，能耗少，使用寿命长，显示内容多样, 显示方式丰富，性能价格比较高等优势，已广 泛应用于各行各业。五、LED应用范围五.LED应用范围304,电子设备与照明：LED以其功耗低，体积 小，寿命长优势，已成为各种电子设备指示灯 的首选，目前几乎所有的电子设备都有LED的 写影。普通照明领域可简单分两类：室内和室 夕卜：室开有路灯景观照明；室内照明有包含有 工厂办公照明和家具照明。5,特殊工作照明和军事运用：由于LED光源 具有抗震性，耐候性，密封性好，以及热辐射 低，体积小，便于携带等特点，可广泛应用于 防爆，野外作业，矿山，军事设施等特殊工作 场所或恶劣工作环境之中6,装饰

19、：可广泛应用在发光立体字；建筑景 观外发光体：高架，高楼，公路，桥梁，地标, 标志性建筑发光元；广告立体字，标志，标识, 指示光源；商业空间，机场，建筑工程，地铁, 医院，饭店，百货商场，广场，餐馆，PUB灯 光；汽车，运输，轮船，宣传指示警示光源； 通信，滑鼠，传输应用光源等等r五、LED应用范围29八、巨LED使用注意事项32 LED有着独特的优势，但LED是属于一种脆弱性 的半导体产品，所以我们在使用LED产品的时 候要格外小心，现在在这里将LED的使用需要 注意的事项供给大家学习，在使用的时候请给 予董就：(1)应使用直流电源供电有些生产厂家为降低产品成本釆用阻隆压方式 给LED产品供

20、电，这样会直接影响LED产品的寿 命，采用专用的开关电源(最好釆用恒流源) 给LED产品供电，这样就不会影响产品的正常 使用寿命，但产品成本较高。( 2 )需要做好防静电措施，如：工作台要接地，工人要穿防静电服，带静电环，以及带防 静电手套等，有条件的可以安装静电离子风机, 同事也要保证车间的湿度在65%左右，以免空 气过于干燥产生静电，尤其是绿色LED相对而 言更容易被静电损坏。另外不同质量档次的LED抗静电能力也不一样，质量档次高的LED抗静电能力要强一些。LED使用注意事项31八、LED使用注意事项34可能有些朋友对静电不是很了解，这里详细介 绍静电的知识：静电的实质是存在的剩余电荷。

21、电荷是所有的有关静电现象本质方面的物理量,ESD( Electro-Static discharge )。电位、 电场.电流等有关的量都是由于电荷的存在或 电荷的移动而产生的物理量。很多静电问题都 是人们没有ESD意识而造成的，即使现在也有 很多人怀疑ESD会对电子产品造成损坏。这是 因为大多数ESD损坏发生在人的感觉以下。因为人们对静电放电的感觉电压约为3KV。而 许多电子元件在几百伏甚至几十伏时就会损坏。 通常电子器件被ESD损坏后没有，明显的界限。 把元件安装在PCB上以后再检测，结果出现很 多问题，分析也相当困难。特别是潜在损坏， 即使使用精密仪器也很难测出其性能有明显变 化。所以很多

22、电子工程师和设计人员对ESD很 头疼。近年有实验验证，这种潜在损坏在一定 时间以后，电子产品的可靠性明显下降。r二一二二E i二二二二二亠一|二二二33LED使用注意事项八、八、LED使用注意事项36( 3 ) LED的温度：注意温度升高会使LED的内 阻变小，当外界环境温度升高后，LED光源内 阻会减小，使用稳压电源供电会造成LED工作 电流升高，当超过其额定工作电流后，会严重 影响LED的使用寿命，更有甚者将使LED光源烧 坏， 因此最好选用恒流源供电，以保证LED的 电流不受外界温度的影响。LED温度也是影响LED寿命的最重要的因素。( 4 ) LED的包装：LED产品属于极脆弱电子元

23、件，需要枝用防潮和防静电包装。35 ( 5 ) LED的电流不能超过LED的IF电流：，过 流的工作会使LED寿侖很快下降，如果超出过来, 就会马上把LED烧坏.LED使用注意事项(6)LED折脚注意：LED在弯脚或折脚时请不要离胶体太近，应与胶体保持2mm以上的距离，否则会使LED胶体里面支架与金线分离,管脚在同一处的折叠次数不能超过三次，管脚弯成90。 ，再回到原位置为1次.(7)焊接温度：焊接温度在260C左右，时间控制在5S以内，焊接点离胶体底部在2.5mm以上,电烙铁一定要接地绝对不充许带电焊接LED.七、LED产品的优势38 K节能：LED的光谱几乎集中于可见光 谱段，其发光效率可达80-90%,将LED与 普通白炽灯.螺旋节能灯及T5三基色荧 光灯做比较，结