《LED的基础知识》课件

一、LED的基础知识第一页，共四十一页。什么是发光二极管（LED）？发光二极管是由数层很薄的搀杂半导体材料制成，一层带过量的电子，另一层因缺乏电子而形成带正电的“空穴”，当有电流通过时，电子和空穴相互结合并释放出能量，从而辐射出光芒。第二页，共四十一页。LED的结构第三页，共四十一页。LED电学指标正向工作电流IF（mA）额定工作电流IF（mA）：LED在理想的线性工作区域，在此电流下可安全地维持正常的工作状态；最小工作电流IFL（mA）：LED在小于此电流工作时，由于超出理想的线性工作区域，将无法保证LED的正常工作状态。最大容许正向电流IFH（mA）：LED最大可承受的正向工作电流，在此电流下，LED仍可正常工作，但发热量剧增，LED的使用寿命将大大缩短；最大容许正向脉冲电流IFP（mA）：LED最大可承受的一定占空比的正向脉冲电流的高度第四页，共四十一页。LED电学指标

正向压降VF（V）由LED本身固有的I~V特性曲线决定，在IF条件下所对应的VF数值。二元、三元、四元晶片的LED的VF：1.7~2.5VGaN类晶片的LED的VF：2.7~4.0V第五页，共四十一页。LED电学指标耗散功率PD（W）：PD=IF·VF最大容许耗散功率PDH=IFH·VFH反向电流IR（μA）：LED在一定的反向偏压（通常取VR=5V）下的反向漏电流。反向电压VR（V）：LED在指定反向电流下所对应的反向电压。第六页，共四十一页。LED重要照明术语

光是电磁波辐射到人的眼睛，经视觉神经转换为光线，即能被肉眼看见的那部份光谱。这类射线的波长范围在360到830nm之间，仅仅是电磁辐射光谱非常小的一部份。光线和辐射第七页，共四十一页。LED重要照明术语光通量Φ

光源发射并被人的眼睛接收的能量之总和即为光通量（Φ）单位：流明[lm]第八页，共四十一页。LED重要照明术语单位：勒克司[lx]照度（E）是光通量与被照射面积之间的比例系数。1lx即指1lm的光通量平均分布在面积lm2平面上的明亮度。照度E第九页，共四十一页。LED重要照明术语单位：坎德拉/平方米[cd/m2]辉度（L）是表示眼睛从某一方向所看到物体反射光的强度。辉度L第十页，共四十一页。LED重要照明术语光效——单位：流明每瓦[lm/W]

光效是指电能转换成光能的效率。色温——单位：开尔文[K]

当光源所发出的颜色与“黑体”在某一温度下辐射的颜色相同时，“黑体”的温度就称为该光源的色温。“黑体”的温度越高，光谱中蓝色的成份则越多，而红色的成份则越少。例如，白炽灯的光色是暖白色，其色温表示为2700K，而日光色荧光灯的色温表示方法则是6000K。光效与色温第十一页，共四十一页。LED重要照明术语光源对于物体颜色呈现的程度称为显色性。通常叫做"显色指数"（Ra）显色性是指事物的真实颜色（其自身的色泽）与某一标准光源下所显示的颜色关系。Ra值的确定，是将DIN6169标准中定义的8种测试颜色在标准光源和被测试光源下做比较，色差越小则表明被测光源颜色的显色性越好。Ra值为100的光源表示，事物在其灯光下显示出来的颜色与在标准光源下一致。显色性第十二页，共四十一页。LED重要照明术语灯具效率(也叫光输出系数)是衡量灯具利用能量效率的重要标准，它是灯具输出的光能量与灯具内光源输出的光能量之间的比例。灯具效率第十三页，共四十一页。LED重要照明术语1.光度

——光源在某一方向上的单位投影面在单位立体角中反射光的数量，称为光源在某一方向的光亮度，符号为L，L=di/ds单位为cd/㎡（坎德拉每平方米）。2.眩度——视野内有亮度极高的物体或强烈的亮度对比，则可以造成视觉不舒适称为眩光。眩光可以分为视能眩光和不舒适眩光。眩光是影响照明质量的重要因素。亮度与眩光

第十四页，共四十一页。LED重要照明术语功率因素——电路中有用功率与实际功率之间的比值。功率因数低，则电流中的谐波含量越高，对电网产生污染，破坏电网的平衡度，无功损耗增加平均寿命——也就是额定寿命，是指点亮批量灯完好率为50%的小时数功率因素与平均寿命第十五页，共四十一页。LED重要照明术语光束角——射灯发射光的空间分布，以中心最强，向四周逐渐减弱到中心光强50%强度的圆锥角为光束角。三基色——红、绿、蓝（稀土元素在紫外线照射下呈现的三种颜色）。

频闪效应——电感式荧光灯随电压电流周期性变化，光通量也周期性的产生强弱变化，使人产生不舒适的感觉，称为频闪效应。光束角、三基色、频闪效应亮度第十六页，共四十一页。二、LED照明的发展过程1965年世界上的第一只商用化LED诞生，用锗制成，单价45美元，为红光LED，发光效率0.1lm/w1968年利用半导体搀杂工艺使GaAsP材料的LED的发光效率达到1lm/w,并且能够发出红光、橙光和黄光1971年出现GaP材料的绿光LED，发光效率也达到1lm/w第十七页，共四十一页。LED照明的发展过程80年代，重大技术突破，开发出AlGaAs材料的LED，发光效率达到10lm/w1990年到2001年，AlInGaP的高亮度LED成熟，发光效率达到40—50lm/w1990年基于SiC材料的蓝光LED出现，发光效率为0.04lm/w90年代中期出现以蓝宝石为衬底的GaN蓝光LED，到目前仍然为该技术第十八页，共四十一页。三、LED的发展与应用前景及相关政策LED照明将是未来的一个海量增长市场。与现有的白炽灯、荧光灯、节能灯、卤素灯和高压钠灯相比，LED光源具有6大明显的优点，包括：使用寿命长(使用寿命可达5万到10万小时，比传统光源寿命长10倍以上)、节能省电(相同照明效果比传统光源节能80%以上)、应用简单方便、使用成本低、坚固和环保(无辐射，废弃物可回收，不含汞元素)，这使得它在讲究节能环保的当今经济形势下成为了一个非常吸引人的选择第十九页，共四十一页。LED的发展前景——能耗方面

美国能源部指出：照明所消耗的能量占到了美国年发电量的22%。LED照明的广泛使用将使此项能耗下降50%。如果客观地考虑到这一点，那么到2027年，LED照明所实现的年度能耗削减量将相当于5亿桶石油，同时还减少了二氧化碳的排放量。

第二十页，共四十一页。LED的发展前景——照明市场方面

LED绿色照明灯具的海量市场和持续稳定的增长需求将掀起集成电路行业继VCD、DVD、手机、MP3之后的消费电子市场的又一场超级海啸！市场研究公司iSuppli也预测，LED照明市场将从2009年的70亿美元增长到2011年的90亿美元，其中超高亮度LED照明市场是增长率最快的细分市场。这预示著未来几年里大屏幕LCDHDTV的背光照明、高速公路照明、重要道路照明、以及建筑工地照明市场将得到快速发展。第二十一页，共四十一页。LED的发展前景——价格角度

目前LED的价格是其进入大众消费市场的主要障碍，但LED的成本最近下降得非常快。以1WLED光源为例，2008年春的价格是2006年春的价格三分之一，2009年春已降至2006年的四分之一。Polybrite公司(一家LED照明产品领先供应商)也表示，在过去的12个月里，个别白光LED的价格已经从8美元降至1.50美元。并预测在2009年，用LED替换白炽灯泡的价位将为消费者所接受第二十二页，共四十一页。LED的发展前景——应用的角度

小于25W的LED照明应用将逐渐渗透到便携式手持产品(如PMP和MID)、阅读台灯、餐灯、床头灯、标志灯、标识灯、装饰灯、格栅灯、汽车尾灯、汽车近光灯、汽车转弯灯、甚至汽车信息娱乐显示器。25W-100W的LED照明应用可在汽车前照灯、办公室照明和建筑照明用途中找到用武之地。100W以上的LED照明应用将在大屏幕LCD-TV、高速公路、大型广场、电视墙和工业照明中得到广泛普及。

第二十三页，共四十一页。LED发展的相关政策

统筹规划，促进产业健康有序发展

各级发展改革、经贸、科技、工业和信息化、财政、住房城乡建设、质检等主管部门要按照职责分工，各司其职，加强协调，形成合力，积极推进半导体照明节能产业健康有序发展。加强对半导体照明节能产业发展的指导，严格落实国家产业政策和项目管理规定，科学规划，合理布局，避免盲目扩张和低水平重复建设，不断提高产业集中度，推动区域产业专业化、特色化、集群化发展。加强城市道路照明、景观照明新建和改建工程的论证工作，统一规划设计，避免盲目拆换和过度亮化。第二十四页，共四十一页。LED发展的相关政策目前市场情况来看，很多地方政府部分，国企事业单位把LED灯具做为节能改造的首选，为推动LED产业的发展作了榜样。国家发改委上个月发布了《半导体照明节能产业发展意见》，鼓励国产装备，建立国产装备的风险补偿机制，支持关键设备国产化，并明确了半导体照明节能产业发展的“六年计划”。第二十五页，共四十一页。LED发展的相关政策稳步提升半导体照明产业发展水平国家发展改革委、财政部、科技部、工业和信息化部、住房城乡建设部等部门以及地方政府要加大投入，积极引导社会投资，重点支持有一定规模和技术实力，特别是拥有自主知识产权的企业，通过技术改造扩大生产规模，提升核心竞争力和产业化水平。组织实施半导体照明试点示范工程，通过中央预算内投资支持一批示范项目，包括道路、工矿企业、商厦和家庭等功能性照明的新建和改造，并加强监督和评估。支持优势企业兼并重组，提高产业集中度和规模化水平，培育形成一批龙头企业和知名品牌。第二十六页，共四十一页。LED发展的相关政策积极推动半导体照明标准制定、产品检测和节能认证工作国家质检总局、国家发展改革委、财政部、工业和信息化部、科技部、住房城乡建设部要加强半导体照明产品相关基础标准、产品标准和测试方法标准的研究，加大检测设备投入，提高国家级检测机构对半导体照明产品的检验和测试能力。尽快制定出台重点支持和推广半导体照明产品的技术规范。研究建立半导体照明标准体系，逐步出台产品的检测标准、安全标准、性能标准和能效标准，积极参与国际标准制定。针对不同的半导体照明产品分重点、有步骤地研究开展节能认证工作。第二十七页，共四十一页。LED发展的相关政策

积极实施促进半导体照明节能产业发展的鼓励政策各级财税、发展改革、科技等部门要推动落实国家对生产新型节能照明产品的企业，从事国家鼓励发展的项目进口自用设备以及按照合同随设备进口的技术及配套件、备件，在规定范围内免征进口关税的优惠政策。鼓励采购国产MOCVD装备，建立使用国产装备的风险补偿机制，支持关键装备国产化。推动将半导体照明产品和关键装备列入节能环保产品目录，享受相应鼓励政策。推动将半导体照明产品纳入节能产品政府采购清单。在道路、工矿企业、商厦和家庭等领域选择推广相对成熟的半导体照明产品，条件成熟时纳入财政补贴政策支持范围。第二十八页，共四十一页。LED发展的相关政策

加强区域和国际间的交流与合作

有关部门要研究出台相关措施，加快海峡两岸半导体照明在标准、检测、应用等领域的交流与合作。积极推动与联合国开发计划署、全球环境基金等国际组织和有关国家政府，在逐步淘汰白炽灯、加快推广节能灯等领域的合作，提出我国逐步淘汰白炽灯、加快推广节能灯以及半导体照明产品的路线图和专项规划。开展半导体照明国际技术交流，与有关国际组织和国家建立合作机制，引进国外的先进技术和管理经验，不断拓展半导体照明国际合作的领域和范围。

第二十九页，共四十一页。四、LED隧道照明的应用实例第三十页，共四十一页。LED隧道灯的质量标准

照度均匀度地下铁道车站站台、站厅、通道、办公室、休息室等场所的正常照明的照度均匀度应按最低照度与平均照度之比确定，其数值不宜低于0.7。第三十一页，共四十一页。LED隧道灯的质量标准

眩光限值眩光限值质量等级地下铁道地下各场所的直接眩光限值质量等级应符合表规定。第三十二页，共四十一页。LED隧道灯的质量标准直接眩光限值质量等级第三十三页，共四十一页。LED隧道灯的质量标准

最小遮光角第三十四页，共四十一页。LED隧道灯的质量标准光源的颜色地下铁道的地下各场所照明光源的色表宜符合表的规定光源的显色指数第三十五页，共四十一页。LED隧道灯的质量标准

反射比地下铁道连续工作的房间和经常有人活动的公共场所，其建筑各表面的反射比宜按表选取第三十六页，共四十一页。五、能源合同管理的方法第一，加大资金支持力度。将合同能源管理项目纳入中央预算内投资和中央财政节能减排专项资金支持范围，对节能服务公司采用合同能源管理方式实施的节能改造项目，符合相关规定的，给予资金补助或奖励。有条件的地方也要安排一定资金，支持和引导节能服务产业发展。第三十七页，共四十一页。能源合同管理的方法第二，实行税收扶持政策。主要包括暂免征收营业税、项目取得营收后前三年免征企业所得税和四至六年减半征收政策、用能企业EMC支出可在当期应纳税所得额中扣除等措施。第三十八页，共四十一页。能源合同管理的方法

第三，完善相关会计制度。各级政府机构采用EMC方式实施节能改造，按照合同支付给节能服务公司的支出视同能源费用进行列支。事业单位采用EMC方式实施节能改造，按照合同支付给节能服务公司的支出计入相关支出。企业采用EMC方式实施节能改造，如购建资产和接受服务能够合理区分且单独计量的，应当分别予以核算，按照国家统一的会计准则制度处理；如不能合理区分或虽能区分但不能单独计量的，企业实际支付给节能服务公司的支出作为费用列支，合同期满，用能