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LED

灯具基础知识培训ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏ目录(Catalog)◆LED灯具相关技术名词解释●光学部分

●电学部分●传热学部分◆LED灯具应用领域及实例分析●LED灯具应用领域●LED路灯应用实例解析

●LED路灯发展的问题探讨ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏ高压钠灯

疝气灯高频无极灯

LED荧光灯（低压汞灯）

金卤灯

ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏ可见光χ射线

紫外线γ射线红外线

电视、广播λ〔

〕图电磁波频谱图

光度学部分电磁波频谱图常用380—780nm表示可见光的范围

ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏ

光通量（luminous

flux）1.定义：单位时间光源向空间发出的、使人产生光感觉的能量。2.详细说明：光通量是衡量光源发光多少的一个指标，以φ表示。

设光源在t秒内总共辐射出的光能是W，我们就把辐射出来的光能W与辐射所经过的时间t之比称为光通量；

由于人眼对不同波长光的相对视见率不同，所以不同波长光的辐射功率相等时，其光通量并不相等

，人眼对于波长

555nm

的光线（黄光）最为敏感

。3.单位：流明（lm)-实用单位光瓦1光瓦=683流明4.例：

国产白炽灯每消耗1W的电能所产生的光通量约为12.5lm~15lm；

ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏ辐射能通量LED电光转换效率ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏ

发光效率(irradiance

efficiency)1.定义：简称光效，光源所发出的光通量和它所消耗的电功率之比。2.单位：流明/瓦(lm/W)3.例：一般白炽灯的发光效率大约为12~15lm;

普通荧光灯的发光效率大约为30~60lm;

高频荧光灯的发光效率大约为70~90lm;

高压钠灯（HID）的发光效率大约为100~120lm;

LED

灯具的发光效率大约为60~90lm.光源发光效率≠

整机发光效率ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏ

发光强度（irradiance

intensity）1.定义：光通量的空间密度，即单位立体角内的光通量。2.详细说明：衡量光源发光强弱程度的量,以符号

Iv表示。3.单位：坎德拉（cd)又称烛光

一只蜡烛的发光强度约为1

cd1cd=1000mcd

ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏ灯具配光曲线（光强分布图）极坐标ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏ灯具配光曲线（光强分布图）直角坐标ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏ

光照度（illuminance

）1.定义：是受光表面上光通量的面密度，即单位面积的光通量。2.详细说明：是表示受光表面被照亮程度的一个量，以E表示。3.单位：勒克斯（lx)lm/m

2

1

勒克斯等于

1

流明(lumen,lm)的光通量均匀分布于

1m2

面积上的光照度

.4.例：自然光的照度大约如下：

100000lx

晴天的阳光直射下10000lx

20lx

0.2lx

晴天时背阴处

晴天时室内角落月夜一般办公室和起居室要求的照度

150lx~300lx阅读时所需之照明照度则为500~600Lx

ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏ灯具平均照度图（照度等级梯度图）ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏ

利用系数(utilization

coefficient)1.定义：照明光源的利用系数是用投射到工作面上的光通量(

包括直射光通和多方反射到工作面上的光通)与全部光源发出的光通量之比来表示，2.详细说明：u=φe/nφ

利用系数u与下列因数有关：

1)、与灯具的型式、光效和配光曲线有关。

2)、与灯具悬挂高度有关。

3)、与房间的面积及形状有关。

4)、与墙壁、顶棚及地板的颜色和洁污情况有关。颜色越浅，表面越洁净，反射的光通越多，因而利用系数也越高。3.

例

：

一个平均照度的计算：

Eav=uKnφ/A

公式中：

u，代表利用系数；

K，代表减光系数(维护系数）；

n，代表灯的盏数；φ，代表每盏灯发出的光通量；

A，代表受照空间面积。

ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏ

光亮度(brightness)1.定义：简称亮度，是表示发光面明亮程度的，指发光表面在指定方向的发光强度与垂直且指定方向的发光面的面积之比。2.详细说明：被视物体在视线方向单位投影面上的发光强度称为该物体表面的亮度，亮度往往是表示某个方向上的亮度，以L表示。3.单位：坎德拉每平方米（cd/m2)尼特（nt)熙提（sb)1nt=1cd/m

21sb=10000ntL=R

×E式中L为亮度,R为反射系数,E为照度.

ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏ显色指数（Ra)1.定义：

表征光源对物体演色真实性的一个量。规定日光(白炽灯）的显色指数为100.显色性（演色性）：光源对物体的显色能力称为显色性。2.详细说明：当光源光谱中很少或缺乏物体在基准光源下所反射的主波时，会使颜色产生明显的色差(color

shift)。色差程度愈大，光源对该色的显色性愈差。显色分两种忠实显色：能正确表现物质本来的颜色需使用显色指数(Ra)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的方法来加强显色效果。采用低色温光源照射，能使红色更加鲜艳；采用中等色温光源照射，使蓝色具有清凉感；采用高色温光源照射，使物体有冷的感觉。ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏ3.

常见光源

显色指数Ra：

白炽灯

97日光色荧光灯

80-94白色荧光灯

75-85暖白色荧光灯

80-90卤钨灯

95-99高压汞灯

22-51高压钠灯

20-30金属卤化物灯

60-65

高频无极灯80-85

LED

灯具

70-904.

显色指数（Ra）

等级：

90-100

1A优良

需要色彩精确对比的场所

80-89

1B需要色彩正确判断的场所

60-79

2普通

需要中等显色性的场所

40-59

3

对显色性的要求较低，色差较小的场所

20-39

4较差

对显色性无具体要求的场所

ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏ色温（color

temperature

）1.定义：英文简称CT，色温是按绝对黑体来定义的，光源辐射在可见区和绝对黑体的辐射完全相同时，此时黑体的温度就称此光源的色温。2.详细说明：表示光源光谱质量最通用的指标;色温就是专门用来量度和计算光线的颜色成分的方法;

低色温光源的特征是：能量分布中，红辐射相对说要多些，通常称为“暖光”，在低色温下看红色物体比较真实、清晰；高色温能量分布中，蓝辐射的比例增加，通常称为“冷光”，看蓝色物体或清淡颜色的物体比较清晰，给人的感觉偏冷。3.单位：开尔文

(K)4.例：在接近赤道的人，日常看到的平均色温是在，所以比较喜欢高色温(看起来比较真实)，相反的，在纬度较高的地区(平均色温约6000K)的人就比较喜色温(5600K或6500K)，也就是说如果您用一台高色温的电视去表现北极的风景，看起来就感觉偏青；相反的若您用低色温的电视去看亚热带的风情，您会感觉有点偏红ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏ

眩光(glare)1.定义：视野中由于不适宜亮度分布，或在空间或时间上存在极端的亮度对比，以致引起视觉不舒适和降低物体可见度的视觉条件。2.详细说明：种类:直接眩光间接眩光

眩光指数是预测和评定室内工作环境不舒适眩光状况的指标。国际照明委员会不舒适眩光技术委员会(TC-3.4)推荐的国际通用眩光指数CGI，作为评价不舒适眩光的尺度。3.例：在第二次世界大战中对于英国有重要战略意义的苏伊士运河，面临着德国战机的轰炸破坏，运河建筑庞大，也很繁忙，传统的伪装方法显然很难使运河不被德军发现，于是有人提出了一个很好的建议：“如果你想使某一样东西不被人看见，魔术师可以帮到你”，因此英国人找到一位著名的魔术师。魔术师沿着运河设置了许多旋转的探照灯，对于夜里光顾的敌军轰炸机驾驶员产生了大量眩光，令其很难发现运河的确切位置；同时敌机的挡风玻璃上常附着的灰尘、水珠及一些划痕对强烈的光束照射发生散射，进一步干扰了敌军的视线，就这样英国人在二战中成功的保住了苏伊士运河。

ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏ直接眩光限制质量等级Ⅰ

无眩光感

有特殊要求高质量照明房间,如计算机房,制图室等Ⅱ

有轻微眩光

照明质量要求一般的房,如办公室和候车、船室等Ⅲ

有眩光感

照明质量要求不高的房间,如仓库,厨房等直接眩光的产生ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏ配光曲线1.定义：表示一个灯具或光源发射出的光在空间中的分布情况。2.详细说明：记录了灯具在各个方向上的光强。配光曲线的分类：配光曲线按照其对称性质通常可分为：轴向对称、对称和非对称配光。

轴向对称：又被称为旋转对称，指各个方向上的配光曲线都是基本对称的，一般的筒灯、工矿灯都是这样的配光。对

称：当灯具C0°和C180°剖面配光对称，同时C90°和C270°剖面配光对称时，这样的配光曲线称为对称配光非

对

称：就是指C0°-

180°和C90°-

270°任意一个剖面配光不对称的情况。配光曲线按照其光束角度通常可分为：窄

光

束：光束角<20°中等光束：光束角：20°～40°宽

光

束：光束角：>40°ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏ3.例：管形荧光灯的配光曲线(两剖面形成的曲线)

T—（0°-180°）水平面配光A—（90°-270°）水平面配光相关图片如下：等照度线（lux/1000lm）(极坐标图)ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏ“0-180”这种表示方法不是指“0到180度”，而是“0度和180度组成的这个面”ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏLED白光的三种发光原理电学部分ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏ

LED电源驱动分类1.按照供电方式(输入电压）分为：

（1）.AC/DC

(

交流转直流）Input

V:

220VAC

（50Hz)110VAC

（60Hz)

(85~265)VAC

(50~60Hz)（2）.

DC/DC(直流转直流）(中低频率）Input

V:5VDC12VDC24VDC36VDC2.按照驱动方式分为：

（1）高压恒流驱动控制方式

（2）单片式恒流开关电源控制方式

（3）单片式恒压开关电源+低压恒流驱动

控制方式

ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏ结点温度对白光LED寿命的影响ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏ整流电路EMIPFC整流滤波恒流控制开关电源拓扑结构单片控制变压

ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏ电源效率1.效率=输出功率/输入功率2.详细说明:输出功率就是直接把输出电压*输出电流输入功率是需要一个功率计才能显示出来（有效值）一般衡量一个开关电源的效率是看平均功率即25%.50%.75%100%.这四种负载状态下的效率的平均值ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏ功率因数校正1.

定义：在交流电路中，电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数，用符号cosΦ表示

。2.详细说明:功率因数与本设备的效率并没有必然的、直接的联系，但是，功率因数低了的话，会大量占用供电设备的容量，增加电路损耗，提高供电成本。比如，同样是1KW的电器，如果功率因数是0.9，那么占用供电系统的容量是1/0.9=1.1KvA，如果功率因数是0.5，那么占用供电系统的容量是1/0.5=2KVA。因为后者的线路电流较前者大了近一倍，所以线路损耗增加了近三倍。所以使用高功率因数设备的意义在于节约供电设备容量和减少线路损耗。3.好处：①

通过改善功率因数，减少了线路中总电流和供电系统中的电气元件，如变压器、电器设备、导线等的容量，因此不但减少了投资费用，而且降低了本身电能的损耗。②

藉由良好功因值的确保，从而减少供电系统中的电压损失，可以使负载电压更稳定，改善电能的质量。③

可以增加系统的裕度，挖掘出了发供电设备的潜力。如果系统的功率因数低，那么在既有设备容量不变的情况下，装设电容器后，可以提高功率因数，增加负载的容量。④

减少了用户的电费支出；透过上述各元件损失的减少及功率因数提高的电费优惠。ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏ

传热学部分传热学-研究热量传递的一门科学热量传递的基本方式：

导热对流辐射1.导热：又称热传导，指温度不同的物体各部分无相对位移或不同温度的物体直接紧密接触时，依靠物质内部分子、原子、及自由电子等微观粒子的热运动而进行热量传递的现象。

单纯的导热现象仅发生在密实的固体材料中。2.热对流：依靠流体的运动，把热量从一处传递到另一处的现象称为热对流。

热对流仅发生在流体中，由于流体在运动的同时存在温差，流体微团之间或质点之间因直接接触而存在导热，因此热对流也同时伴随着导热。

LED灯具与外围空气（流体）接触所发生的传热过程，属于对流换热。3.热辐射：物体表面通过电磁波（或光子）来传递热量的过程称为热辐射。

任何物体均具有发射辐射能和吸收辐射能的能力。

ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏ导热机理◆气体依靠分子热运动和相互碰撞来传递热量；◆非导电固体通过晶格结构的震动来传递热量；◆液体依靠不规格的弹性振动传递热量；◆金属主要靠自由电子运动传递热量。同一种物质由于状态发生变化，必将引起分子或原子间的距离变化，导热机理也随之发生变化，导热系数将发生变化。同一种物质固态时导热系数最大，液态时次之，气态时最小。例：标准大气压下零度时的冰、水、水蒸气的导热系数分别为2.22，0.55，0.0183W/(m.K)

对于金属固体，传递能量的微观粒子主要是自由电子，类似于金属的导电机理，晶格随温度升高而震动加剧，干扰了自由电子的运动，使导热系数下降；对于非金属固体，其导热主要是依靠晶格的振动来实现，它的导热系数随温度的升高而增大。ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏ导热系数(thermal

conductivity)1.定义：导热系数是指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1度（K,°C）,在1小时内，通过1平方米面积传递的热量,单位为W/m.K。2.详细说明:是物体导热能力的量度，数值上等于单位梯度作用下的热流密度。ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏ热阻(thermal

resistance)1.定义:单位时间内温度的变化量与功率的比值.单位为℃/W。2.详细说明：反映阻止热量传递的能力的综合参量。ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏ对流换热1.定义：流体与不同温度的固体壁面直接接触时，因相对运动而发生的热量传递过程。2.分类：(1)无相变换热受迫对流换热（强制对流换热）：流体的运动是由水泵、风机等作用引起产生的热量传递。自然对流换热：流体的运动是由流体内部的温差产生的密度差所引起而产生热量传递过程。(2)相变换热ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏ影响对流换热的主要因素◆导热系数λ流体的导热系数大，流体内部和流体与固体壁面之间的导热热阻就小，因此对流换热强。◆比热容量ρcp密度与比定压热容的乘积称作比热容量，单位是J/（m3.K）,表示单位体积的流体容纳热量的能力。

ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏ独特的热管冷却技术ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏLED灯具应用领域���LED目前主要应用于广告和装饰照明，道路交通信号光源，汽车的指示灯和刹车灯，庭园灯以及飞机和车厢内的阅读灯。现LED正在道路照明上、楼宇、广场照明上积极拓宽应用。但LED在一般建筑照明中及汽车领域的应用尚在努力之中。

ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏ北京奥运会开幕式地屏ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏ北京水立方ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏ北京水立方ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏ上海东方明珠LED应用ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏLED灯具户外照明应用ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏLED灯具建筑照明应用ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏLED灯具建筑照明应用ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏLED灯具户外道路照明应用ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏLED在汽车高位刹车灯的应用ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏ汽车前照灯探索LED在汽车前照灯的应用ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏLED路灯应用实例解析ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏSPEC)SPEC)SPEC)SPEC)规格书（ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏ12121212LEDLEDLEDLED米高路灯与高压钠灯对比表ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏ平均无故障时间（MTBF)1.定义：全称是Mean

Time

Between

Failure，即平均失效间隔。就是从新的产品在规定的工作环境条件下开始工作到出现第一个故障的时间的平均值。MTBF越长表示可靠性越高正确工作能力越强

。2.详细说明：

MTBF计算中主要考虑的是产品中每个元器件的失效率。由于器件在不同的环境、不同的使用条件下其失效率会有很大的区别，所以在计算可靠性指标时，必须考虑这些因素。MTTR——全称是Mean

Time

To

Repair，即平均恢复时间。就是从出现故障到恢复中间的这段时间。MTTR越短表示易恢复性越好。MTTF——全称是Mean

Time

To

Failure，即平均无故障时间。系统平均能够正常运行多长时间，才发生一次故障。系统的可靠性越高，平均无故障时间越长。(MTTF=MTBF+MTTR)ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏ防护等级（IP)1.定义：IP防护等级是由两个数字所组成，第一个数字表示灯具防尘、防止外物侵入的等级；第二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。

表示方法

IP

XX第一个标示数字

：0

无防护

对外界的人或物无特殊之防护

IP0-1

防止大于50mm的固体物体侵入

，防止人体（如手掌）因意外而接触到灯具内部之零件。防止较大尺寸（直径大于50mm）的外物侵入

IP1-2

防止大于12mm的固体物体侵入，防止人的手指接触到灯具内部之零件。防止中等尺寸（直径大于12mm，长度大于80mm）的外物侵入

IP2-3

防止大于2.5mm的固体物体侵入，防止直径或厚度大于2.5mm之工具、电线或类似的细小的外物侵入而接触到灯具的内部零件IP3-4

防止大于1.0mm的固体物体侵入，防止直径或厚度大于1.0mm之工具、电线或类似的细小的外物侵入而接触到灯具的内部零件IP4-5

防尘，完全防止外物侵入。虽不能完全防止灰尘侵入，但侵入的灰尘的量并不会影响灯具的正常操作

IP5-6

尘密

完全防止外物侵入，且可完全防止灰尘侵入

IP6-ÖйúÏû·ÑÐÐÒµ±¨¸æÎĵµ×ÊÁÏ第二个标示数字：0

无防护

对外界的人或物无特殊之防护

IP-01

防止滴水侵入，

垂直滴下的水滴（如凝结水）对灯具不会造成有害影响IP-12