led节能照明系统的与应用毕业设计

2008届本科毕业设计LED节能照明系统的研究与应用姓名：系别：专业：学号：指导教师：均2关0管0萝8乳年只4弊月驰2弯0鹿日扫目求录双摘献要著与桂关灰键第词捏…败…落…暑…牙…委…误…揭…蝶…较…烟…乒…冰…子…辩…亚…但…堆…朽…研…他…凝…耳…罢…倍…芬…系…爹…柏…堡…择…瘦…男…预…挑Ⅱ拣0蚁引搏蜓言氏…住…冤…裁…壮…击…废…警…扁…拌…佩…泪…骑…猾…装…阵…福…叶…职…墓…麻…闷…们…俗…姐…当…礼…镇…皇…跌…芳…宋…头…暑…晌…廉…胆…里…赔1夜1牛呀L冷E伍D伴节宣能网照覆明袍技茄术骑概违况上…膏…更…痛…尊…润…糊…币…络…盆…针…粱…蔑…桶…切…联…功…纷…述…斜…侄…工…踢…即…从…折…当…坟…弱…滑…烂…捏1缓1血.箭1留哄传坊统弯照肯明行技临术山简臭介弹…驻…选…徒…东…畜…万…箭…伪…壤…元…示…抓…肢…钥…帐…胳…角…天…拣…宗…统…传…趋…角…尽…易…驼…荒…菌1擦1悟.买2立昌L三E燥D笋照度明同发蓝展市简桃介摘…返…商…疗…写…险…纵…赏…销…盘…系…烦…动…银…姓…看…前…放…义…闭…书…援…斯…没…施…偿…畜…尸…欧…粉1丙1朱.哄3圈药L或E册D罚优极点循…未…厉…误…绵…铲…型…暖…个…岗…迁…甲…贵…墓…胖…费…吴…租…仪…晨…除…富…耳…躲…奉…急…婶…赏…艺…脾…越…标…猴…绕2询2职习照黑明刚用鹅L苗E杠D州主究要法技野术贝特愧性厨…角…攀…孝…坦…叉…予…傲…搭…惧…凶…味…刚…筒…饺…尿…混…田…场…屿…消…蓝…渠…缠…汽…示…绢…王…慰…硬2榨2亩.团1按阵L虾E合D拘的虫电府学旧特馆性时…红…刺…响…闲…发…茫…预…诞…皮…筛…可…尝…慕…功…渐…悄…镇…先…开…拍…写…幼…绘…资…猴…遇…粘…岂…梅…蔑2贤2动.系2短凡L田E闭D套的惩光孙学洋特锻性云…袋…栗…换…林…策…弹…骡…翅…楼…蔽…抛…伏…宪…排…泛…哑…饮…喂…贼…借…诱…微…只…击…陶…狂…比…肚…央…眠3熔3式红照废明锣用汽白临光颜L咳E法D狮技暑术凳…到…洒…眠…穴…锡…药…峰…古…萄…阁…创…重…缸…枕…柏…岛…拌…科…庸…才…丑…螺…福…蚀…军…梦…公…厕…暂…要…关4置3磨.辈1员白椅光季L泼E破D谎技炉术毅原匆理钻…勾…繁…劲…遍…丘…声…戒…发…病…版…慕…另…筑…套…率…售…超…家…闭…舱…逼…览…除…锐…摇…外…叼…设…虹4昂3兵.予2共照码明数用升白蝶光隆L京E巩D溉技匹术抖要坡求机…亡…秃…抄…逆…齐…诚…耗…信…门…个…蓄…擦…帜…即…渔…沉…纹…去…械…猛…呀…笼…混…择…企…乒5铜3滥.滔3怠白桌光浑L淋E效D队驱妨动项电舅路袜技德术撒…法…宣…齿…似…星…毛…是…炕…纠…雀…卸…加…凉…衡…研…学…快…束…搅…勉…限…苍…标…悔…绣…棉…恰6盟白棋光婚L盾E攻D吐驱腾动挽器煌的构要单求议及缘分斩类训…袄…骂…释…慕…鸡…狠…纳…信…毁…塌…骡…弦…鼓…森…废…辨…识…凝…渣…晌…秃6谊精常次见奏典悠型芒白叔光脱L应E篇D寿驱俗动剖电痰路督…激…岗…吸…全…视…旧…竞…怀…艺…驼…邪…旨…茶…竿…砖…程…充…诱…孤…呆…供…范6读3扯.爹4制摄高帽效峡率描白颠光尚L属E籍D该技凶术市发趁展闯…登…器…公…椒…叔…皇…非…倦…饿…原…兄…夹…鬼…哨…眉…砍…防…严…浸…味…简…识…岭…腐…剂7狠3渡.亦5沫钥照抽明丸用画白掠光泛L衔E我D葵封殖装眠和相散炸热串问啦题牵…董…问…娇…哥…常…按…服…简…秧…押…经…普…策…叼…派…役…配…葛…呼…流…贝…挺8菌弃白挺光剥L偷E泻D译的墨封甘装暖技删术饿…吊…让…绑…阿…渔…袍…压…吵…出…增…振…读…咱…悔…升…请…炉…怪…晒…功…消…酿…弓…关…枝8剪供散棋热每问沟题坊及稀解演决胸…图…垫…态…欲…暑…习…搜…叠…般…牙…越…兆…今…传…依…佳…挡…通…红…翁…堆…夏…依…侧…三…昏…跪1取0想4烘启L阵E栗D岗节炭能烫照汇明庙的追应阻用棉…轿…召…舌…故…狗…著…火…报…馒…尤…迎…顿…蒜…柔…椅…浸…泼…慎…费…帜…此…框…救…练…虑…艰…疮…刷…遵…僚…委1袖0肚5佳结疲语阀…阅…咳…尾…厨…于…去…所…辩…盲…妥…妖…君…蠢…驱…胆…仓…孔…昌…穗…株…言…劣…毛…羡…和…添…壤…枣…忽…曲…蚀…扭…冒…狸…毯…叠…服…返1声2做参键考并文兄献妇…荡…熄…滔…另…借…慧…宿…促…姨…炼…框…清…僚…稿…沸…婆…围…遭…色…留…皇…闸…卧…麦…碌…歇…末…飞…方…费…居…发…蔽…训…为…民1伍2削致捕谢工…牺…痕…阅…某…卷…逆…冈…鞭…诵…局…播…炕…努…植…兵…动…佛…姨…壤…痰…浇…杂…衣…瓜…盛…沸…扎…茫…厚…腰…劣…史…靠…莫…厌…访…表…箭1奋2救L暂E偏D辫节酒能境照乡明咐系两统拜的予研伪究骂与想应昆用到摘旗阵要更本景文持阐啄述晴L肿E艘D狗节鸟能聚照衬明刚的件原砖理蝶及片应召用啊。牙先慈分杨析葵照堪明票技吼术忘概颠况惧，扑提凑出炕L职E炼D调照萝明奶的介优的点叶。繁然摔后录重搏点睬论巡述吉用尝于秋照疑明怪的辟白上色些光拖L风E算D墙技哪术央。盟通侨过蛾对筛白醉光惑L徒E犹D狼芯踏片像的药发乡光特材爸料扮的判分啄析能，问介柜绍传其顷发翁光锡机掏理字，纺并喝分迟析烤其干典俘型底驱黄动佳电西路啦技绘术诵。服同柄时翁对窗白绑光初L破E异D请芯考片齿封损装嘉及擦散骂热艳的液探勺讨姿，饶提枝出广如够何伯在践散按热惊和敌封锁装凶上或来高提序高索L会E牌D停芯丛片病的卷发防光姜效垃率烂。给最挣后某分吼析川L俩E诚D尝的雨应遍用夺前架景删。宰关悲键命词胜照芳明丢；大白伴光畏L踩E已D忙；厉原写理胆；雾驱守动音电产路顷；名应哨用贼E捷n鸣e用r浑g沃y的-纵s抱a冒v配i撇n杯g类轨l吵e垃d雪旗l店i弱g室h加t备i怪n愚g口旁s贯y拴s拣t驾e增m纤s厅锅r璃e冶s薯e察a葬r菠c演h亏牧a穴n摸d祖遵a何p冠p钥l校i棚c娱a留t缸i肠o迫n恼A抱b腔s饥t爷r伟a溉c省t无T窄h戚i披s拥内a乓r临t乱i蜂c习l茎e骑分e庭l卡a谊b闷o读r序a寇t其e暗s皂拔t看h灶e球绸L往E士D舅乱e现n惩e秧r枣g音y密桶c劫o建n照s鲁e搅r揭v室a异t蛋i机o黄n宗元i弯l脏l裤u饭m什i缓n占a麻t受i腥o协n匙敞p汁r际i吴n冻c约i呼p聋l掘e晶采a危n回d附会t盏h飞e书涂a勉p眼p理l典i倒c幻a遥t误i锤o荣n贫.天A赔n公a器l且y熔z议e扯s御森t如h吉e常盟l员i殿g似h哥t馆i剃n丝g法梦t齐e验c睛h什n波i栋q犯u穗e结s御狐s谊u逢r帅v现e触y漠犯f灰i背r轮s职t乳,眉P放r车o疫p穗o染s赴e卵s联菊t帮h耳e宋薪L游E寿D叔沈i西l傻l律u告m删i应n孤a朱t巩i旨o铸n新处m协e附r额i裙t跪.倚T锅h肿e动n挥垃t瓶h凳e截待k临e已y厉粱e牙l蚕a蚂b翻o贤r享a系t烘i坡o侧n浮遥u晒s肃e准s转胳i绪n螺缝t讯h命e搬乘w锣h蒜i烧t退e鼻宿l逆i董g玉h炎t表康L思E端D猫道t棚e脖c守h呈n猛o取l问o评g香y寒私w嚷h晴i夸c努h轰局i嘱l貌l史u却m予i佩n奖a债t肺e抛s棒.符权T兴h鼠r隆o棒u爪g宗h够传d载i剩a察l暗o牺g陆邻l早i伪g闲h州t切楼L祥E番D卸租c羡h尖i遭p盲尾l迈u扩m爷i汁n光e送s师c蝴e衫n适t径似m航a惕t埋e愧r腰i迹a绍l弓接a咐n群a毁l杏y苗s怖i滥s粘,砖I叠n讯t拆r导o绘d饶u甜c皇e舒s常伐i骗t竞s仪酿i匆l蠢l束u胁m肾i牢n丹a不t停i便o辅n症矮m罢e膝c芦h改a锐n予i档s即m你,舰A霜n稼d军问a捕n咸a章l问y允z窃e喜s慌诊i竞t羽s诵差m牲o泊d桃e御l误昨d福r掀i狐v自i数n切g匙浆c基i竭r社c遣u夏i溪t筝宪t奏e妖c规h吵n加o雁l沈o昌g饲y收.窝S斑i抢m繁u阳l需t楼a险n他e魔o出u数s仇l侮y纳涨d绑i共a海l内o刻g昏没l唱i府g棋h断t波区L嚷E排D侵允c漫h浇i广p宏困s予e鞋a聚l臂宋a头n吼d曾生r引a害d贞i惑a薯t蓝i故o夺n侄惹d勉i两s估c输u葛s客s乳i兰o罗n脱,过P勇r潮o践p奋o犯s贸e看d济绿h打o均w留什t敌o守埋b金e棚感r确a去d仗i燃a代t逐i优n研g炎类a斗n众d削面s朽e谅a登l甜会e敢n鸽h吴a纤n厘c隐e眠s羡诚t范h闭e节挂L犹E渴D农估c芽h集i狠p怨鼓t医h麻e盖芽l腔u储m研i查n骡o佳u竞s街引e袭f糕f幸i表c跑i哨e它n门c爽y死.返U辛l攀t忧i箩m校a秧t投e国蹈a筛n弦a块l剃y敬s柔i戏s端练L屯E押D板偷a余p扩p刑l谢i寒c牛a雷t俗i调o宴n踪肚p上r爸o王s郊p像e默c萝t磨.匀K嘉e且y购纷w怕o灰r伸d武s骡l威i锯g宰h盈t左i忙n宋g妥;述w颈h员i匪t织e趴摄L下E扰D喝;累D膊r胖i锤v唯i夸n垮g唯固c雹i总r王c型u努i找t班;糠a会p吵p帝l良i巩c执a碌t裳i姨o搂n令s役;魂P竖r互i慧n调c神i鞋p勉l茧e待0赚苏引连章言螺从违L石E汗D本出该现逆以尺来咸，轧人允们仆一村直指在毕努圆力冷实料现贪固浊体睁光比源词。稀随薄着熄L逃E史D阳制伤造烤工刻艺州的件不杀断偶进朗步株和军新机型光材共料确（绣氮讯化乒物遍晶仗体工和猪荧欲光柄粉旺）乒的悟开迁发膜及族应揭用佣，既发展白关色员光宿的爷L阴E灭D洽固尘体枝光上源汁性望能勒不帖断汤完芽善既并剪进阶入计实谎用金阶泳段郑。振白乳光束L堂E禁D霸的翅出启现碗，渣使卸高默亮塞度悄白漠光什L虫E弹D尼的夺应蒜用蜘领觉域酱跨鹊足雅至商高咐效怒率诚照律明陵光报源涌市童场册成孕为堵可源能挣，贞如稿果窄能克在利固今体女照汽明市领密域哄节但省斗一高半巴的郊能咽源叔，受则骑会垫对馆人乱类烂的玉节混约夫能嗽源慧作于出晴巨倒大子的似贡搜献榴。拍因开此里，呈L险E问D仪节程能播照匪明衬的邮技莲术搂的犯研静究即具模有乘很摘大跟的避现别实俗意沟义赶。点本讽文泰就详对就节眨能键的疾L肌E耽D伸在排照绣明心方羞面有的饶技责术园上纲与适应怜用设上固作升以谢研病究浴和娇分秒析鸭。屠1径诊L灯E群D档节酷能浊照艳明锐技题术薪概顺况会随就着依人谢类痒文匪明愿的糕进谁步割，裹照控明沿技弄术蛛也勤在朴迅始速旗发盾展嗽。严早旦期泻人盯类次用避的母是固植闪物贴油亡产竖生泽光颠，订1幅9农7投6歼年缩白慎炽士灯雷问盒世均，贩它将以祸碳墓棒猪作托为缝灯怒丝烤，迈是锯照齐明水技霉术锄的概巨愁大谊改跃进润，辟1搅9衔3怒8第年勤发费明谢的队日载光刮灯篇可栗以亩减百少暂热激的里损援失那，冤节的省汗能梢源乘的疫消丹耗揪，田这下又显是委一道个纽大俩进促步妨，族后汁来鬼紧表凑恐型豪日湿光湾灯科的爽开叹发鸽使微其雷应典用片更恼为潜普炊遍犹，历同灾时惩高呼压碰气建体覆放炕电纤灯栋如沟水凯银鹊灯捧、瑞金哨属筑卤痒素症灯落及柏钠斜灯塞等画的泥发病明盾可爆在路室逝外没实晃现蒸照明明霜，逗满悬足青了欠各走方圈面牢的绑需盲要升。贷目罗前饱有概2豆1笋%就的振电皂源胳用之于锣照送明通，榨如高果睁能梅在绸固摇体招照献明坊领右域笨节愧省参一绘半弄的反能禾源望，惠则碑会另对娇人划类盛的捉节述约当能鼻源盘作恭出巴巨陈大冠的混贡造献录。武1衡.州1浇传脊统俘照爹明高技韵术叼简束介乔在已1滋9虚世涌纪嗽爱绞迪能生筛发威明可电局灯纺之扮前忘，舌人葡类尼实适现德照惊明膛的除方酬式存非涨常润简舟单吵，顾那干就怎是海直泥接置借微助寸各软种如火随源刻的绒直岁射作光弱，尚例叮如过蜡慧烛诉、浇油秆灯虎等针等访。贝这福些寒发匀光摊设理备箭虽束然德在假人渠类浮的饲历转史芬长草河纵中虽点谣燃扮了缩漫亏漫查岁眼月米，蚀却杯因权为咳极绑低盘的束发驱光黑效芹率矛和胡发宽光理质晕量值，盾只则能做尘欣封恒在顿历耐史龙的辜博们物他馆索中骆，嚷进位入夫2评0崖世浑纪辛后莫，着随对着垮人托类设新赢工等业改革材命券的埋爆细发落，嫩以皂爱蚂迪露生粮发匀明债的累新壳式娱白仰炽易灯泉为赏代什表视的接照劝明别设瓦备郊，挤正宗式收成欣为绍人粉类电生椒产寸生堪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间存主圣要料取尤决热于壮载企流首子乒寿迹命器、咳器辞件议的晓结寄电主容戒及男电爽路俘阻么抗樱。雹2疾.挡2挑劲L寨E喘D已的也光摩学孔特膛性发光二极管有红外（非可见）与可见光两个系列，前者可用辐射度，后者可用光度学来量度其光学特性。半导体的光学特性[4]及其材料性能可以用于发光照明。LED光学特性：①发光法向光强及其角分布Iθ：发光强度（法向光强）是表征发光器件发光强弱的重要性能。LED大量应用要求是圆柱、圆球封装，由于凸透镜的作用，故都具有很强指向性。位于法向方向光强最大，其与水平面交角为90°。当偏离正法向不同θ密角吸度械，疏光疤强绘也生随绑之算变缎化尤。乌发诚光树强漫度念随作着壮不斯同龙封塞装苗形拘状内而胖强沫度闭依梁赖局角哭方尊向膏。呈发翁光光强沾度芳的富角支分释布助I宵θ脾是扑描灵述角L折E头D硬发敬光璃在麦空接间竟各棕个慈方娇向蜡上探光神强乳分茂布抛。悼它模主拨要抱取浆决耗于领封伪装伞的受工威艺稍（黄包严括嗓支嘱架异、樱模素粒归头亲、肾环淡氧伯树素脂伴中跃添有加备散凡射注剂判与火否肯）文。趣②兵发战光兆峰剥值碑波尿长位及霉其撑光际谱氏分峰布职：青L票E影D课的贫光起谱幅分禁布校与敞制赌备更所逐用砌化驻合枪物沿半召导着体渴种盏类卵、廉性嫁质李及厚P白N迁结铅结粥构忠（扑外翠延领层搞厚拾度淡、菊掺会杂代杂鼠质急）洒等罗有卡关塞，苦而忽与衫器绝件敞的窄几对何说形怪状肌、尘封堂装鸣方除式家无勒关侨。纠③伟光罪通划量蝇：搬光肆通滤量妈F欺是携表斧征激L垫E水D特总顾光已输惯出屡的戴辐躺射弯能趟量号，烛它崇标社志料器廉件熊的撕性岔能段优篮劣刻。培F促为欧L光E身D祝向敢各庄个幻方胳向末发锯光挂的软能告量段之圆和墨，龄它令与怒工素作病电邻流蠢直圣接拼有蝶关醉。遭随么着凶电择流映增镇加缎，狱L易E铸D搬光引通术量贸随您之酿增崖大泼。乎可摄见煎光槐L弃E宪D妙的盟光拳通转量蒜单泉位甘为卷流筒明吵（捡l叔m壁）殊。编④挺发写光备效点率旱和性视育觉参灵坏敏霞度芒：俘它关是缎评裁价戏具种有罗外匹封嗽装垃L单E影D誉特装性今，含L查E信D鸽的晚流今明技效致率翠高舰，外指畅在羞同埋样芬外防加仓电阿流骑下择辐发射恳可犹见惜光尿的心能尤量铺较挣大肺，馅故矩也然叫毁可藏见爱光脆发伸光忧效躲率阔。即⑤疤发介光横亮掌度该：孔亮脖度揪是确L控E京D消发豪光告性叼能权又戴一耀重竭要什参意数厘，谅具氏有回很打强脑方题向额性滋。臂指伟定糕某乏方稳向明上蜂发灶光火体僻表屡面刺亮缎度闹等恼于镜发橡光借体真表党面句上这单父位鹅投垄射挣面卷积羡在帅单哑位无立埋体奶角脊内生所瘦辐脂射稠的睛光祥通象量申，冻单辨位骗为呈c静d丙/蛾m严2恼或涂N前i号t哑（帅尼仙特特）裹。喊⑥艺寿钱命购：若L凳E梅D档发隆光盼亮衬度纪随牲着龟长记时描间赶工固作夸而询出况现县光妹强帮或拴光铸亮颜度谷衰检减夜现绕象虎。渴器佩件尖老惹化泡程涝度席与圣外肚加疫恒年流促源武的陵大奔小俯有量关葛。3照明用白光LED技术从LED出现以来，人们一直在努力实现固体光源。随着LED制造工艺的不断进步和新型材料（氮化物晶体和荧光粉）的开发及应用，发白色光的LED固体光源性能不断完善并进入实用阶段。能量效率更高、功能更强的新型LED固态发光（SSL）产品的发展很快，被认为是照明市场上的主要革命性进步[3]。白光LED的出现，使高亮度白光LED的应用领域跨足至高效率照明光源市场。发光二极管主要由PN结芯片、电极和光学系统组成。其发光体晶片的面积为10.12mil（1mil=0.0254平方毫米），目前国际上出现大晶片LED，晶片面积达40mil。其发光过程包括三部分：正向偏压下的载流子注入、复合辐射和光能传输。微小的半导体晶片被封装在洁净的环氧树脂物中，当电子经过该晶片时，带负电的电子移动到带正电的空穴区域并与之复合，电子和空穴消失的同时产生光子。电子和空穴之间的能量（带隙）越大，产生的光子的能量就越高。光子的能量反过来与光的颜色对应，可见光的频谱范围内，蓝色光、紫色光携带的能量最多，桔色光、红色光携带的能量最少。由于不同的材料具有不同的带隙，从而能够发出不同颜色的光。目前，已商品化的白光LED多是二波长，即以蓝光单晶片加上YAG黄色荧光粉混合产生白光。未来较被看好的是三波长白光LED，即以无机紫外光晶片加红、蓝、绿三颜色荧光粉混合产生白光，它将取代荧光灯、紧凑型节能荧光灯泡及LED背光源等市场。LED照明光源的主流将是高亮度白光LED。3.1白光LED技术原理所谓白光是由多种颜色混合而成的光。人类眼睛所能见到的白光形式至少需两种光混合如二波长（蓝光+黄光）或三波长（蓝光+绿光+红光）。目前是二波长蓝光单芯片加上YAG黄色荧光粉，在未来较看好的是三波长光，以无机紫外光芯片加R、G、B三基色荧光粉。未来三波长LED的应用将取代荧光灯、节能灯，白光LED的市场将是巨大的，LED节能照明也将得到更加广泛、深入的应用。白光LED的特性：在白光LED设计中，通常在发射蓝光的InGaN的基料上覆盖转换材料于是得到混合的白光。白光是不同波长的光的混合，所以，白光LED不可能有一个特定的波长，可用色坐标定义白光LED。在白光LED数据中，色坐标随正向电流增大而变化。正向电流的变化可以改变白光的质量。当正向电流高至101mA时，正向电压的变化很大，变化量的范围大约在800mV（部分白光LED的变化会更大）。白光LED工作电压的变化改变其发光色彩，是因为工作电压的变化改变了正向电流。对于不同的白光LED，其电流、电压特性也呈现出很大的差异。白光LED的发光效率和演色评鉴指数：光源的发光效率（K），能量效率是指输入功率W转换成光量子的百分比；发光效率用K（lm/W）表示。波长为时单一波长的发光效率可由式表示为。演色评鉴指数Ra，演色评鉴方法依照CIE的规定执行。一般照明用白炽灯可分为日光灯（色温为6500K）与灯泡（色温为2850K）两种。这两种不同色温的白炽灯的色温值都落在CIE所制定的条例轨迹上，即使是荧光灯的色度值也需要按照CIE的规定。一般是高效率白光LED的基本条件，室内装潢照明和阅览书籍时的Ra则需要大于95。表1白光LED的种类及发光原理芯片数激发源发光材料发光原理1蓝光LEDInGaN/YAGInGaN的蓝光与YAG的黄光混合成白光蓝光LEDInGaN/荧光粉InGaN的蓝光激发的红、绿、蓝三基色荧光粉发光蓝光LEDZNse由薄膜层发出的蓝光和在基板上激发出的黄光混合成白光紫外LEDInGaN/荧光粉InGaN的紫外光激发的红、绿、蓝三基色荧光粉发光2蓝光LED黄绿LEDInGaNGaP将具有补色关系的两种芯片封装在一起，构成白光LED3蓝光LED绿光LED红光LEDInGaNAlInGaP将发三原色的三种小片封装在一起，构成白光LED多个多种光色LEDInGaNGaPAlInGaP将遍布可见光区的多种光芯片封装在一起，构成白光LED目前白光LED产品发光原理如表1。其中主要以两种方式发光。以460nm波长的InGaN蓝光晶粒涂上一层YAG荧光物质，利用蓝光LED照射次荧光物质以产生与蓝光互补的555nm波长黄光，再利用透镜原理将互补的黄光、蓝光予以混合，便可以得出肉眼所需的白光。照明用白光LED的开发基础在于蓝光技术。蓝光LED基片安装在碗形发射腔中，覆盖以混有YAG的树脂薄层200-500nm。蓝光LED基片发出的蓝光部分被荧光粉吸收，另一部分蓝光与荧光粉发出的黄色光混合，可以得到白色光。对于InGaN-YAG白光LED改变YAG的化学成分和调节荧光粉层的厚度，可以获得色温3500-10000K的各色白光。结构如图2所示。1：LED芯片发蓝光2：LED荧光粉发黄光图2LED封装结构图3.2照明用白光LED技术要求（1）要有高的发光效率。照明用白光LED不同于传统的LED产品，在技术性能指标上有一些特殊要求。光通量：照明的白光功率LED希望达到1Klm。不过光通量为0.1Klm和0.01Klm的功率的功率LED也能满足要求不高的照明需要。由于白炽灯的效率较低，仅为8lm/W，所以一个15W白炽灯的光通量与5W（25lm/W）的白光功率LED器件相当。发光效率：目前产业化产品已从15lm/W提高到25lm/W，研究水平为32lm/W，最高已达到44.3lm/W。色温：为2500-6000K，最好在2500-3500K。显色指数Ra，最好达到100至少应该大于80。稳定性：用于照明的白光LED的波长和光通量均要求保持稳定，但其稳定性程度依照场合的要求而定。（2）光的分配必需均匀，并能有效的控制，可以开关或改变强度而不影响其寿命。（3）相关色温或简称色温，一般白炽灯的色温在2850K，使人感觉轻松与舒适，适用与卧室等处；办公室所用所用光源色温在4000-5000K，是柔和的白光；白天的光色温约6500K，适合与工厂，所以一般色温都应该在这些范围内。（4）品质因数FOM。用品质因数FOM值可以比较不同官员的实际价值。（3）其中，是观点转换效率；K是发光效率；是斯托克斯位移效率，也就是当光由另一波长转换的效率，当光波长405nm转换为540nm时，。表2中列出用不同波长产生白光时的FOM以及与470nm相对的FOM值。表2在不同波长LED上添加荧光粉所产生白光的特性芯片主波长/nm470405380相对于470nm晶片的电光转换效率1.01.51.0发光效率/(nm/W)330330300斯托克斯频移0.800.750.70品质因数264369210相对于470m波长时的品质因数变化0%+40%-20%3.3白光LED驱动电路技术白光LED是照明领域的主流，其驱动电路技术至关重要。驱动器相当于白光LED供电的特殊电源，可以驱动正向压降为3.0-4.3V的白光LED，并根据需要驱动串联、并联或串并联的多个白光LED，满足驱动电流的要求。3.3.1白光LED驱动器的要求及分类驱动器的主要要求：驱动器应有升降压功能，以满足电池供电的要求；应该有高的功率转换效率；在多个白光LED串联时，要求白光LED的电流相匹配，是亮度均匀；功耗低，静态电流小，并具有关闭控制功能，在关闭状态时一般静态电流应该小于1；白光LED的最大电流可以设定，使用过程中可以调节光的亮度；有完善的保护电路，如低压锁存、过压保护、输出开路或短路保护；小尺寸封装，并要求外围组件少而且小，所占印制板面积小；对其它电路的干扰影响小；使用方便，加为低。从供电电压，一般将驱动器分三类，由电池供电，电压一般低于5V，主要用于便携式电子产品，驱动小功率及中功率的白光LED，它主要采用升压式DC/DC变换器或升压式（升降压式）电荷泵变换器，少数采用LDO电路的驱动器；大于5V供电，有稳压电源或蓄电池供电，它主要用于降压式或升降压式DC/DC变换器；直接由市电110V或220V或相应的高压直流40-400V供电，主要用于驱动大功率白光LED，采用升压式DC/DC变换器驱动电路。电荷泵式驱动器可数去的电流已从几百毫安升到1.2A，并且两者在转换效率上也不相上下。对于采用LDO电路的驱动器，不用外围期间和价格低，为优点，但是转换效率略低，并且电池常不能用到终止放电电压就要充电。这种驱动器主要由于1节锂离子电池的场合，并且学要用正向电压低的白光LED。可以用白光LED驱动电源的集成器件品种较多，大致分为恒流源、电荷泵和开关电源三种类型[9]。3.3.2常见典型白光LED驱动电路白光LED驱动电路的特点是：白光LED的正向电压VF非常高，VF本身具有一定的波动范围，全开工作时会使白光LED的耗电量增加，电源电压变化会影响白光LED的亮度。为了使白光LED能稳定工作，且不受电压VF波动及电源电压波动影响，所以必须使用专门为驱动白光LED而设计的DC/DC变换器。DC/DC变换器有电感是DC/DC变换器及电荷泵式DC/DC变换器两大类[10]。最近几年行动电话、PDA等可携式电子产品的液晶显示器逐渐从黑白银幕更换成彩色银幕，由于液晶本身不会发光所以液晶显示必需利用背光照明单元显示银幕的信息。可携式电子产品的背光照明单元基于耗电性等考虑，因此白光LED正当快速取代传统灯泡，成为背光照明单元主要发光组件。为了使白光LED点灯必需使用高顺向电压VF与顺向电流IF，尤其是背光照明单元的电流控制，对可携式电子产品的电池动作时间具有绝对性影响，因此探讨白光LED背光照明单元的驱动原理与驱动电路的设计技巧。如图3所示传统背光照明单元的白光LED是并联驱动，由于白光LED的亮度取决于电阻的阻抗值。然而白光LED的电压VF本身具有不同的波动范围，因此相同的电阻会使白光LED的亮度产生分布不均现象。图3传统背光照明单元的白光LED并联驱动方式因电压波动引起白光LED亮度不相同时，背光照明单元的光线就会有照明不均匀的问题。虽然使用电器特性相同的白光LED可以改善亮度不均匀问题，但实际上无法获得电气特性相同的白光LED。应根据个白光LED的电气特性，逐一调整负载电阻。但是，实际上这种方式不是解决问题的方式。为使白光LED的电流相同，可以用串联方式如图4所示的方式。由于电流I相同，亮度几乎一致。图4传统背光照明单元的白光LED串联驱动方式当多个白光LED串联时，必须等比例提高电压。如图5所示，利用开关变压器NJM2360的白光LED驱动电路。电路的基准电压VREF为1.25V，加在VIN端子。此方式中电阻RL的阻止决定了影响白光LED亮度的个LED的电源ILED，ILED可以有公式3-3得到：（6）假设个LED的电流ILED为15mA，RL约为830Ω，三只3.6V的白光LED串联联接时，LED整体的驱动电压VLED为：式中：N为串联连接的白光LED数。图5驱动白光LED电路半导体照明是本世纪最具发展前景的高技术领域之一，白光LED将成为21世纪的新一代光源，可以替代白炽灯、荧光灯和高压气体放电灯等传统光源，白光LED孕育着巨大的商机[11]它将成为一种理想的环保照明系统。传统的白炽灯采用的是热发光技术，90%的电能以热辐射形式散发出来，不仅浪费能源，而且会使室内外温度升高，增加空调等设施的用电量，在一定程度上增加了地球的温室效应。因此，LED照明将越来越占据重要地位。3.4高效率白光LED技术发展使用荧光体与光触媒所构成的紫外线LED的开发，尤其波长为382nm、外部量子效率为24%的GaInNLED是在已作过凸凹加工的蓝宝石上使用选择性长晶GaN基板，因此可以降低结晶的转位密度并提高内部量子效率，如果在加上覆芯片化结构，则更加突显取光效率。在高温环境才下施加压力将波长几乎与LED一致的透明状GaP粘贴上去，便可将光取出效率提高两倍。如图6中外形呈梯状结构的LED是对光取出效率所作的改善。图6AlGaInP系TIP-LED结构为获得完美的高演色性（），基本上白光LED可分为单芯片型和多芯片型两种方式：一种是同时点亮红、绿、蓝三色LED产生白光；另一种是利用蓝光或紫外光LED作为级法源，激发荧光体获得白光。此外，单芯片型的技术方向，是改变活性层的性质，利用单纯的半导体产生红、绿、蓝三色光，进而获得白光。多芯片型方式碍于各颜色LED的驱动电压、发光效率、配光特性的差异，以及色温的特性、组件的寿命等，激励实用化还存在许多问题有待解决。单芯片性因为组件种类单纯，具有驱动电路设计容易等有点。（1）单芯片型如InGaNLED（蓝）/YAG荧光粉，InGaNLED（蓝）/YAG荧光粉+绿荧光粉，InGaN（紫外）/(红+绿+蓝)荧光粉Cree。（2）双芯片型，可以由蓝光LED+黄光LED、蓝光LED+黄绿光LED以及蓝绿光LED+黄光LED制成。这种器件较为便宜，但是由两种颜色形成的白光，显色性较差，只能在显色性要求不高的场合使用。（3）三芯片（红+绿+蓝）LED，采用波补偿和光通量反馈方法可使色移降低到可以接受的程度。（4）四芯片（红+绿+蓝+黄）LED，采用465nm、535nm、590nm、625nm的LED芯片可以制成Ra大于90的白光LED。（5）组件的配列，照明用的LED需要将多个LED做系统的最佳组合。目前多芯片组合封装的高亮度LED得到迅速发展[5]3.5照明用白光LED封装和散热问题LED的密集排列组成白光照明系统，热量的耗散问题是功率型LED应用的先决条件[8]。LED封装技术大都是在分立器件封装技术基础上发展与演变而来的，但却有很大的特殊性。一般情况下，分立器件的管芯被密封在封装体内，封装的作用主要是保护管芯和完成电气互连。而LED封装则是完成输出电信号，保护管芯正常工作，输出可见光的功能，既有电参数，又有光参数的设计及技术要求，无法简单地将分立器件的封装用于LED。在应用大功率LED做为照明系统时，国外对其散热问题也做了大量的研究。3.5.1白光LED的封装技术LED的核心发光部分是由P型和N型半导体构成的PN结管芯，当注入PN结的少数载流子与多数载流子复合时，就会发出可见光，紫外光或近红外光。但PN结区发出的光子是非定向的，即向各个方向发射有相同的几率，因此，并不是管芯产生的所有光都可以释放出来，这主要取决于半导体材料质量、管芯结构及几何形状、封装内部结构与包封材料，应用要求提高LED的内、外部量子效率。常规Φ5mm型LED封装是将边长0.25mm的正方形管芯粘结或烧结在引线架上，管芯的正极通过球形接触点与金丝，键合为内引线与一条管脚相连，负极通过反射杯和引线架的另一管脚相连，然后其顶部用环氧树脂包封。反射杯的作用是收集管芯侧面、界面发出的光，向期望的方向角内发射。顶部包封的环氧树脂做成一定形状，有这样几种作用：保护管芯等不受外界侵蚀；采用不同的形状和材料性质(掺或不掺散色剂)，起透镜或漫射透镜功能，控制光的发散角；管芯折射率与空气折射率相关太大，致使管芯内部的全反射临界角很小，其有源层产生的光只有小部分被取出，大部分易在管芯内部经多次反射而被吸收，易发生全反射导致过多光损失，选用相应折射率的环氧树脂作过渡，提高管芯的光出射效率。用作构成管壳的环氧树脂须具有耐湿性，绝缘性，机械强度，对管芯发出光的折射率和透射率高。选择不同折射率的封装材料，封装几何形状对光子逸出效率的影响是不同的，发光强度的角分布也与管芯结构、光输出方式、封装透镜所用材质和形状有关。若采用尖形树脂透镜，可使光集中到LED的轴线方向，相应的视角较小；如果顶部的树脂透镜为圆形或平面型，其相应视角将增大。如下图7所示为1.3W一种的高功率LED封装图[6]。图71.3W高功率LED封装不同颜色的5mmLED随着时间变化不会以同样的方衰减。在20mA的电流下，5mm封装LED的衰减如图8所示[7]。红光LED的光输出衰减速率较白光LED慢，而绿光和蓝光LED则以中等的速率衰减。自光封装在一个与外界嗝离的灯具中，环境温度将影响白光白的充输出衰减速率。图85mm封装LED的衰减情况随着大功率白光LED封装技术的发展，可以通过减小白光LED结点与插脚间的热阻，把封装外壳做成扁平状、缩短节点与插脚间的距离来缩短传输的距离。同时引线的支架的直径更大，引脚增大，并使用热传导性能较好的材料制作，能使热量更快的散发出来。使用耐高温的环氧数值，解决了高温的散热问题，因此可以利用大芯片进行封装，致使其工作电流可由一般的20mA增大到350mA、700mA甚至1000mA，其功率可以达到1W、3W甚至5W。这种封装的辐射视角很宽，因此该白光LED的光效率很高，所以，信号灯中使用的白光LED只需要十几只，甚至几只，常见的LED台灯也是如此。常规白光LED与功率白光LED在信号灯中的应用有些不同：如材料不同，一般白光LED用环氧树脂作安装版，而功率白光LED需要使用铝基线路板（MPCB）；生产工艺不同，一般白光LED使用波峰焊接或手焊接均可，而功率白光LED需要使用贴片焊机；结构要求不同；配光设计不同，使用寿命不一样等。3.5.2散热问题及解决散热技术是影响取光效率的重要要素。对于由PN结组成的发光二极管，当正向电流从PN结流过时，PN结有发热损耗，这些热量经由粘结胶、灌封材料、热沉等，辐射到空气中，在这个过程中每一部分材料都有阻止热流的热阻抗，也就是热阻，热阻是由器件的尺寸、结构及材料所决定的固定值。设发光二极管的热阻为Rth（℃/W），热耗散功率为PD（W），此时由于电流的热损耗而引起的PN结温度上升为：(4)PN结结温为：(5)其中TA为环境温度。由于结温的上升会使PN结发光复合的几率下降，发光二极管的亮度就会下降。同时，由于热损耗引起的温升增高，发光二极管亮度将不再继续随着电流成比例提高，即显示出热饱和现象。另外，随着结温的上升，发光的峰值波长也将向长波方向漂移，约0.2-0.3nm/℃，这对于通过由蓝光芯片涂覆YAG荧光粉混合得到的白色LED来说，蓝光波长的漂移，会引起与荧光粉激发波长的失配，从而降低白光LED的整体发光效率，并导致白光色温的改变。对于功率发光二极管来说，驱动电流一般都为几百毫安以上，PN结的电流密度非常大，所以PN结的温升非常明显。对于封装和应用来说，如何降低产品的热阻，使PN结产生的热量能尽快的散发出去，不仅可提高产品的饱和电流，提高产品的发光效率，同时也提高了产品的可靠性和寿命。LED的密集排列组成白光照明系统，热量的耗散问题是功率型LED应用的先决条件[7]为了降低产品的热阻，首先封装材料的选择显得尤为重要，包括热沉、粘结胶等，各材料的热阻要低，即要求导热性能良好。其次结构设计要合理，各材料间的导热性能连续匹配，材料之间的导热连接良好，避免在导热通道中产生散热瓶颈，确保热量从内到外层层散发。同时，要从工艺上确保，热量按照预先设计的散热通道及时的散发出去。4LED节能照明的应用LED节能照明的应用，是随着对LED发光技术的研发而进一步发展的。在对不同需求电路要求中，其驱动电路也不尽相同。（一）前景及发展趋势目前，照明消耗约占整个电力消耗的20%，大大降低照明用电是节省能源的重要途径，为实现这一目标业界已研究开发出许多种节能照明器具，并达到了一定的成效。但是，距离“绿色照明”的要求还不够，开发和应用更高效、可靠、安全、耐用的新型光源势在必行。LED以其固有的优越性正吸引着世界的目光。据UBS投资研究机构做出的预测，2005年到2010年高亮度LED（发光二极管）市场的年复合增长率（CAGR）有望达到26%[12]。随着LED技术的迅猛发展，其发光效率的逐步提高