LED照明灯具培训资料.pdf
Free Powerpoint TemplatesPage 1Free Powerpoint TemplatesLED照明灯照明灯具具培训培训资料资料Free Powerpoint TemplatesPage 2课程内容：课程内容：*LED应用应用*LED基础知识基础知识*LED灯具结构知识灯具结构知识*LED灯具的认证知识灯具的认证知识*LED灯具的可靠性验证灯具的可靠性验证*LED灯具的检验项目灯具的检验项目Free Powerpoint TemplatesPage 3LED的应用的应用景观照明景观照明Free Powerpoint TemplatesPage 4LED的应用的应用LED背光Free Powerpoint TemplatesPage 5LED的应用的应用LED显示屏Free Powerpoint TemplatesPage 6LED的应用的应用LED指示Free Powerpoint TemplatesPage 7LED的应用的应用LED装饰Free Powerpoint TemplatesPage 890%使用光源LED荧光灯荧光灯普通灯泡普通灯泡高压钠灯高压钠灯光源光效90流明/瓦80流明/瓦20流明/瓦100流明/瓦电源效率90%85%100%有效光照效率90%60%60%60%灯具(取光)效率90%60%60%60%寿命50000小时2000小时2000小时10000小时各类灯具的比较各类灯具的比较Free Powerpoint TemplatesPage 9 LED（light emitting diode)是一种电能转化为光能的电子器件，具有二极管特性。其心脏是一个半导体晶片，晶片由三部分组成：P型半导体（空穴为主要载流子），N型半导体（主要是电子）和PN结（发光部分）。当电流正向通过芯片的时候，空穴和电子在PN结复合式，电子从高能态跃迁到低能态时，电子将多余的能量以光能的形式释放出来，这就是LED的发光原理。Free Powerpoint TemplatesPage 10LED结构组成结构组成Free Powerpoint TemplatesPage 11灯珠类型灯珠类型Free Powerpoint TemplatesPage 12LEDLED电气特性电气特性（1）正向电压正向电压VFVF：LED正向导通时的压降，由LED本身的V-I特性曲线决定。一般为2.8V3.4V,在日常使用中越低越好。在日常使用中越低越好。（2）正向电流正向电流IFIF：LED在正常范围工作时的电流。正向电流的范围由芯片决定。一般芯片越大，正向电流就越大，电流超过标称可能会造成LED过流死灯。（3）反向电压反向电压VRVR：LED多允许的反向最大电压，超过此值，LED可能会被击穿。通向允许最大反向电压为5V。（4）反向漏电流反向漏电流IRIR：LED在一定反向电压下的反向漏电流，此数值主要有LED芯片决定。一般产品都把反向电压为5V 时的漏电流定义为产品的反向漏电流。IR是判断LED芯片是否失效的重要参数，一般芯片反向漏电流几乎为零，最大不能超过10uA。Free Powerpoint TemplatesPage 13LED光学特性1.颜色和波长光是一种电磁波。电磁波的波长决定了光的颜色。可见光的波长范围一般是380nm-760nm左右。Free Powerpoint TemplatesPage 14LED光学特性2.2.照明术语基本定义照明术语基本定义光通量光通量()Luminous Flux()Luminous Flux:点光源或非点光源在单位时间发出并被人眼所能感知的能量即为光通量。光通量的单位为流明(简写lm)。照度照度(E)Illumination(E)Illumination：可用照度计直接测量。光照度的单位是勒克斯，是英文lux的音译，也可写为lx。被光均匀照射的物体，在1平方米面积上得到的光通量是1流明时，它的照度是1勒克斯。Lm/m2发光强度发光强度(I)Luminous Intensity(I)Luminous Intensity：简称光强，国际单位是candela（坎德拉）简写cd。cd是指光源在指定方向的单位立体角内发出的光通量。Free Powerpoint TemplatesPage 15LED光学特性 2.2.光通量光通量/光强光强/照度关系图照度关系图Free Powerpoint TemplatesPage 16LED光学特性显色性显色性(Color Rendering Index)：光源对物体呈现的程度光源对物体呈现的程度，即颜色的逼真即颜色的逼真程度程度。常称常称“显色指数显色指数”单位单位：Ra。显色性高的光源对颜色的再现较好，我们所看到的颜色也就较接近自然原色，光源的显色性用显色指数（Color Rendering Index）来表示。Ra值为100的光源表示，事物在其灯光下显示出来的颜色不在标准光源下一致。（目前佳盟使用灯珠通常为RA80)RA80RA=60Free Powerpoint TemplatesPage 1717色温色温(Co1or Temperature)(Co1or Temperature)单位：绝对温度单位：绝对温度(Kelvin,K)(Kelvin,K)一个光源之色温被定义为与其具有相同光色之“标准黑体”一个光源之色温被定义为与其具有相同光色之“标准黑体”本身之绝对温度值，本身之绝对温度值，此温度可以在色度图上之普朗克轨迹上找到其对应点。标准黑体之温度越高此温度可以在色度图上之普朗克轨迹上找到其对应点。标准黑体之温度越高,其其辐射出之光线光谱中蓝色成份越多辐射出之光线光谱中蓝色成份越多,红色成份也就相对的越少。以发出光色为暖红色成份也就相对的越少。以发出光色为暖白色之普通白热灯泡为例，其色温为白色之普通白热灯泡为例，其色温为2700K2700K，而昼光色日光灯之色温为，而昼光色日光灯之色温为6000K6000K。CIE DiagramCIE Diagram注：一般白光色温注：一般白光色温20002000-3000K 3000K 为暖白为暖白 30003000-5000K 5000K 为白偏黄为白偏黄50005000-8000K 8000K 为正白为正白 80008000-10000K 10000K 为冷白为冷白1000010000以上为白偏蓝以上为白偏蓝LED光学特性Free Powerpoint TemplatesPage 18LED光学特性光效光效(Luminous Efficiency)Luminous Efficiency)：光源发出的光通量除以光源的功率。它是衡量光源节能的重要指标。单位：每瓦流明（Lm/w）。光源所发出的总光通量与该光源所消耗的电功率（瓦）的比值，称为该光源的光效（lm/w）。光效值越高，表明照明器件将电能转化为光能的能力越强。目前目前LEDLED的光效均可以做到的光效均可以做到100LM/W150LM/W100LM/W150LM/WFree Powerpoint TemplatesPage 19LED光学特性发光强度为最大光强一半不中轴的夹角的两倍即为光源的发光角度。LED常见的发光角度有90、120、140等发光角度发光角度(BEAM ANGLE)Free Powerpoint TemplatesPage 20LED热学特性1.基本介绍LED发光需要电流驱动。但是输入LED的电能中只有大概30%的电能转化为光能。大部分的电能因无效符合而转化为热能。LED发光过程中产生的热量和周围环境温度（Ta）都影响这LED的结温Tj。结温是影响LED寿命的重要指标。LED是对温度非常敏感的器件，LED的结温越高，不但会影响其光学特性，对LED本身可靠性也会造成严重的影响。Free Powerpoint TemplatesPage 21LED热学特性2.2.结温（结温（Junction TemperatureJunction Temperature）LED结温是指结温是指LED芯片芯片PN结的温度结的温度，用用Tj表示表示。LED结温寿命直结温寿命直接影响着接影响着LED的光谱的光谱，器件寿命器件寿命，可靠度和发光效率等可靠度和发光效率等。是LED器件封装和器件应用设计必须着重解决的核心问题.Free Powerpoint TemplatesPage 22LED热学特性3.热阻（Thermal Resistance）热阻是指阻碍热量传递的一个综合参数，单位用/W来表示。即物体持续传热功率为1W时，导热途径两端的温差总热阻为各段热阻之总和。Free Powerpoint TemplatesPage 23LED热学特性4.波长（色温）与结温的关系随着LED结温的不同，LED的波长的中心会发生红移或者蓝移。从而导致色温产生变化。通常表现在冷灯与热灯时色温会不一样，热灯色温数字会变大Free Powerpoint TemplatesPage 24LED热学特性5.正向电压与结温的关系LED的正向电压具有负温度特性，即温度越高，正向电压越低。一般为-(2-3)mV/Free Powerpoint TemplatesPage 25LED热学特性6.光通量与结温的关系随着LED结温的上升，LED的输出光通量会下降。Free Powerpoint TemplatesPage 26LED热学特性7.寿命与结温的关系LED结温越高，LED寿命越短Free Powerpoint TemplatesPage 27LED灯具结构灯具结构*光学专业光学专业*空气学专业空气学专业*热学专业热学专业*电子学专业电子学专业*结构模具学专业结构模具学专业*安规知识安规知识*传统灯具知识传统灯具知识7大专业大专业Free Powerpoint TemplatesPage 28LED灯具结构灯具结构1.灯罩/透镜2.散热件3.灯珠4.铝基板5.电源6.底座7.灯头LED灯具7大物料Free Powerpoint TemplatesPage 29LED灯具结构透镜、灯罩透镜的功能是将LED的大角度光（一般为90-120度）再次聚光成5度80度任意想要得到的角度，实现不同照明用途，如射灯/PAR灯/工矿灯PMMA透镜透镜光学级PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯，俗称：亚克力）。透光率高（3mm厚度时穿透率93%左右）；缺点：温度不能超过80（热变形温度92度）PCPC透镜透镜光学级料Polycarbonate（简称PC）聚碳酸酯。塑胶类材料。透光率稍低（3mm厚度时穿透率89%左右）；缺点：温度不能超过110（热变形温度135度）灯罩的功能是将LED的点发光源通过灯罩的扩散实现均匀的面发光或全方位发光。实现不同照明用途。如球泡灯、台灯、光管等Free Powerpoint TemplatesPage 30LED灯具结构散热器LED灯具上散热器的功能是将LED的热量用最快速度最大可能转移出来并转移到环境中，保证LED灯具能有安全、有效、持久的工作。同时达到结构安全及外观完美表达的作用。LED灯具中热量传递有三种途径：传导、对流、辐射LED灯具良好的散热保证：1.尽可能足够的散热面积设计（表面温升不超过50度）2.尽可能足够多与铝基板面的无缝接合（温差5度以内）3.尽可能利用空间对流原理4.尽可能表面处理及材料选择做到热辐射最大化5.尽可能减少各结构环节的总热阻Free Powerpoint TemplatesPage 31LED灯具结构电源LED灯具上的电源功能是灯具的心脏。其的稳定性及安全性及持久性决定灯具的寿命。LED电源分类：线路结构：隔离电源/非隔离电源使用功能：调光电源/非调光电源使用方法：内置电源/外置电源使用场合：恒流电源/恒压电源LED驱动电源是把电源供应转换为特定的电压电流以驱动LED发光的电压转换器，通常情况下：LED驱动电源的输入包括高压工频交流（即市电）、低压直流、高压直流、低压高频交流（如电子变压器的输出）等。而LED驱动电源的输出则大多数为可随LED正向压降值变化而改变电压的恒定电流源。Free Powerpoint TemplatesPage 32LED灯具结构电源LED灯具中电源的参数要求：LED驱动电源是灯具第二个发热源：线路设计、效率高低、负载状况决定发热的大小发热器件：驱动IC/桥堆/MOS管/电感电解电容/二极管/变压器Free Powerpoint TemplatesPage 33LED灯具结构电源如何有效降低电源温度：*提高效率*保持足够设计余量*电源灌封A/B散热硅胶、平衡零件温度电解电容品质好好与其工作环境温度决定产品寿命如何有效控制电源品质：*线路设计符合SMT及波峰焊制程*空焊/虚焊的检验及预防*电源重要零件的使用及品牌要求Free Powerpoint TemplatesPage 34LED灯具结构铝基板LED灯珠最直接的承载体及热传导介质（传导到灯杯）*采用表面贴装技术（SMT）；*在电路设计方案中对热扩散进行极为有效的处理；*降低产品运行温度，提高产品功率密度和可靠性，延长产品使用寿命；铝基板为了与灯杯能紧密接触，通常在铝基板下面涂导热硅脂，填补他们接触面的空隙Free Powerpoint TemplatesPage 35LED灯具结构灯头LED灯与灯座接合之头，不同灯有不同的接口Free Powerpoint TemplatesPage 36LED灯具参数一览表Free Powerpoint TemplatesPage 37LED灯具参数一览表Free Powerpoint TemplatesPage 38LED灯具的认证亚洲Free Powerpoint TemplatesPage 39LED灯具的认证美洲Free Powerpoint TemplatesPage 40LED灯具的认证欧洲Free Powerpoint TemplatesPage 41LED灯具的认证国际认证、澳洲、中东、南非Free Powerpoint TemplatesPage 42LED灯具的可靠性验证1.高温高压及其冲击测试：测试方法：1，将5款LED灯具放置在一个室温为60的房间；2，通过调压器将LED灯具的输入电压调为最大额定输入电压的1.1倍；3，接通电源，点灯24H，并观察灯具是否有损坏、材料受热变形等异常现象；4，点灯测试后，通过继电器控制灯具在此环境下进行冲击测试，测试设置为：点灯20s、熄灯20s，循环100次。测试要求：A，灯具在经过高温高压测试后，不能发生表面脱漆、变色、开裂、材料变形等异常现象；B，灯具在经过冲击测试后，不能发生漏电、点灯不亮等电气异常现象。Free Powerpoint TemplatesPage 43LED灯具的可靠性验证2.低温低压及其冲击测试：测试方法：1，将5款LED灯具放置在一个-15的环境下；2，通过调压器将LED灯具的输入电压调为最小额定输入电压的0.9倍；3，接通电源，点灯24H，并观察灯具是否有损坏、材料受热变形等异常现象；4，点灯测试后，通过继电器控制灯具在此环境下进行冲击测试，测试设置为：点灯20s、熄灯20s，循环100次。测试要求：A，灯具在经过低温低压测试后，不能发生表面脱漆、变色、开裂、材料变形等异常现象；B，灯具在经过冲击测试后，不能发生漏电、点灯不亮等电气异常现象。Free Powerpoint TemplatesPage 44LED灯具的可靠性验证3.常温常压冲击测试：测试方法：1，将5款LED灯具放置在一个室温为25的环境下；2，按LED灯具的额定输入电压接通电源点灯；3，通过继电器控制灯具在常温常压下进行冲击测试，测试设置为：点灯30s、熄灯30s，循环10000次。测试要求：灯具在经过常温常压冲击测试后，不能发生漏电、点灯不亮等电气异常现象。4.温度循环测试测试方法：1，将5款LED灯具放置在一个测试箱，测试箱的温度可以调节温度变化速率；2，按LED灯具的额定输入电压接通电源点灯；3，测试箱的温度变化范围设置为从-10到50，温变速率为：大于1/min，但小于5/min；4，测试箱在高温和低温各保持0.5H，循环8次。测试要求：灯具在经过温度循环测试后，不能发生漏电、点灯不亮等电气异常现象。Free Powerpoint TemplatesPage 45LED灯具的可靠性验证5.恒定湿热测试：测试方法：1，将5款LED灯具放置在一个恒温恒湿箱，恒温恒湿箱的设置为相对湿度95%，温度为45；2，按LED灯具的额定输入电压接通电源点灯48H；3，将样品取出后擦干表面水珠，放在正常大气压和常温下恢复2H后进行检查。测试要求：1，外观无锈蚀、裂痕或其它机械损伤；2，灯具不能发生漏电、点灯不亮等电气异常现象。6.振动测试测试测试方法：1，将5款LED灯具样品包装好放置在振动测试台上；2，将振动测试仪的振动速度设为300转/分钟，振幅设为2.54厘米，启动振动仪；3，将灯具按以上方法在上下、左右、前后三个方向上分别测试30分钟。测试要求：灯具在经过振动测试后，不能发生零件脱落、结构损坏、点灯不亮等异常现象。Free Powerpoint TemplatesPage 46LED灯具的可靠性验证7.寿命测试：测试方法：1，将5款LED灯具在室温25的环境下，按额定输入进行初始光通、功率、色温等参数的测试；2，初始测试完成后，将这些样品放置在一个室温为25的环境下，按额定输入电压接通电源点灯；3，前三个月，每隔10天对这些样品进行一次和初始测试同等环境、同样条件的测试，将测试的光通、功率、色温等记录下来并和初始参数进行对比；4，测试进行到三个月之后，则调整测试间隔为每月进行一次参数测试，记录数据并和初始值对比；测试要求：1，灯具在寿命测试中，当光通衰减为其初始光通的70%的时间，则为该样品的寿命，通过所有样品的寿命的平均值计算可得出该LED灯具的平均寿命；2，LED样品在测试过程中出现点灯不亮的现象，则为其绝对寿命时间。Free Powerpoint TemplatesPage 47LED灯具的可靠性验证-IPIPXX-防尘、防水等级Free Powerpoint TemplatesPage 48LED灯具的检验检验项目：1、电性能参数：a)工作电压b)工作电流c)功率d)功率因素e)灯具安全等级f)抗电强度g)漏电电流h)绝缘电阻2、光学参数：a)光强：光强分布曲线、等光强曲线。b)光通量：总光通量、有效光通量、区域光通量表格、环带光通量表格。c)照度：照度分布、等照度曲线。d)光源：光源数量、光源型号、光源的组成、光源封装。e)色温。f)色坐标g)灯具发光角度Free Powerpoint TemplatesPage 49LED灯具的检验检验项目：3、结构与外观：a)外壳结构材料。b)灯具的类型。c)灯具的重量。d)灯具的标签。e)灯具防护等级。4、可靠性试验：a)温升试验。b)开关电试验。c)振动试验。d)发光维持特性与老化试验。e)灯具功能检验Free Powerpoint TemplatesPage 50LED灯具的检验-报告参数确认Free Powerpoint TemplatesPage 51LED灯具的检验-报告参数确认Free Powerpoint TemplatesPage 52LED灯具的检验-报告参数确认Free Powerpoint TemplatesPage 53Free Powerpoint TemplatesLED照明灯照明灯具具培训培训资料资料
