《LED的基础知识》课件2.pptx

LED的基础知识 制作人：Ppt制作者时间：2024年X月目录第第1 1章章 简介简介第第2 2章章 LED LED的基本参数的基本参数第第3 3章章 LED LED的制造工艺的制造工艺第第4 4章章 LED LED驱动电路设计驱动电路设计第第5 5章章 LED LED的应用案例的应用案例第第6 6章章 总结总结 0101第1章 简介 LED的历史和发展从实验室到商业应用LED的历史起源从单色到多色LED的技术发展进程成为21世纪最具潜力的产业LED的市场前景 LED的基本构造和工作原理PN结、芯片、封装LED的构造和组成注入载流子、复合辐射LED的原理及发光机制量子效率、色坐标LED的发光效率和发光颜色 屏幕、电视、数码产品LED的显示应用0103手机、电脑、电视LED的背光源应用02室内、室外、专业照明LED的照明应用寿命寿命LEDLED照明寿命长达照明寿命长达5 5万小时万小时传统照明寿命较短传统照明寿命较短环保环保LEDLED照明无汞、无辐射照明无汞、无辐射传统照明含重金属传统照明含重金属安全性安全性LEDLED照明低电压、低热量照明低电压、低热量传统照明高电压、高热量传统照明高电压、高热量LED与传统照明技术的比较节能性节能性LEDLED照明节能照明节能40%80%40%80%传统照明产生大量热量传统照明产生大量热量LED的市场前景LED作为一种新型的光源，具有诸多优势，其市场前景广阔。据市场研究机构预测，到2025年，全球LED市场将达到1.3万亿美元。未来，随着LED技术的不断发展和应用范围的不断扩大，LED行业将迎来更加美好的发展前景。LEDLED的优点的优点LEDLED具有诸多优点，其中最为突出的是高能效、长寿命、具有诸多优点，其中最为突出的是高能效、长寿命、安全环保、色彩鲜艳、亮度高等。安全环保、色彩鲜艳、亮度高等。LED的组成部分PN结芯片封装 LEDLED的工作原理的工作原理当电流通过当电流通过LEDLED芯片时，电子和空穴在芯片时，电子和空穴在PNPN结中复合并辐射结中复合并辐射出能量，这种能量在光学器件的作用下转化为可见光。出能量，这种能量在光学器件的作用下转化为可见光。LED的发光机制注入载流子复合辐射 商场、酒店、家居室内照明0103舞台、影视、医疗专业照明02街道、广场、桥梁室外照明使用环境使用环境LEDLED照明适用于各种环境照明适用于各种环境传统照明受环境限制传统照明受环境限制安装维护安装维护LEDLED照明安装方便、维护简单照明安装方便、维护简单传统照明安装费时、维护困难传统照明安装费时、维护困难成本效益成本效益LEDLED照明初始投资高、后期可照明初始投资高、后期可获得回报获得回报传统照明初始投资低、后期成传统照明初始投资低、后期成本高本高LED与传统照明技术的比较照明效果照明效果LEDLED照明色彩丰富、亮度高照明色彩丰富、亮度高传统照明色彩单一、亮度低传统照明色彩单一、亮度低LED的发展趋势未来，随着LED技术的不断发展和应用范围的不断扩大，LED将成为照明产业的主流光源。同时，智能照明、车联网、5G等新兴领域的崛起也将为LED的发展提供新的机遇和挑战。0202第2章 LED的基本参数 LEDLED的光电性能的光电性能LEDLED的光电性能是指的光电性能是指LEDLED的发光效率，主要包括光通量及的发光效率，主要包括光通量及亮度，发光角度，光谱分布等参数。其中，光通量反映了亮度，发光角度，光谱分布等参数。其中，光通量反映了LEDLED的光输出功率，亮度则是的光输出功率，亮度则是LEDLED发出光的亮度强度，发发出光的亮度强度，发光角度描述了光角度描述了LEDLED的发光方向，光谱分布则表示的发光方向，光谱分布则表示LEDLED在不在不同波长上的强度分布情况。同波长上的强度分布情况。LED的光电性能LED的光输出功率光通量LED发出的光的亮度强度亮度LED的发光方向发光角度LED在不同波长上的强度分布情况光谱分布LEDLED的电特性的电特性LEDLED的电特性是指的电特性是指LEDLED在电学性质方面的表现，主要包括在电学性质方面的表现，主要包括前向电压、正常工作电流、反向电流、寿命和可靠性等参前向电压、正常工作电流、反向电流、寿命和可靠性等参数。其中，前向电压是数。其中，前向电压是LEDLED正常工作的最小电压，正常工正常工作的最小电压，正常工作电流是指作电流是指LEDLED正常光输出时的电流值，反向电流则是正常光输出时的电流值，反向电流则是LEDLED在反向电压下漏电的电流值，寿命和可靠性则是在反向电压下漏电的电流值，寿命和可靠性则是LEDLED的使用寿命和可靠性指标。的使用寿命和可靠性指标。LED的电特性LED正常工作的最小电压前向电压LED正常光输出时的电流值正常工作电流LED在反向电压下漏电的电流值反向电流LED的使用寿命和可靠性指标寿命和可靠性LEDLED的热性能的热性能LEDLED的热性能是指的热性能是指LEDLED在热学性质方面的表现，主要包括在热学性质方面的表现，主要包括发热量及散热、工作温度范围、热导率等参数。其中，发发热量及散热、工作温度范围、热导率等参数。其中，发热量及散热是热量及散热是LEDLED产生的热量和热量散发的速度，工作温产生的热量和热量散发的速度，工作温度范围是度范围是LEDLED正常工作时允许的温度范围，热导率则是正常工作时允许的温度范围，热导率则是LEDLED传导热量的能力。传导热量的能力。LED的热性能LED产生的热量和热量散发的速度发热量及散热LED正常工作时允许的温度范围工作温度范围LED传导热量的能力热导率LED的材料、尺寸、导热材料、散热方式等都会影响LED的热性能LED的热性能的影响因素LEDLED的封装形式的封装形式LEDLED的封装形式是指的封装形式是指LEDLED的封装结构、封装材料及工艺、的封装结构、封装材料及工艺、封装类型及应用场景等参数。其中，封装类型及应用场景等参数。其中，LEDLED的封装结构包括的封装结构包括芯片封装和模块封装两种形式，封装材料及工艺则是指芯片封装和模块封装两种形式，封装材料及工艺则是指LEDLED封装过程所用的材料及加工工艺，封装类型及应用场封装过程所用的材料及加工工艺，封装类型及应用场景则是指不同的景则是指不同的LEDLED封装类型及其适用的应用场景。封装类型及其适用的应用场景。模块封装模块封装优点：散热效果好、发光角度优点：散热效果好、发光角度可控可控缺点：尺寸较大、光效较低缺点：尺寸较大、光效较低封装材料封装材料优点：散热效果好、透光性高优点：散热效果好、透光性高缺点：成本高、材料易受到外缺点：成本高、材料易受到外界影响界影响应用场景应用场景优点：广泛应用于照明、显示优点：广泛应用于照明、显示等领域等领域缺点：对环境要求较高、封装缺点：对环境要求较高、封装成本高成本高LED的封装形式芯片封装芯片封装优点：可以实现小尺寸化、高优点：可以实现小尺寸化、高亮度等性能亮度等性能缺点：散热效果差、发光角度缺点：散热效果差、发光角度不可控制不可控制 0303第3章 LED的制造工艺 LED芯片制造通过该技术制备出高质量的LED芯片单晶片生长和切割不同的外延结构对芯片的性能有影响芯片外延结构选择合适的工艺对芯片性能有决定性影响芯片制备工艺 LED封装制造不同的封装材料对LED的使用场景有影响玻璃、塑料封装工艺选择合适的封装材料对LED的性能和寿命有影响封装材料应用选择封装设计的合理性对LED的性能和使用寿命有影响封装设计及参数 LED检测及质量控制LED光电参数直接关系到LED的亮度和颜色LED光电参数测试LED不同的发光波长有不同的应用场景光谱分析和波长测试LED的质量控制需要严格按照标准进行，保证产品的质量质量控制管理 LED的未来发展趋势LED技术目前正在向更高效、更绿色、更智能的方向发展LED技术创新方向LED市场规模逐年增长，未来有很大的发展空间LED全球市场预测LED产业目前处于快速发展期，未来还有很大的机会和挑战LED产业发展趋势 单晶片生长和切单晶片生长和切割割单晶片是通过浸泡在液体中的晶种，让晶体在晶种上不断单晶片是通过浸泡在液体中的晶种，让晶体在晶种上不断生长而成。晶体生长的方法分为自生长和外延生长两种。生长而成。晶体生长的方法分为自生长和外延生长两种。生长好的晶片需要使用切割机切割成各种规格尺寸的基片。生长好的晶片需要使用切割机切割成各种规格尺寸的基片。LED芯片外延结构通过掺杂少量的杂质来调整芯片的性能，如提高发光效率、改善色纯度等辅助生长法将几种材料层交替生长，形成复合结构，如GaN/InGaN、AlGaInP/InGaP等复合结构复合外延法在GaAs、AlGaAs等材料中间夹一层非常薄的InGaAs或AlGaAs，形成量子阱结构，提高LED的效率和发光质量量子阱外延法 塑料封装塑料封装成本低成本低生产速度快生产速度快便于大规模生产便于大规模生产重量较轻重量较轻陶瓷封装陶瓷封装高温稳定性好高温稳定性好机械强度高机械强度高不易受环境腐蚀不易受环境腐蚀尺寸精度高，尺寸稳定尺寸精度高，尺寸稳定金属封装金属封装散热效果好散热效果好防水、防尘效果好防水、防尘效果好防振动，抗冲击防振动，抗冲击封装形式多样封装形式多样封装材料应用选择玻璃封装玻璃封装透光性好透光性好抗老化、抗紫外线、抗化学腐抗老化、抗紫外线、抗化学腐蚀蚀热膨胀系数低，形状稳定热膨胀系数低，形状稳定高机械强度，不易破碎高机械强度，不易破碎LEDLED的发展历程的发展历程LEDLED最早是在最早是在2020世纪世纪6060年代美国的通用电气公司实验室里年代美国的通用电气公司实验室里偶然发现的。经过几十年的发展，偶然发现的。经过几十年的发展，LEDLED已经有了很大的变已经有了很大的变化，从最初的红、绿、蓝三种颜色，变成了目前能够发出化，从最初的红、绿、蓝三种颜色，变成了目前能够发出各种颜色的各种颜色的LEDLED产品。产品。0404第4章 LED驱动电路设计 LED驱动原理简介LED驱动电路介绍0103常用的恒流源控制方法恒流源控制方法02常用的电源转换技术电源转换技术如何选择适合的驱动电路参数驱动电路参数选择0103常用的驱动电路调试方法驱动电路调试方法02驱动电路设计的步骤驱动电路设计流程各类LED驱动IC的介绍LED驱动IC的种类和分类0103常见的LED驱动IC型号及其特点常用LED驱动IC介绍02如何选择适合的LED驱动IC选型原则和注意事项如何设计LED照明电路LED照明电路设计0103如何设计LED汽车灯电路LED汽车灯电路设计02如何设计LED显示电路LED显示电路设计LED驱动电路介绍LED驱动电路是将电能转换为光能的关键部分，其稳定性和效率对整个LED系统都具有重要影响。常用的电源转换技术开关电源的优点和缺点开关电源线性电源的优点和缺点线性电源直接驱动电源的优点和缺点直接驱动电源 驱动电路参数选驱动电路参数选择择在设计在设计LEDLED驱动电路时，需要选择适合的驱动电路参数，驱动电路时，需要选择适合的驱动电路参数，例如输入电压范围、输出电压范围、输出电流范围等。这例如输入电压范围、输出电压范围、输出电流范围等。这些参数的选择会直接影响到电路的稳定性和效率。些参数的选择会直接影响到电路的稳定性和效率。开关驱动开关驱动ICICLM3404HVMRLM3404HVMRMAX16834MAX16834MAX16820MAX16820直接驱动直接驱动ICICLM3630LM3630AS3691AS3691AS3693AS3693其他驱动其他驱动ICICWLEDWLEDTPS61187TPS61187LTC3490LTC3490常用LED驱动IC介绍线性驱动线性驱动ICICLP8860-Q1LP8860-Q1LP5569LP5569LM3404HVMALM3404HVMA 0505第5章 LED的应用案例 卧室、客厅、餐厅、书房等家居照明应用0103公园、游乐场、桥梁、建筑等景观照明应用02商场、超市、酒店、展览馆等商业照明应用计数器、计时器、电子钟等数码管应用0103电视、电脑显示器、手机等LCD背光源应用02招牌广告、时钟、温度显示等点阵显示应用仪表盘、天窗、座椅照明等车内照明应用0103转向灯、刹车灯、倒车灯等信号灯和尾灯应用02大灯、雾灯、刹车灯等车外照明应用LEDLED的节能和环的节能和环保优势保优势LEDLED灯具具有高光效、低能耗、长寿命等优点，普遍应用灯具具有高光效、低能耗、长寿命等优点，普遍应用于室内外照明。与传统光源相比，于室内外照明。与传统光源相比，LEDLED灯具的节能效果尤灯具的节能效果尤其明显，同时还有低碳、环保等特点。其明显，同时还有低碳、环保等特点。LEDLED的社会影响的社会影响和意义和意义LEDLED的出现改变了传统照明方式，以其高效、环保、安全的出现改变了传统照明方式，以其高效、环保、安全等特点，成为照明行业的主流。同时，等特点，成为照明行业的主流。同时，LEDLED技术的不断创技术的不断创新，也推动了照明行业的发展。新，也推动了照明行业的发展。LED的未来发展展望LED灯具不断进一步提高，扩大应用领域照明领域LED灯具的应用，将成为智能家居的重要组成部分智能家居LED灯具的应用，将助力建设智慧城市智慧城市LED应用领域将进一步扩展，涵盖更多领域应用领域传统照明传统照明固定固定不可调节不可调节较低较低较短较短LEDLED照明照明可调节可调节可调节可调节较高较高较长较长比较比较颜色温度可调节，满足不同需颜色温度可调节，满足不同需求求光出射角度可调节，提高照明光出射角度可调节，提高照明效果效果颜色呈现度高，更真实自然颜色呈现度高，更真实自然寿命长，减少更替成本寿命长，减少更替成本LED与传统照明对比项目项目颜色温度颜色温度光出射角度光出射角度颜色呈现度颜色呈现度寿命寿命 0606第6章 总结 缺点缺点成本高成本高光衰严重光衰严重颜色还原度偏低颜色还原度偏低光效不稳定光效不稳定 LED的优缺点总结优点优点耗电少耗电少寿命长寿命长高效节能高效节能绿色环保绿色环保LED的未来发展趋势总结发展智能化、个性化、集成化等特色化方向技术发展方向到2030年，全球LED市场规模将达到1000亿美元市场规模预测 LED灯泡的使用越来越普及室内照明0103LED广告灯箱越来越受欢迎广告灯箱02LED路灯取代传统路灯路灯LED在显示领域的应用前景LED大屏幕广泛应用于室内外的各种场合大屏幕显示LED显示屏在汽车仪表盘中的应用越来越广泛汽车显示LED显示屏在手机、平板等设备中的应用越来越广泛移动设备显示 LED车灯寿命长，颜色还原度高，被广泛应用于汽车头灯、尾灯等车灯0103LED内部照明，如车顶灯、车门灯等应用越来越广泛内部照明02LED显示屏被广泛应用于汽车仪表盘中，显示效果更佳仪表盘政府的政策支持政府的政策支持加强对加强对LEDLED产业的扶持产业的扶持推出相关政策推出相关政策行业的合作和创新行业的合作和创新加强与整个产业链内企业的合加强与整个产业链内企业的合作作鼓励创新鼓励创新 LED的发展对策总结企业的发展对策企业的发展对策加强技术研发加强技术研发提高产品质量提高产品质量提高服务质量提高服务质量 下次再会