LED应用产品知识培训.ppt

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1、LED日光灯管业务培训教材审核：制作1）LED知识简介2）光学知识简介3）LED日光灯品质标准4）LED与传统光源的优劣1）LED知识简介1、LED封装工艺流程2、LED光电特性3、LED不良现象4、LED的寿命1、LED封装工艺流程以上仅为以上仅为DIP LEDDIP LED和和Super Flux LEDSuper Flux LED的通用工艺流程，而的通用工艺流程，而SMDSMD，TOPTOP以及以及High Power High Power LEDLED的封装工艺流程是另有区别的！的封装工艺流程是另有区别的！2、LED光电特性光电特性-1电性技术指标电性技术指标1-1-电流电流l l额定

2、工作电流额定工作电流额定工作电流额定工作电流IF IF（mAmA）：）：）：）：LEDLED在理想的线在理想的线性工作区域，在此电流下可安全地维持正性工作区域，在此电流下可安全地维持正常的工作状态；常的工作状态；l l最小工作电流最小工作电流最小工作电流最小工作电流IF IFL L（mAmA）：）：）：）：LEDLED在小于此电在小于此电流工作时，由于超出理想的线性工作区域，流工作时，由于超出理想的线性工作区域，将无法保证将无法保证LEDLED的正常工作状态（尤其是在的正常工作状态（尤其是在一致性方面）；一致性方面）；l l最大容许正向电流最大容许正向电流最大容许正向电流最大容许正向电流IF

3、IFH H（mAmA）：）：）：）：LEDLED最大可最大可承受的正向工作电流，在此电流下，承受的正向工作电流，在此电流下，LEDLED仍仍可正常工作，但发热量剧增，可正常工作，但发热量剧增，LEDLED的使用寿的使用寿命将大大缩短；命将大大缩短；l l最大容许正向脉冲电流最大容许正向脉冲电流最大容许正向脉冲电流最大容许正向脉冲电流IF IFP P（mAmA）：）：）：）：LEDLED最最大可承受的一定占空比的正向脉冲电流的大可承受的一定占空比的正向脉冲电流的高度。高度。LED IVLED IV特性曲线特性曲线2、LED光电特性光电特性-2电性技术指标电性技术指标2-2-压降压降1.1.正向压

4、降正向压降正向压降正向压降VFVF（V V）：）：）：）：由由LEDLED本身固有本身固有的的IVIV特性曲线决定，在特性曲线决定，在IF IF条件下所对条件下所对应的应的VFVF数值。数值。2.2.击穿电压（雪崩电压）击穿电压（雪崩电压）击穿电压（雪崩电压）击穿电压（雪崩电压）VZVZ（V V）：）：）：）：在在LEDLED加载反向电压加载反向电压VRVR，在其较低时，在其较低时，流过流过LED PNLED PN结的电流很微弱，几乎为结的电流很微弱，几乎为零，（我们把这个电流也叫零，（我们把这个电流也叫LEDLED的反的反向饱和电流向饱和电流IF IF0 0），当），当VRVR增加到一定增加

5、到一定值时，流过值时，流过LED PNLED PN结的电流会急剧增结的电流会急剧增加，导致加，导致LEDLED击穿直至烧毁，我们称击穿直至烧毁，我们称这个电压为该这个电压为该LEDLED的击穿电压。的击穿电压。LED IVLED IV特性曲线特性曲线2、LED光电特性光电特性-3电性技术指标电性技术指标3-3-耗散功率耗散功率P PD D当当LEDLED上施加了额定的正向电流后，就可以计算出加载到上施加了额定的正向电流后，就可以计算出加载到LEDLED上的电功率上的电功率P PD D：PD=VFIFP PDmaxDmax1/2P1/2PDmaxDmax0 025256565125125LED

6、PNLED PN结上的功率结上的功率PDPD与温度与温度T T的关系曲线的关系曲线1.1.由由LEDLED的的I-VI-V曲线的正向曲线的正向特性可知，特性可知，LEDLED的电功的电功率受到率受到IFmaxIFmax的限制；的限制；2.2.IF IF是温度的函数，因此是温度的函数，因此PDPD也会受温度制约；也会受温度制约；3.3.由于由于LEDLED的内量子效率的内量子效率不可能达到不可能达到100%100%，因此，因此施加到施加到LEDLED上的上的PDPD会引会引起起PNPN结温度上升，当达结温度上升，当达到到PNPN结最大结温结最大结温TjmaxTjmax，会导致，会导致LEDLED

7、失效！失效！2、LED光电特性光电特性-4电性技术指标电性技术指标4-4-反向电流反向电流反向电流反向电流反向电流反向电流IRIR（A A）：）：）：）：LEDLED在一定的反向偏压（在一定的反向偏压（VRVR）下的反向漏电流。）下的反向漏电流。IRIR也是判定也是判定LEDLED失效与否的重要指标，通常：失效与否的重要指标，通常：中小功率中小功率中小功率中小功率LEDLED（）的）的）的）的LEDLED的判定标准为：的判定标准为：的判定标准为：的判定标准为：1.1.IR5 IR5 AVR=-4V;AVR=-4V;2.2.IRIR10 10 AVR=-5V;AVR=-5V;超过超过超过超过1W

8、1W的的的的High Power LEDHigh Power LED的的的的IRIR失效判定标准为：失效判定标准为：失效判定标准为：失效判定标准为：1.1.IR30IR30 AVR=-4V;AVR=-4V;2.2.IR5 0IR5 0 AVR=-5V;AVR=-5V;2、LED光电特性光电特性-5光学技术指标光学技术指标1-1-相对视觉函数相对视觉函数 V()V()曲线曲线相对视觉函数曲线：相对视觉函数曲线：相对视觉函数曲线：相对视觉函数曲线：由于人眼对不同由于人眼对不同PP的光线，即使光功率一样，人眼感知光强的程的光线，即使光功率一样，人眼感知光强的程度还是不一样，因此国际照明委员会研究推荐

9、了度还是不一样，因此国际照明委员会研究推荐了 V()V()曲线曲线。380380555555780780波长波长(nm)(nm)V(V()相相对对视视觉觉函函数数曲曲线线最大流明效率最大流明效率Km=683lm/WKm=683lm/W典型应用波长的视觉函数和光效：典型应用波长的视觉函数和光效：峰值波长(P P)视觉函数V()V()光效(lm/W)紫外780nm002、LED光电特性光电特性-6光学技术指标光学技术指标2-2-光通量（光通量（VV）光通量光通量光通量光通量VV（流明：（流明：（流明：（流明：lmlm）：）：）：）：光源在单位时间内发出的光的总量，也被解释为辐射光功率光源在单位时间

10、内发出的光的总量，也被解释为辐射光功率能够被人眼视觉系统所感受到的那部分有效当量。能够被人眼视觉系统所感受到的那部分有效当量。其中：其中：KmKm：最大流明效率为：最大流明效率为683lm/W(683lm/W(当波长为当波长为555nm555nm时）；时）；()()：给给定波定波长长的光的光辐辐射功率；射功率；V(V()：在相对视觉函数曲线中，给定波长所对应的视觉函数；：在相对视觉函数曲线中，给定波长所对应的视觉函数；d d()()：给定的波长。给定的波长。2、LED光电特性光电特性-7光学技术指标光学技术指标3-3-发光强度（发光强度（IVIV）发光强度发光强度IVIV（坎德拉：（坎德拉：c

11、dcd）：光源在指定方向单位立体角内的光通量）：光源在指定方向单位立体角内的光通量。1cd=1lm/sr(1cd=1lm/sr(流明流明/立体弧度）立体弧度）=1=1烛光烛光光三维空间分布图光三维空间分布图光二维空间分布图光二维空间分布图2、LED光电特性光电特性-8光学技术指标光学技术指标4-4-照度（照度（E E）光照度光照度E E（勒克斯：（勒克斯：luxlux）：光源照射在光接收面上一点处的）：光源照射在光接收面上一点处的面元上的光通量面元上的光通量dVdV与该面元面积与该面元面积dSdS的比值。的比值。1 lx=1 lm/m1 lx=1 lm/m2 2对于点光源，若在某一个方向上光强

12、为对于点光源，若在某一个方向上光强为I I，则距离则距离r r处的照度为：处的照度为：E=I/rE=I/r2 2表征表征LEDLED特性的主要技术指标特性的主要技术指标光学技术指标光学技术指标6-6-半强角度（半强角度（1/2 1/2）半强度角半强度角1/2：也称为半直角，就是光源中心法线方向向四周展开，中心光强I到周围的I1/2之间的夹角。I/2I/2I法线法线光光 源源表征表征LEDLED特性的主要技术指标特性的主要技术指标光学技术指标光学技术指标7-7-波长波长1.峰值波长（峰值波长（P P：nmnm）：光谱发光强度或者辐射功率最大点所对应的波长 。2.主波主波长（长（D D:nm:nm

13、）：以标准白光通常为等能白E（）为参照点，某点颜色的色调与波长为d的纯光谱相同，则d称为该点颜色的主波长。这是一个人眼对该点颜色感觉的心理学物理参数 。表征表征LEDLED特性的主要技术指标特性的主要技术指标光学技术指标光学技术指标8-8-相关色温（相关色温（TC TC：Color TemperatureColor Temperature ）相关色温相关色温相关色温相关色温TCTC（K K）：）：）：）：光源的光源的光辐射所呈现的颜色与在某光辐射所呈现的颜色与在某一温度下黑体辐射的颜色相一温度下黑体辐射的颜色相同时，称黑体的温度（同时，称黑体的温度（TCTC）为光源的色温度。为了求得为光源的色

14、温度。为了求得光源的色温，需要先求得它光源的色温，需要先求得它的色度坐标，然后在色度图的色度坐标，然后在色度图上由上由CIE1960UCSCIE1960UCS推导的推导的ISOISO色温线求取色温。对于相对色温线求取色温。对于相对光谱功率分布偏离黑体相对光谱功率分布偏离黑体相对光谱功率分布较远的光源，光谱功率分布较远的光源，用色度坐标与其最靠近的黑用色度坐标与其最靠近的黑体温度来表示该体温度来表示该 光源的相关光源的相关色温，在色温线上求取相关色温，在色温线上求取相关色温。色温。表征表征LEDLED特性的主要技术指标特性的主要技术指标光学技术指标光学技术指标8-8-相关色温（相关色温（TCTC

15、：Color TemperatureColor Temperature）不同光源环境的相关色温不同光源环境的相关色温色温光色气氛效果5,000K清凉(偏蓝的白色)冷的气氛3,300-5,000K中 间(白色)爽快的气氛3,300K温暖(偏红的白色)稳重的气氛不同光源的不同光色组成的最佳环境不同光源的不同光色组成的最佳环境表征表征LEDLED特性的主要技术指标特性的主要技术指标光学技术指标光学技术指标9-9-显色性指数（显色性指数（RaRa：Color Rendering IndexColor Rendering Index）显色性指数显色性指数显色性指数显色性指数RaRa：光源对物体真实颜色的

16、呈现程度光源对物体真实颜色的呈现程度不同显色指数的显色性及其应用场合不同显色指数的显色性及其应用场合指数指数(Ra)(Ra)等级等级显色性显色性一般应用一般应用90-10090-1001A1A优良优良需要色彩精确对比的场所需要色彩精确对比的场所80-8980-891B1B需要色彩正确判断的场所需要色彩正确判断的场所60-7960-792 2普通普通需要中等显色性的场所需要中等显色性的场所40-5940-593 3显色性要求较低，色差较小的场所显色性要求较低，色差较小的场所20-3920-394 4较差较差对显色性无具体要求的场所对显色性无具体要求的场所2）光学知识简介1、光通量、光强及照度2、

17、色温、色座标及波长3、波长与显色指数4、IES曲线与视角5、视角与光利用率6、电功率效率与光效率1、光通量、光强及照度光通量：点光源或非点光源在单位时间内所发出的能量,其中可产生视觉者（人能感觉出来的辐射通量）即称为光通量。光通量的单位为流明（简写lm），1流明（lumen或lm）定义为一国际标准烛光的光源在单位立体弧角内所通过的光通量.光强：点光源在某一方向上的发光强度，即是发光体在单位时间内所射出的光量，也简称为光度，常用单位为烛光（cd，坎德拉），一个国际烛光的定义为以鲸鱼油脂制成的蜡烛每小时燃烧120格冷（grain）所发出的光度，一格冷等于克照度：被照物体单位受照面积上所接受的光通量

18、，或者说受光照射的物体在单位时间内每单位面积上所接受的光度。2、色温、色座标相关色温：标准黑体在不同温度下的颜色表现。色座标：颜色在CIE1931色度坐标图上的表现。3、显色指数显色指数：光源对物体本身颜色呈现的程度称为显色性,也就是颜色逼真的程度.显色性高的光源对颜色表现较好,我们所见到的颜色也就接近自然原色,显色性低的光源对颜色表现较差,我们所见到的颜色偏差也较大。4、IES曲线光源所发出光在一定立体角里强度分布会不一样，如下图，光在二维空间的分布图我们称之为IES曲线。光三维空间分布图光三维空间分布图光二维空间分布图光二维空间分布图5、半强角与光利用率半强角：光源最高光强的一半是我们通常

19、认为的有效光，因此我们将有效光所分布的范围称之为半强角，通常也称之为视角。光利用率：光源所发出的光通量有部分因为视角及灯具设计的原因，会被灯具所吸收或反射时造成光的损耗，因此实际灯具的有效的光通量会比光源本身发出的光通量低，而灯具实际有效的光通量与光源本身发出的光通量的比值我们称之为光利用率。6、电功率效率与光效率电功率效率：电源输出与输入的比值，由于电源驱动本身存在着一定的消耗，因此电源输出与输入不是相等的。光效率：光通量输出与消耗电功率的比值，一般因为电功率效率的存在，光效率计算的电功率会指整个灯具的功率而不是光源本身消耗的电功率。3）LED日光灯品质标准1、LED日光灯结构组成2、成品性

20、能参数3、产品信赖性要求4、老化5、包装6、混料1、LED日光灯的组成驱动灯板结构电源驱动输入电压：100-240VAC120-277VAC277-347VAC输入功率：8W、12W、18W、22W、28W、36W功率因素：大于90%灯板色温：2700K、2900K、3300K、4100K、5000K、6400K、7700K光通量：最小值一般以功率乘以光效。光效：75Lm/W显色指数：75%5000K结构灯架、屏蔽片、PC管、堵头、灯头。长度：、直径：T8=26mm单双针管内杂物表面外观PC管脏污等.2、成品性能参数光通量：min为额定功率*75Lm显色指数：75%5000K功率:额定功率1W

21、功率因数：色温:暖色时，公差范围相对小一些，色温越高值公差范围越大。输入电压：外形尺寸：长度、直径照度：指在产品中心位置时分别在距离产品1M、2M、3M时的照度。灯头耐压值2500VAC3、产品信赖性要求使用环境：-40度到65度，湿度95%以下。使用寿命：50000小时LM70.4、老化驱动老化24小时灯板老化48小时成品老化24小时5、包装包装数量：50支一大箱，25支一小箱。产品防护：灯管弯曲、灯头PIN针变形、表面刮伤等6、混料色温驱动功率LED外形4）LED与传统光源的优劣1、光效比较2、显色指数比较3、寿命比较4、光利用率比较5、色温比较6、包装运输7、成本1、光效当前各种光源光效

22、的典型标准当前各种光源光效的典型标准光源类别光源类别光效（光效（lm/Wlm/W）白炽灯白炽灯614614一般节能灯一般节能灯40554055三基色节能灯三基色节能灯55855585三基色荧光灯三基色荧光灯50905090低压钠灯低压钠灯7070高压钠灯高压钠灯110110高压汞灯高压汞灯5050白光白光LEDLED80140801402、显色指数比较65-9365-93金卤灯金卤灯51-9551-95荧光灯荧光灯25-6025-60高压汞灯高压汞灯2525低压钠灯低压钠灯8585节能灯节能灯42-5242-52高压纳灯高压纳灯100100卤坞灯卤坞灯100100白炽灯白炽灯演色性演色性RaR

23、a灯的种类灯的种类65-9565-95LEDLED灯灯3、寿命比较测试项目白炽灯荧光灯高压汞灯高压钠灯LED寿命kh0.8281062O15245O4、光利用率比较测试项目白炽灯荧光灯高压汞灯高压钠灯LED光利用率依灯具设计，最大为0.6.最小为0.95、色温比较不同光源环境的相关色温不同光源环境的相关色温光光 源源北方晴空北方晴空阴天阴天夏日正午阳光夏日正午阳光金卤灯金卤灯下午日光下午日光冷色荧光灯冷色荧光灯高压汞灯高压汞灯色温色温 KK8000-85008000-85006500-75006500-7500550055004000-46004000-4600400040004000-50004000-50003450-37503450-3750光光 源源暖色荧光灯暖色荧光灯卤素灯卤素灯三基色荧光灯三基色荧光灯高压钠灯高压钠灯蜡烛光蜡烛光一般节能灯一般节能灯钨丝灯钨丝灯色温色温 KK2500-30002500-300030003000500700050070001950-22501950-22502000200060006000270027006、包装运输测试项目测试项目白炽灯白炽灯荧光灯荧光灯高压汞灯高压汞灯高压钠灯高压钠灯LED抗振性抗振性差差差差差差差差好好7、成本测试项目白炽灯 荧光灯 高压汞灯 高压钠灯LED成本(klm)0.415552O