LED培训学习教程.pptx

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1、提纲提纲LED发光及散热原理发光及散热原理 LED的特性的特性 LED产品的其他常用参数产品的其他常用参数 LED产品的分类及应用产品的分类及应用 4123第1页/共35页第一页，编辑于星期六：四点 三十五分。（一）LED发光及散热原理 发光二极管 是由元素周期表-族化合物，如GaAs（砷化镓）、GaP（磷化镓）、GaAsP（磷砷化镓）等半导体制成的，其核心是PN结。因此它具有一般P-N结的I-N特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复合而发光。因此它是将电流顺向通到半导体P-N结而

2、发光的元件，如图所示。第2页/共35页第二页，编辑于星期六：四点 三十五分。（一）（一）LED发光及散热原理发光及散热原理LED结构lLED晶粒l金线l反射杯l导线架l环氧树脂子弹型子弹型LED第3页/共35页第三页，编辑于星期六：四点 三十五分。（一）（一）LED发光及散热原理发光及散热原理高功率LED结构lLED晶粒l金线l散热座l导线架l透镜高功率高功率LED第4页/共35页第四页，编辑于星期六：四点 三十五分。（一）（一）LED发光及散热原理发光及散热原理LED结构及散热关系第5页/共35页第五页，编辑于星期六：四点 三十五分。（一）（一）LED发光及散热原理发光及散热原理LED封装固

3、晶焊线灌胶测试第6页/共35页第六页，编辑于星期六：四点 三十五分。（一）（一）LED发光及散热原理发光及散热原理LED封装固晶焊线灌胶测试第7页/共35页第七页，编辑于星期六：四点 三十五分。（一）（一）LED发光及散热原理发光及散热原理LED封装固晶焊线灌胶测试第8页/共35页第八页，编辑于星期六：四点 三十五分。（一）（一）LED发光及散热原理发光及散热原理LED封装固晶焊线灌胶测试第9页/共35页第九页，编辑于星期六：四点 三十五分。（一）（一）（一）（一）LEDLED发光及散热原理发光及散热原理发光及散热原理发光及散热原理v散热管理散热管理散热设计重点：散热设计重点：1.选择低热阻材

4、料（导热膏建议3W/mK2.组件与散热器之间的紧密度及接触面的平整度。3.散热器总表面积。4.散热器材质选择。5.鳍片数量优化（气体流动设计）。第10页/共35页第十页，编辑于星期六：四点 三十五分。散热器总表面积设计建议瓦数瓦数（W）总表面积总表面积（m2）鳍片设计鳍片设计鳍片厚度鳍片厚度 鳍片间距鳍片间距6W150-2503mm5mm15W900-100024W2000-220050W7000-7300100W25000-27000（一）（一）（一）（一）LEDLED发光及散热原理发光及散热原理发光及散热原理发光及散热原理注：表格为自然对流情况之建议参数。特殊外型，或密闭空间下使用，此表不

5、得任意套用，实际情况实际分析。第11页/共35页第十一页，编辑于星期六：四点 三十五分。正常工作的环境温度范围。低于或高于此温度范围，发光二极管将不能正常工作，效率大大降低。所允许加的最大反向电压。超过此值，发光二极管可能被击穿损坏。LED工作时的功率最大值。超过此值，LED发热、损坏。允许加的最大的正向直流电流。超过此值可损坏二极管。（1 1）允许功耗Pm1 1极限极限参数的意参数的意义义（二）（二）LEDLED的特性的特性（2 2 2 2）最大正向直流电流IFm（3 3 3 3）最大反向电压VRm（4）工作环境topm第12页/共35页第十二页，编辑于星期六：四点 三十五分。（二）（二）L

6、EDLED的特性的特性（1）光谱分布和峰值波长）光谱分布和峰值波长（2 2）发光强度）发光强度（4 4）半值角）半值角1/21/2和视角和视角（3 3）光谱半宽度）光谱半宽度2 2.电电参参数数的的意意义义（5 5）正向工作电流）正向工作电流I IF F（6 6）正向工作电压）正向工作电压VFVF（7 7）V-IV-I特性特性第13页/共35页第十三页，编辑于星期六：四点 三十五分。（二）（二）LEDLED的特性的特性2电参数的意义 v（1 1）光谱分布和峰值波长：）光谱分布和峰值波长：太阳光呈现白色，当它通过三菱镜折射后，将形成由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫顺次连续分布的彩色光谱，涵盖约在39

7、0770nm的可见光区。某一个发光二极管所发之光并非单一波长，其波长大体按下图所示。由图可见，该发光管所发之光中某一波长0的光强最大，该波长为峰值波长。第14页/共35页第十四页，编辑于星期六：四点 三十五分。（二）（二）LEDLED的特性的特性（2）发光强度：光源在给定方向的单位立体角中发射的光通量定义为光源在该方向的(发)光强(度)。发光强度的单位用坎德拉（符号为cd），由于一般LED的发光强度较小，所以发光强度常用毫坎德拉(mcd)作单位。（3）光谱半宽度:它表示发光管的光谱纯度，是指1/2峰值光强所对应两波长之间隔。第15页/共35页第十五页，编辑于星期六：四点 三十五分。（二）二）L

8、EDLED的特性的特性（4）半值角1/2和视角：1/2是指发光强度值为轴向强度值 一半的方向与发光轴向（法向）的 夹角。半值角的2倍为视角（或称半 功率角）。（5）正向工作电流IF：它是指发光二极管正常发光时的正 向电流值。在实际使用中应根据需 要选择IF在0.6 mA以下。第16页/共35页第十六页，编辑于星期六：四点 三十五分。（二）二）LEDLED的特性的特性（6）正向工作电压VF：参数表中给出的工作电压是在给定 的正向电流下得到的。一般是在 IF=20mA时测得的。发光二极管正 向工作电压VF在1.43.8V。在外界 温度升高时，VF将下降。（7）V-I特性：发光二极管的电压与电流的关

9、系可用右图表示。在正向电压正小于某一值（叫阈值）时，电流极小，不发光。当电压超过某一值后，正向电流随电压迅速增加，发光。第17页/共35页第十七页，编辑于星期六：四点 三十五分。（二）二）LEDLED的特性的特性3.白光LED LED只能发出蓝绿黄红四种颜色，如果要发出白光要应用互补原理。l蓝光LED激发YAG黄色荧光粉而发出白光，此方式会倍增原来的亮度，发出高亮度的白光（Nichia专利，故其白光价钱最高）。l紫外光LED激发荧光粉来得到白光，其原理与日光灯以高压电极使汞蒸气发出紫外光照射灯管壁的荧光粉再激发产生白光原理相同，但目前此方式还未普及。l红蓝绿三种LED混色发出白光，但成本相对提

10、高，市场接受度不高。第18页/共35页第十八页，编辑于星期六：四点 三十五分。（三）LED产品的其他常用参数 1.发光强度（I，Intensity）：光源在给定方向的单位立体角中发射的光通量定义为光源在该方向的(发)光强(度)。2.辉度/光亮度（L，Luminance）：是指(被照物体)单位面积上的发光强度，其度量单位是“nit尼特”，1nit=1cd/m2。辉度或亮度：当我们目视某物所看到的，可以两种方式表达：一用于较高发光值者如光源或灯具，直接以其发光强度表示；另一则用于本身不发光只反射光线者，如一般物体，以亮度表示。3.光通量（F，Flux）：光源在单位时间内发射出的光量称为光源的发光通

11、量。单位流明，即lm。4.光照度（E，Illuminance）：1流明的光通量均匀分布在1平方米表面上所产生的光照度。单位勒克斯即lx（以前叫lux）,1 lx=1 lm/m2。第19页/共35页第十九页，编辑于星期六：四点 三十五分。（三）（三）LEDLED产品的其他常用参数产品的其他常用参数 Tips：流明（lm）与坎德拉（cd）最大的区别就是cd是指有角度的照明光源，如MR16、MR111等。第20页/共35页第二十页，编辑于星期六：四点 三十五分。（三）LED产品的其他常用参数 5.LED的发光效率：发光效率衡量光源节能的重要指标，就是光源发出的光通量除以光源所消耗的 功率。单位：流明

12、/瓦（lm/W）。影响LED的发光效率的主要因素：（1）LED的材料和结构设计；（2）白光LED荧光粉的发光效率；（3）LED驱动电流；（4）LED的散热设计。第21页/共35页第二十一页，编辑于星期六：四点 三十五分。（三）LED产品的其他常用参数 6.LED的色温：色温以绝对温度 K 来表示，即将一标准黑体加热，温度升高到一定程度时颜 色开始由深红-浅红-橙黄-白-蓝，逐渐改变，某光源与黑体的颜色相同时，我们将黑体当时的绝对温度称为该光源之色温。内容内容呈现颜色呈现颜色调性调性呈现的呈现的K值值影响范围影响范围阴天-下雨天偏灰冷色调6000-7000K有些萧瑟的感觉日光灯偏绿冷色调7000

13、-8000K不舒服的感觉闪光灯白标准色调5000-5500K正常/无黄灯泡-石英灯黄-金黄-红暖色调3000-3500K温暖的感觉第22页/共35页第二十二页，编辑于星期六：四点 三十五分。（三）（三）LEDLED产品的其他常用参数产品的其他常用参数 第23页/共35页第二十三页，编辑于星期六：四点 三十五分。（三）LED产品的其他常用参数 7.LED的显色指数（CRI）：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。光源的显色性是由显色指数（Ra）来表明，它表示物体在光照下颜色比基准光（太阳光）照明时颜色的偏离程度，能较全面反映光源的颜色特性。显色性高的光源对颜色表现较好，我

14、们所见到的颜色也就接近自然色，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。国际照明委员会 CIE 把太阳的显色指数定为 100，各类光源的显色指数各不相同，如：高压钠灯显色指数 Ra=23，荧光灯管显色指数 Ra=6090。白色LED的显色指数 Ra 70。第24页/共35页第二十四页，编辑于星期六：四点 三十五分。（三）LED产品的其他常用参数 各种光源显色指数vLED冷白光、暖白光的显色指数冷白光、暖白光的显色指数第25页/共35页第二十五页，编辑于星期六：四点 三十五分。（三）LED产品的其他常用参数 8.LED的颜色/色度坐标：国际照明委员会（CIE）1931年制定了一个

15、色度图，用组成某一颜色的三基色比例来规定这一颜色，即用三种基色相加的比例来表示某一颜色。图中没有Z轴色度坐标（即蓝基色所占的比例），因为比例系数XYZ1，Z的坐标值可以推算出来，即1-（XY）Z。CIE 1931色彩空间图色彩空间图第26页/共35页第二十六页，编辑于星期六：四点 三十五分。（三）LED产品的其他常用参数 LED与其它光源光谱比较 第27页/共35页第二十七页，编辑于星期六：四点 三十五分。（三）LED产品的其他常用参数 LED的颜色如何决定？LED会因为二极晶元制造过程中所添加的金属元素不同，成分比例不同，而发出不同波长的光，波长在470发蓝光，530发绿光，570发黄光，6

16、30发红光，其中又以蓝光及绿光价格较高，因为蓝绿光的特殊金属晶元成长在蓝宝石上，故每颗蓝绿光LED晶片都是由蓝宝石制成的。第28页/共35页第二十八页，编辑于星期六：四点 三十五分。（三）LED产品的其他常用参数 艾迪森艾迪森 光电元件光电元件第29页/共35页第二十九页，编辑于星期六：四点 三十五分。（三）LED产品的其他常用参数 9.LED的结温和热阻：LED的热性能参数主要是指结温和热阻。LED的热性能直接影响其发光效率、波长、正向压降、反向击穿电流和器件的使用寿命等。LED的结温是指PN结的温度，是直接影响LED的工作特性的参数。LED的热阻一般是指PN结到壳体表面之间的温差与消耗功率

17、的比值，单位（/W）。热阻则是表示LED散热性能好坏的参数。10.LED的使用寿命：LED发光强度会从标称值逐步下降到50%时的平均时间。第30页/共35页第三十页，编辑于星期六：四点 三十五分。1.按发光管发光颜色分 按发光管发光颜色分，可分成红外、红色、橙色、黄色、黄绿、纯绿、蓝绿、蓝色、紫外、暖白、冷白等。（四）LED产品的分类及应用 第31页/共35页第三十一页，编辑于星期六：四点 三十五分。2.按发光管出光面特征分 按发光管出光面特征分圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等。（四）LED产品的分类及应用 第32页/共35页第三十二页，编辑于星期六：四点 三十五分。3.按发光二极管的结构分按发光二极管的结构分有全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等结构。按焊接方式可以分为直插式封装和表贴封装（四）LED产品的分类及应用 第33页/共35页第三十三页，编辑于星期六：四点 三十五分。部分厂家大功率LED：（四）LED产品的分类及应用 第34页/共35页第三十四页，编辑于星期六：四点 三十五分。感谢您的观看。第35页/共35页第三十五页，编辑于星期六：四点 三十五分。