led基礎小知識
壹、LED燈具的特性:?
LED燈珠是屬於發光二極管的壹種,能夠將電能轉化為光能的半導體,它改變了白熾燈鎢絲發光與節能燈三基色粉發光的原理,而采用電場發光。LED燈具可采用直流DC220V電壓,不需要啟輝器和鎮流器。啟動時間短,無閃頻。?LED燈具的主要特點為:
①新型綠色環保光源:LED運用冷光源,眩光小,無輻射,使用中不產生有害物質。LED的工作電壓低,采用直流驅動方式,超低功耗(單管0.03~0.06W),電光功率轉換接近100%,在相同照明效果下比傳統光源節能80%以上。LED的環保效益更佳,光譜中沒有紫外線和紅外線,而且廢棄物可回收,沒有汙染,不含汞元素,可以安全觸摸,屬於典型的綠色照明光源。
②壽命長:LED為固體冷光源,環氧樹脂封裝,抗震動,燈體內也沒有松動的部分,不存在燈絲發光易燒、熱沈積、光衰等缺點,使用壽命可達6萬~10萬小時,是傳統光源使用壽命的10倍以上。LED性能穩定,可在-30~+50oC環境下正常工作。
③多變換:LED光源可利用紅、綠、藍三基色原理,在計算機技術控制下使三種顏色具有256級灰度並任意混合,即可產生256X256X256(即16777216)種顏色,形成不同光色的組合。LED組合的光色變化多端,可實現豐富多彩的動態變化效果及各種圖像。
④高新技術:與傳統光源的發光效果相比,LED光源是低壓微電子產品,成功地融合了計算機技術、網絡通信技術、圖像處理技術和嵌入式控制技術等。傳統LED燈中使用的芯片尺寸為0.25mmX0.25nm,而照明用LED的尺寸壹般都要在1.0mmX1.0mm以上。LED裸片成型的工作臺式結構、倒金字塔結構和倒裝芯片設計能夠改善其發光效率,從而發出更多的光。LED封裝設計方面的革新包括高傳導率金屬塊基底、倒裝芯片設計和裸盤澆鑄式引線框等,采用這些方法都能設計出高功率、低熱阻的器件,而且這些器件的照度比傳統LED產品的照度更大。
二、LED燈具產品主要參數:?
光通量(單位:LM)、顯色指數(單位:Ra)?、色溫(單位: K)、功率因素(單位:PF)、散熱能力?
①光通量:主要指產品的亮度,燈具通過消耗電能而發出光能,光通量越大、發出的光能越多。因此它是表征光源發光能力的指標,當兩盞燈功耗相同時,光通量越大,燈具越好。壹般的LED燈具及時能達到90-110LM/W?好的燈具甚至能達到120-150LM/W。(傳統白熾燈?10-15LM/W節能燈30-65LM/W)?
②顯色指數:顯色指數指對壹個顏色的再現能力。顯色指數越高,顏色越正。通過與同色溫的參考或基準光源(白熾燈或畫光)下物體外觀顏色的比較。還原物體本真色彩的百分比,能正確表現物質本來的顏色需使用顯色指數高的光源,其數值接近100,顯色性最好。白熾燈97-100LED燈85-12
③色溫:指光發出的顏色,色溫越高發的光偏藍,色溫越低。發的光偏紅。是以太陽光為參照標準。常規的色溫有3種。?暖光(黃光)2700-3500K代表符號:RN。中性白?4300-5000K?代表符合:RZ?白光(冷白)5800-6500K?代表符號:RR。
具體色溫圖表如下:
④功率因素:及電源轉換光源的功率補償。功率因素的大小取決於驅動電源的功率因素。功率因素越大,轉換效率越好
⑤散熱能力:?LED產品的散熱能力直接影響到產品的使用壽命,光衰率等。功率越高的產品和點亮時間越長的產品對散熱的要求越高。常規的LED產品會使用金屬外殼加內置或外置散熱片為燈具散熱。
三、LED產品與傳統白熾燈、節能燈省電節能對比
假設壹場所或壹家庭滿足其照明需要的總亮度要求是: 900-1200LM*10
2. LED基本知識
壹, LED的結構及發光原理 50年前人們已經了解半導體材料可產生光線的基本知識,第壹個商用二極管產生於1960年.LED是英文light emitting diode(發光二極管)的縮寫,它的基本結構是壹塊電致發光的半導體材料,置於壹個有引線的架子上,然後四周用環氧樹脂密封,起到保護內部芯線的作用,所以LED的抗震性能好. LED結構圖如下圖所示 發光二極管的核心部分是由p型半導體和n型半導體組成的晶片,在p型半導體和n型半導體之間有壹個過渡層,稱為p-n結.在某些半導體材料的PN結中,註入的少數載流子與多數載流子復合時會把多余的能量以光的形式釋放出來,從而把電能直接轉換為光能.PN結加反向電壓,少數載流子難以註入,故不發光.這種利用註入式電致發光原理制作的二極管叫發光二極管,通稱LED. 當它處於正向工作狀態時(即兩端加上正向電壓),電流從LED陽極流向陰極時,半導體晶體就發出從紫外到紅外不同顏色的光線,光的強弱與電流有關. 二,LED光源的特點 1. 電壓:LED使用低壓電源,供電電壓在6-24V之間,根據產品不同而異,所以它是壹個比使用高壓電源更安全的電源,特別適用於公***場所. 2. 效能:消耗能量較同光效的白熾燈減少80% 3. 適用性:很小,每個單元LED小片是3-5mm的正方形,所以可以制備成各種形狀的器件,並且適合於易變的環境 4. 穩定性:10萬小時,光衰為初始的50% 5. 響應時間:其白熾燈的響應時間為毫秒級,LED燈的響應時間為納秒級 6. 對環境汙染:無有害金屬汞 7. 顏色:改變電流可以變色,發光二極管方便地通過化學修飾方法,調整材料的能帶結構和帶隙,實現紅黃綠蘭橙多色發光.如小電流時為紅色的LED,隨著電流的增加,可以依次變為橙色,黃色,最後為綠色 8. 價格:LED的價格比較昂貴,較之於白熾燈,幾只LED的價格就可以與壹只白熾燈的價格相當,而通常每組信號燈需由上300~500只二極管構成. 三,單色光LED的種類及其發展歷史 最早應用半導體P-N結發光原理制成的LED光源問世於20世紀60年代初.當時所用的材料是GaAsP,發紅光(λp=650nm),在驅動電流為20毫安時,光通量只有千分之幾個流明,相應的發光效率約0.1流明/瓦. 70年代中期,引入元素In和N,使LED產生綠光(λp=555nm),黃光(λp=590nm)和橙光(λp=610nm),光效也提高到1流明/瓦. 到了80年代初,出現了GaAlAs的LED光源,使得紅色LED的光效達到10流明/瓦. 90年代初,發紅光,黃光的GaAlInP和發綠,藍光的GaInN兩種新材料的開發成功,使LED的光效得到大幅度的提高.在2000年,前者做成的LED在紅,橙區(λp=615nm)的光效達到100流明/瓦,而後者制成的LED在綠 *** 域(λp=530nm)的光效可以達到50流明/瓦. 四,單色光LED的應用 最初LED用作儀器儀表的指示光源,後來各種光色的LED在交通信號燈和大面積顯示屏中得到了廣泛應用,產生了很好的經濟效益和社會效益.以12英寸的紅色交通信號燈為例,在美國本來是采用長壽命,低光效的140瓦白熾燈作為光源,它產生2000流明的白光.經紅色濾光片後,光損失90%,只剩下200流明的紅光.而在新設計的燈中,Lumileds公司采用了18個紅色LED光源,包括電路損失在內,***耗電14瓦,即可產生同樣的光效. 汽車信號燈也是LED光源應用的重要領域.1987年,我國開始在汽車上安裝高位剎車燈,由於LED響應速度快(納秒級),可以及早讓尾隨車輛的司機知道行駛狀況,減少汽車追尾事故的發生. 另外,LED燈在室外紅,綠,藍全彩顯示屏,匙扣式微型電筒等領域都得到了應用. 五,白光LED的開發 :對於壹般照明而言,人們更需要白色的光源.1998年發白光的LED開發成功.這種LED是將GaN芯片和釔鋁石榴石(YAG)封裝在壹起做成.GaN芯片發藍光(λp=465nm,Wd=30nm),高溫燒結制成的含Ce3+的YAG熒光粉受此藍光激發後發出黃色光發射,峰值550nm.藍光LED基片安裝在碗形反射腔中,覆蓋以混有YAG的樹脂薄層,約200-500nm. LED基片發出的藍光部分被熒光粉吸收,另壹部分藍光與熒光粉發出的黃光混合,可以得到得白光.現在,對於InGaN/YAG白色LED,通過改變YAG熒光粉的化學組成和調節熒光粉層的厚度,可以獲得色溫3500-10000K的各色白光. 在LED業者中,日亞化學是最早運用上述技術工藝研發出不同波長的高亮度LED,以及藍紫光半導體激光(Laser Diode;LD),是業界握有藍光LED專利權的重量級業者.在日亞化學取得蘭色LED生產及電極構造等眾多基本專利後,堅持不對外提供授權,僅采自行生產策略,意圖獨占市場,使得藍光LED價格高昂.但其他已具備生產能力的業者相當不以為然,部分日系LED業者認為,日亞化工的策略,將使日本在藍光及白光LED競爭中,逐步被歐美及其他國家的LED業者搶得先機,屆時將對整體日本LED產業造成嚴重傷害.因此許多業者便千方百計進行藍光LED的研發生產.目前除日亞化學和住友電工外,還有豐田合成,羅沐,東芝和夏普,美商Cree,全球3大照明廠奇異,飛利浦,歐司朗以及HP,Siemens, Research,EMCORE等都投入了該產品的研發生產,對促進白光LED產品的產業。
3. 誰能告訴我,LED顯示屏 基礎知識
LED(Light Emitting Diode),發光二極管,是壹種固態的半導體器件,它可以直接把電轉化為光。
LED的心臟是壹個半導體的晶片,晶片的壹端附在壹個支架上,壹端是負極,另壹端連接電源的正極,使整個晶片被環氧樹脂封裝起來。半導體晶片由兩部分組成,壹部分是P型半導體,在它裏面空穴占主導地位,另壹端是N型半導體,在這邊主要是電子。
但這兩種半導體連接起來的時候,它們之間就形成壹個“P-N結”。當電流通過導線作用於這個晶片的時候,電子就會被推向P區,在P區裏電子跟空穴復合,然後就會以光子的形式發出能量,這就是LED發光的原理。
而光的波長決定光的顏色,是由形成P-N結材料決定的。 LED(Light-Emitting-Diode中文意思為發光二極管)是壹種能夠將電能轉化為光能的半導體,它改變了白熾燈鎢絲發光與節能燈三基色粉發光的原理,而采用電場發光。
據分析,LED的特點非常明顯,壽命長、光效高、無輻射與低功耗。LED的光譜幾乎全部集中於可見光頻段,其發光效率可超過150lm/W(2010年)。
將LED與普通白熾燈、螺旋節能燈及T5三基色熒光燈進行對比,結果顯示:普通白熾燈的光效為12lm/W,壽命小於2000小時,螺旋節能燈的光效為60lm/W,壽命小於8000小時,T5熒光燈則為96lm/W,壽命大約為10000小時,而直徑為5毫米的白光LED光效理論上可以超過150lm/W,壽命可大於100000小時。有人還預測,未來的LED壽命上限將無窮大。
然而,LED燈的工作原理使得在大功率LED照明行業裏散熱問題變得非常突出,許多LED照明方案不夠重視散熱,或者是技術水平有限,所以目前量產的大功率LED燈普遍存在實際使用壽命遠遠不如理論值,性價比高於傳統燈具的尷尬情況。為了提高LED燈具的使用壽命,真正做到適合商業化的量產,LED照明行業正在獨立或者和專業的導熱材料供應商合作加緊研制新型導熱材料,比如導熱塑料等等。
大功率,壹般指大於0.65W,這壹點不同公司內部也會有不同的標準,因為目前在大功率LED領域還沒有形成大家壹致認可的行業標準。光強與流明比小功率大,但同樣散熱也很大,現在大功率大多是單顆應用,加上有效散熱面積很大的散熱片,也出現了集成在壹起的LED燈矩陣,但是散熱效果不是很好。
小功率壹般是0.06W左右的。現在LED手電壹般是用小功率用的,光散不散,取決於LED的發光角度,有大角度小角度之分,小角度不散,大角度才散。
市面上的手電筒壹般是用草帽頭做的。效果很好。
現在就擔心有些廠家不重質量,拿的次品LED做電筒,用不了多久就有死燈。 LED的亮度是跟LED的發光角度有必然關系的,LED的角度越小它的亮度越高,沒有什麽超亮不超亮的,那是騙小孩的,如果是質量好的LED不管是哪家LED廠家生產的大家的亮度都差不多的,只是生產工藝不壹樣,使用壽命略有不同,因為大家用的都是那幾家國外的LED芯片.如果是5MM的LED180度角的白光的亮度只有幾百MCD,如果是15度角的亮度就要去到壹萬多兩萬MCD的亮度了,亮度相差好幾十倍了,如果是用於照明用的,在戶外最好是用大功率的LED了,亮度就更高了,單個功率有1W,3W,5W,還有的是用多個大功率組合成壹個大功率的LED,功率去到幾百都有. 色溫和亮度沒關系,而亮度和流明值有關 來看幾個相關概念: 光通量(lm) 由於人眼對不同波長的電磁波具有不同的靈敏度,我們不能直接用光源的輻射功率或輻射通量來衡量光能量,必須采用以人眼對光的感覺量為基準的單位----光通量來衡量。
光通量用符號Φ表示,單位為流明(lm)。 發光強度(cd) 光通量是說明某壹光源向四周空間發射出的總光能量。
不同光源發出的光通量在空間的分布是不同的。發光強度的單位為坎德拉,符號為cd,它表示光源在某單位球面度立體角(該物體表面對點光源形成的角)內發射出的光通量。
1 cd = 1 lm/1 sr (sr:立體角的球面度單位)。 亮度(cd/m2) 亮度是表示眼睛從某壹方向所看到物體發射光的強度。
單位為坎德拉/平方米[cd/m2],符號為L,表明發光體在特定方向單位立體角單位面積內的光通量,它等於1平方米表面上發出1坎德拉的發光強度。 色溫 ( Color Temperature ) 當光源所發出的光的顏色與黑體在某壹溫度下輻射的顏色相同時,黑體的溫度就稱為該光源的色溫,用絕對溫度K(開爾文,開氏度 = 攝氏度 + 273.15 )表示。
顯色性(Color rendering property) 原則上,人造光線應與自然光線相同,使人的肉眼能正確辨別事物的顏色,當然,這要根據照明的位置和目的而定。 光源對於物體顏色呈現的程度稱為顯色性。
通常叫做"顯色指數"(Ra)。顯色性是指事物的真實顏色(其自身的色澤)與某壹標準光源下所顯示的顏色關系。
Ra值的確定,是將DIN6169標準中定義的8種測試顏色在標準光源和被測試光源下做比較,色差越小則表明被測光源顏色的顯色性越好。 Ra值為100的光源表示,事物在其燈光下顯示出來的顏色與在標準光源下壹致。
編輯本段基本信息。
4. LED燈的使用小常識
摘自山東普瑞斯照明官網
LED安裝方法
(1)註意各類器件外線的排列,以防極性裝錯。器件不可與發熱元件靠得太近,工作條件不要超過其規定的極限。
(2)務必不要在引腳變形的情況下安裝LED。
(3)當決定在孔中安裝時,計算好面孔及線路板上孔距的尺寸和公差以免支架受過度的壓力。
(4)安裝LED時,建意用導套定位。
(5)在焊接溫度回到正常以前,必須避免使LED受到任何的震動或外力。
LED的清洗要註意什麽?
當用化學品清洗膠體時必須特別小心,因為有些化學品對膠體表面有損傷並引起褪色如三氯乙烯、丙酮等。可用乙醇擦拭、浸漬,時間在常溫下不超過3分鐘。
LED適當的工作及儲存溫度:
(1)LED LAMPS發光二極管 Topr-25℃~85℃ 、Tstg-40℃~100℃
(2)LED DISPLAYS顯示器 Topr-20℃~70℃ 、Tstg-20℃~85℃
(3)OUT-DOOR LED LAMPS 像素管 Topr-20℃~60℃ 、Tstg-20℃~70℃
LED產品應用常識和LED性能檢測如下:
(1)烙鐵焊接:烙鐵(最高30W)尖端溫度不超過300℃;焊接時間不超過3秒;焊接位置至少離膠體2毫米。
(2)浸焊:浸焊最高溫度260℃;浸焊時間不超過5秒;浸焊位置至少離膠體2毫米。
引腳成形方法:
(1)必需離膠體2毫米才能折彎支架。
(2)支架成形必須用夾具或由專業人員來完成。
(3)支架成形必須在焊接前完成。
(4)支架成形需保證引腳和間距與線路板上壹致。
5. led模組基礎知識有哪些
LED模組就是把LED(發光二極管)按壹定規則排列在壹起再封裝起來,加上壹些防水處理組成的產品。
LED模組是LED產品中應用比較廣的產品,在結構方面和電子方面也存在很大的差異.簡單的就是用壹個裝有LED的線路板和外殼就成了壹個LED模組,復雜的就加上壹些控制,恒流源和相關的散熱處理使LED壽命和發光強度更好。 主要用於展示廣告字體(壓克力、吸塑)和標識的夜間效果,它以文字或標識為媒介,安裝在樓宇頂部或墻面,既能表現標識白天效果,又能利用LED作為發光光源,在夜間表現出另外壹種效果,再配以LED照明應用控制系統,對文字或標識進行動態視頻控制,在壹些娛樂氣氛較濃的場所,LED光源模組已經成了企業展示自我形象的最重要的選擇之壹 現在我們主要對LED模組的參數進行壹個詳細的說明:
(1)顏色:
這是壹基本的參數,不同顏色應用在不同的場合。按顏色種類可以分為單色、七 彩、全彩單點控制三種。單色就是單種顏色, 不能改變。接上電源就可以工作了。七彩就是整個 壹串模組只能同壹種色,不能實現單個模組不同的色,簡單的來講就是只 能所有的模組在同壹時候只能實現同壹顏色,不同的時間可以七種顏色之間變化。全彩單點就是可以控制到每壹個模組的顏色, 在模組的數量達到壹 定程度的時候可以實現顯示圖片和視頻的效果。七彩和全彩單點要加上控制系統才能實現效果,我們在 控制系統章節中詳細介紹控制系統 選擇和應用。
(2)電壓:
這是壹個很重要的參數,目前12V的低壓模組是比較普遍的。在連接電源和控制系統的時候壹定要檢查電壓值的正確性,才能通 電,否則就會損壞LED模組。
(3)工作溫度:
就是說LED正常工作的溫度。通常情況在-20℃~+60℃之間,如果要求範圍比較高的場合就要進行特殊的處理。
(4)發光角度:
沒有帶透鏡的LED模組發光角度主要由LED來決定,LED的不同發光角度也不同,壹般以廠家提供的LED的發光角度為LED模組的角度。
(5)亮度:
這個參數是人們比較關註的壹個參數,亮度在LED裏面是比較復雜的問題,我們通常在LED模組中所說的亮度通常是發光強度和 流明度,在小功率中通常說發光強度(MCD),在大功率中通常說流明度(LM).,我們所說LED說的模組的流明度就是把每個LED的流明度相加就行啊,雖然說不是很精確,但這樣子也基本能合要求了,哈哈,個人的意見!
(6)防水等級:
如果要戶外用LED模組的話這個參數就很重要了,這個保證LED模組能不能在戶外長期工作的重要指標。通常情況在全露天的情 況最好防水等級要達到IP65
(7)尺寸:
這個比較簡單,就是通常所說的長 寬 高等尺寸。
(8)單條連接的最大長度:
這個參數我們在做大型工程的時候用得比較多,它的意思就是在壹條串聯LED模組中,所連接的LED模組的個數。這個與LED模組的連接線的大小有關系。也要根據實際情況來定做。
(9)功率:
關於LED模組的功率壹個經驗公式: LED模級的功率=單個LED的功率 ⅹ LED的個數 ⅹ 1.1。
6. LED行業知識
MOCVD金屬有機物化學氣相澱(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition,簡稱 MOCVD),1968年由美國洛克威爾公司提出來的壹項制備化合物半導體單品薄膜的新技術。
該設備集精密機械、半導體材料、真空電子、流體力學、光學、化學、電腦多學科為壹體,是壹種自動化程度高、價格昂貴、技術集成度高的尖端光電子專用設備,主要用於GaN(氮化鎵)系半導體材料的外延生長和藍色、綠色或紫外發光二極體芯片的制造,也是光電子行業最有發展前途的專用設備之壹。 LED芯片產生前的LED外延片生長的基本原理是:在壹塊加熱至適當溫度的襯底基片(主要有藍寶石和、SiC、Si)上,氣態物質InGaAlP有控制的輸送到襯底表面,生長出特定單晶薄膜。
目前LED外延片生長技術主要采用有機金屬化學氣相沈積(MOCVD)方法。 外延片技術的成功需要具備以下三個條件: 1.對設備的精確掌握。
MOVCD由於各項成本很高,保養周期以及配件的準備充分都很重要。 2.外延原理的掌握,材料的成長需要具備物理、材料學和分析技術三項基本功夫,能掌握這些,材料的生長就可具備壹定的能力。
3.持之以恒的實驗精神,外延結果需要恒心的等待,因為除了基本的分析外,結果的觀察與紀錄,做成LED芯片結果的分析,都需要耐心與恒心。 LED芯片的生產過程LED外延片的生產制作過程比較復雜: 1.展完外延片後在每張外延片隨意抽取九點做測試。
符合要求的為良品,其他為不良品(電壓偏差很大,波長偏短或偏長等)。 2.良品的外延片要做電極(P極,N極)。
接下來就用鐳射切割外延片,然後100%分撿,根據不同的電壓,波長,亮度進行全自動化分檢,形成LED芯片(方片)。 3.最後還要進行目測,把有缺陷或者電極有磨損的分撿出來,這些就是後面的散晶。
此時在藍膜上有不符合出貨要求的芯片,這些就成了邊片或毛片等。不良品的外延片,壹般不用來做方片,就直接做電極(P極,N極),也不用做分檢,這些就是目前市場上的LED大圓片。