LED应用产品知识培训

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DIPLED和SuperFluxLED的通用工艺流程，而SMD，TOP以及HighPowerLED的封装工艺流程是另有区别的！原物料固晶焊线封胶▽来料▽晶片▽支架▽银胶▽荧光粉▽硅胶▽金线▽支架○AB胶○DP、CP▽模粒▽支架○一切◇IQA○扩晶○排支架○上支架○O/S○点胶○装模○合格○配胶○焊线○配胶○外观○入烤○入库○固晶◇全检○试胶◇品管抽检○试胶○原料仓◇全检○过滤○点胶○全切○领料○入烤◇品管确认○灌胶◇AT○出烤○插支架○包装材料○烘烤◇品管抽检◇品管抽检○短烤○计数○待焊线◇全检○出烤○包装入库◇品管抽检◇品管抽检◇品管抽检○待封胶○长烤◇QA检验○待测试○出货后测2、LED光电特性-1电性技术指标1-----电流额定工作电流IF（mA）：LED在理想的线性工作区域，在此电流下可安全地维持正常的工作状态；最小工作电流IFL（mA）：LED在小于此电流工作时，由于超出理想的线性工作区域，将无法保证LED的正常工作状态（尤其是在一致性方面）；最大容许正向电流IFH（mA）：LED最大可承受的正向工作电流，在此电流下，LED仍可正常工作，但发热量剧增，LED的使用寿命将大大缩短；最大容许正向脉冲电流IFP（mA）：LED最大可承受的一定占空比的正向脉冲电流的高度。LEDI~V特性曲线IFVFVRIRVI2、LED光电特性-2电性技术指标2-----压降1.正向压降VF（V）：由LED本身固有的I~V特性曲线决定，在IF条件下所对应的VF数值。2.击穿电压（雪崩电压）VZ（V）：在LED加载反向电压VR，在其较低时，流过LEDPN结的电流很微弱，几乎为零，（我们把这个电流也叫LED的反向饱和电流IF0），当VR增加到一定值时，流过LEDPN结的电流会急剧增加，导致LED击穿直至烧毁，我们称这个电压为该LED的击穿电压。LEDI~V特性曲线IFVFVRIRVI2、LED光电特性-3电性技术指标3-----耗散功率PD当LED上施加了额定的正向电流后，就可以计算出加载到LED上的电功率PD：PD=VF×IFPDmax1/2PDmax025℃65℃125℃LEDPN结上的功率PD与温度T的关系曲线1.由LED的I-V曲线的正向特性可知，LED的电功率受到IFmax的限制；2.IF是温度的函数，因此PD也会受温度制约；3.由于LED的内量子效率不可能达到100%，因此施加到LED上的PD会引起PN结温度上升，当达到PN结最大结温Tjmax，会导致LED失效！2、LED光电特性-4电性技术指标4-----反向电流反向电流IR（μA）：LED在一定的反向偏压（VR）下的反向漏电流。IR也是判定LED失效与否的重要指标，通常：中小功率LED（≤0.5W）的LED的判定标准为：1.IR≤5μA@VR=-4V;2.IR≤10μA@VR=-5V;超过1W的HighPowerLED的IR失效判定标准为：1.IR≤30μA@VR=-4V;2.IR≤50μA@VR=-5V;2、LED光电特性-5光学技术指标1-----相对视觉函数[V(λ)]曲线相对视觉函数曲线：由于人眼对不同λP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了V(λ)曲线。380555780波长λ(nm)1.0V(λ)相对视觉函数曲线最大流明效率Km=683lm/W典型应用波长的视觉函数和光效：峰值波长(λP)视觉函数V(λ)光效(lm/W)紫外380nm00450nm0.03825.95460nm0.0640.98470nm0.091362.36555nm1683620nm0.381260.22650nm0.10773.08660nm0.060841.53红外780nm002、LED光电特性-6光学技术指标2-----光通量（ΦV）dVKmdtdQvv)()(380780光通量ΦV（流明：lm）：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能够被人眼视觉系统所感受到的那部分有效当量。其中：Km：最大流明效率为683lm/W(当波长为555nm时）；Φ(λ)：给定波长的光辐射功率；V(λ)：在相对视觉函数曲线中，给定波长所对应的视觉函数；d(λ)：给定的波长。2、LED光电特性-7光学技术指标3-----发光强度（IV）发光强度IV（坎德拉：cd）：光源在指定方向单位立体角内的光通量。dvdIV1cd=1lm/sr(流明/立体弧度）=1烛光光三维空间分布图光二维空间分布图2、LED光电特性-8光学技术指标4-----照度（E）光照度E（勒克斯：lux）：光源照射在光接收面上一点处的面元上的光通量dΦV与该面元面积dS的比值。dSvdEv1lx=1lm/m2对于点光源，若在某一个方向上光强为I，则距离r处的照度为：E=I/r2表征LED特性的主要技术指标光学技术指标6-----半强角度（θ1/2）半强度角θ1/2：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。θI/2I/2I法线光源表征LED特性的主要技术指标光学技术指标7-----波长1.峰值波长（λP：nm）：光谱发光强度或者辐射功率最大点所对应的波长。2.主波长（λD:nm）：以标准白光[通常为等能白E（x=0.3333,y=0.3333）]为参照点，某点颜色的色调与波长为λd的纯光谱相同，则λd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LED特性的主要技术指标光学技术指标8-----相关色温（TC：ColorTemperature）相关色温TC（K）：光源的光辐射所呈现的颜色与在某一温度下黑体辐射的颜色相同时，称黑体的温度（TC）为光源的色温度。为了求得光源的色温，需要先求得它的色度坐标，然后在色度图上由CIE1960UCS推导的ISO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较远的光源，用色度坐标与其最靠近的黑体温度来表示该光源的相关色温，在色温线上求取相关色温。表征LED特性的主要技术指标光学技术指标8-----相关色温（TC：ColorTemperature）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表征LED特性的主要技术指标光学技术指标9-----显色性指数（Ra：ColorRenderingIndex）显色性指数Ra：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指数(Ra)等级显色性一般应用90-1001A优良需要色彩精确对比的场所80-891B需要色彩正确判断的场所60-792普通需要中等显色性的场所40-593显色性要求较低，色差较小的场所20-394较差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、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0.0648克•照度：被照物体单位受照面积上所接受的光通量，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：0.6M、0.9M、1.2M、1.5M、1.8M、2.4M•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•功率因数：min=0.9•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的典型标准光源类别光效（lm/W）白炽灯6~14一般节能灯40~55三基色节能灯55~85三基色荧光灯50~90低压钠灯70高压钠灯110高压汞灯50白光LED80~1402、显色指数比较65-93金卤灯51-95荧光灯25-60高压汞灯25低压钠灯85节能灯42-52高压纳灯100卤坞灯100白炽灯演色性Ra灯的种类65-95LED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／kh0.8~28～106～2O15~245O4、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光源北方晴空阴天夏日正午阳光金卤灯下午日光冷色荧光灯高压汞灯色温[K]8000-85006500-750055004000-460040004000-50003450-3750光源暖色荧光灯卤素灯三