LED灯具知识培训(重点)

1LED灯具知识培训教程2摘要:本教程为灯具业务部新晋员工岗前培训用,教程主要内容为LED灯具专业知识,阐述了一个专业的销售人员所需的各种知识,是提升销售人员个人能力的途径,也是岗前和日常培训的极佳教程,可作为自学和专业培训用.3目录：（LED专业知识）第一节LED基础知识第二节电光源基础知识及其分类第三节电池的基础知识及其分类第四节LED生产工艺第五节LED封装工艺第六节大功率LED的封装技术第七节LED的几个主要生产商第八节LED灯具的特点:第九节常见的LED灯具第十节热管散热技术第十一节LED目前在照明行业中的主要应用范围第十二节LED光源与传统光源的比较第十三节照明设计原理第十四节LED照明术语第十五节LED的标准4LED专业知识第一节LED基础知识光是什么？光是电磁波，可见光是波长为380-780纳米的电磁波。小于380纳米的电磁波为紫外线，如X-射线；大于700纳米的电磁波为红外线，如微波、广播无线电波。波长单位为纳米，相当于十亿分之一米。LED是什么？ＬＥＤ（LlightingEmittingDiode）即发光二极管，是一种半导体固体发光器件，它是利用固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射，直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光，ＬＥＤ照明产品就是利用ＬＥＤ作为光源制造出来的照明器具。当前全球能源短缺的忧虑再度升高的背景下，节约能源是我们未来面临的重要的问题，在照明领域，ＬＥＤ发光产品的应用正吸引着世人的目光，ＬＥＤ作为一种新型的绿色光源产品，必然是未来发展的趋势，二十一世纪将进入以ＬＥＤ为代表的新型照明光源时代。ＬＥＤ被称为第四代照明光源或绿色光源，具有节能、环保、寿命长、体积小等特点，可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。近年来，世界上一些经济发达国家围绕ＬＥＤ的研制展开了激烈的技术竞赛，美国从2000年起投资5亿美元实施“国家半导体照明计划”，欧盟也在2000年7月宣布启动类似的“彩虹计划”。我国科技部在“863”计划的支持下，2003年6月份首次提出发展半导体照明计划。半导体发光二极管工作原理、特性、应用及光学特性（一）LED发光原理发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ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。此外，在一定条件下，它还具有发光特性。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。假设发光是在P区中发生的，那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光，或者先被发光中心捕获后，再与空穴复合发光。除了这种发光复合外，还有些电子被非发光中心（这个中心介于导带、介带中间附近）捕获，而后再与空穴复合，每次释放的能量不大，不能形成可见光。发光的复合量相对于非发光复合量的比例越大，光量子效率越高。由于复合是在少子扩散区内发光的，所以光仅在近PN结面数μm以内产生。可见光（波长在380nm紫光～780nm红光），比红光波长长的光为红外光。现在已有红外、红、黄、绿及蓝光发光二极管，但其中蓝光二极管成本、价格很高，使用不普遍。5（二）LED的特性1．极限参数的意义（1）允许功耗Pm:允许加于LED两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。超过此值，LED发热、损坏。（2）最大正向直流电流IFm：允许加的最大的正向直流电流。超过此值可损坏二极管。（3）最大反向电压VRm：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。（4）工作环境topm:发光二极管可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。2．电参数的意义（1）光谱分布和峰值波长：某一个发光二极管所发之光并非单一波长。（2）发光强度IV：发光二极管的发光强度通常是指法线（对圆柱形发光管是指其轴线）方向上的发光强度，符号坎德拉（cd）。由于一般LED的发光强度小，所以发光强度常用坎德拉(mcd)作单位。（3）光谱半宽度Δλ:它表示发光管的光谱纯度.是指图3中1/2峰值光强所对应两波长之间隔.（4）半值角θ1/2和视角：θ1/2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）。给出的二只不同型号发光二极管发光强度角分布的情况。中垂线（法线）AO的坐标为相对发光强度（即发光强度与最大发光强度的之比）。显然，法线方向上的相对发光强度为1，离开法线方向的角度越大，相对发光强度越小。（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0.6IFm以下。（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。发光二极管正向工电压VF在1.4～3V。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系可用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。由V-I曲线可以得出发光管的正向电压，反向电流及反向电压等参数。正向的发光管反向漏电流IR10μA以下。（三）LED的分类1．按发光管发光颜色分按发光管发光颜色分，可分成红色、橙色、绿色（又细分黄绿、标准绿和纯绿）、蓝光等。另外，有的发光二极管中包含二种或三种颜色的芯片，上述各种6颜色的发光二极管还可分成有色透明、无色透明、有色散射和无色散射四种类型。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。圆形灯按直径分为φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等。国外通常把φ3mm的发光二极管记作T-1；把φ5mm的记作T-1（3/4）；把φ4.4mm的记作T-1（1/4）。由半值角大小可以估计圆形发光强度角分布情况。从发光强度角分布图来分有三类：（1）高指向性。一般为尖头环氧封装，或是带金属反射腔封装，且不加散射剂。半值角为5°～20°或更小，具有很高的指向性，可作局部照明光源用，或与光检出器联用以组成自动检测系统。（2）标准型。通常作指示灯用，其半值角为20°～45°。（3）散射型。这是视角较大的指示灯，半值角为45°～90°或更大，散射剂的量较大。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。4．按发光强度和工作电流分按发光强度和工作电流分有普通亮度的LED（发光强度10mcd）；超高亮度的LED（发光强度100mcd）；把发光强度在10～100mcd间的叫高亮度发光二极管。一般LED的工作电流在十几mA至几十mA，而低电流LED的工作电流在2mA以下（亮度与普通发光管相同）。除上述分类方法外，还有按芯片材料分类及按功能分类的方法。（四）LED的光学特性1.LED发出的光既不是单色光,也不是宽带光,而是结余二者之间.2.LED光源似点光源又非点光源.3.LED发出光的颜色随空间方向不同而不同.4.恒流操作下的LED的结温强烈影响着正向电压VF.第二节电光源基础知识及其分类(一)基础知识利用电能做功，产生可见光的光源叫电光源。利用电光源照明，称为电照明：电照明按发光的方法不同可分为电阻发光、电弧发光、气体发光和荧光粉发光四类；按照明使用的性质分为一般照明、局部照明和装饰照明三类：按照明使用的方式分为连续照明和间断照明两类；按电光源的起动方式分为电压自适应和辅助触发两类等。一、电光源的发光方法1.电阻发光,这是一种利用导体自身的固有电阻通电后产生热效应，达到炽热程度而发光的方法。如常用的白炽灯、碘钨灯等。2.电弧发光,这是一种利用二电极的放电产生高热电弧而发光的力法。如碳精灯.3.气体发光,这是一种在透明玻璃管内注入稀薄气体和金属蒸气，利用二极放7电使气体高热而发光的方法。如钠灯、镝灯等。4.荧光粉发光,这是一种在透明玻璃管内注入稀薄气体或微量金属，并在玻璃管内壁涂上一层荧光粉，借二极放电后利用气体的发光作用使荧光粉吸收再发出另一种光的方法．如荧光灯等。二、电光源的起动方式1.电压自适应，这类灯泡，只要给它加上额定电压即可正常工作。如白炽灯、溴钨灯等。2.辅助触发型。这类灯泡，供给其额定电压．它并不工作，而是需要一个较额定电压高的辅助触发电压进行启动，然后才能工作，如荧光灯。三.寿命电光源的寿命是电光源的重要性能指标，用燃点小时数表示。1.平均寿命光源从第一次点燃起，一直到损坏熄灭为止，累计燃点小时数称为光源的全寿命。电光源的全寿命有相当大的离散性，即同一批电光源虽然同时点燃，却不会同时损坏，它们将有先有后陆续损坏，且可能有较大的差别，因此常用平均寿命的概念来定义电光源的寿命。取一组电光源作试样，从一同点燃起计时，到50%的电光源试样损坏为止，所经过的小时数就是该组电光源的平均寿命。一般光通量衰减较小的光源常用平均寿命作为其寿命指标，例如卤钨灯。2.有效寿命电光源在使用过程中光通量将随时间的增加而逐渐衰减。有些电光源的光通量衰减到一定程度时，虽然光源尚未损坏，但它的光效明显下降，继续使用极不经济。电光源从点燃起，一直到光通量衰减到某个百分比所经过的燃点时数就称为光源的有效寿命。一般取70%-80%额定光通量作为更换光源的依据。荧光灯一般用有效寿命作为其寿命指标。3.启燃与再启燃时间电光源启燃时间是指正常工作的的光源熄灭后再将其点燃所需要的时间。热辐射光源启燃时间一般不足1秒钟，可认为是瞬时启燃的；气体放电光源的启燃时间从几秒钟到几分钟不等，取决于光源的种类。电光源的再启燃时间是指正常工作着的光源达到额定光通量输出所需的时间，大部分高压气体放电光源的再启燃时间比启燃时间更长，这是因为再启燃时要求这种光源冷却到一定的温度才能正常启燃，即增加了冷却所需要的时间。近年来，电光源的发展突飞猛进，就其品种而言，五光十色，成千上万；但就其发光机理来说，可归纳为如下几类：（一）热辐射光源1.白炽灯2.卤钨灯（二）气体放电光源1.低压放电灯例如：（1）低压水银荧光灯（2）低压钠灯（3）低压高频无极放电灯2.高压放电灯例如：（1）高压汞灯（2）金属卤化物灯（3）高压钠灯（4）高压高频无极放电灯3.超高压放电灯例如：（1）超高压汞灯（2）超高压氙灯（三）半导体光源(二)LED电源的分类8LED虽然在节能方面比普通光源的效率高，但是LED光源却不能像一般的光源一样可以直接使用公用电网电压，它必须配有专用电压转换设备，提供能够满足LED额定的电压和电流，才能使LED正常工作，也就是所谓的LED专用电源。但由于各种规格不同的LED电源的性能和转换效率各不相同，所以选择合适、高效的LED专用电源，才能真正展露出LED光源高效能的特性。因为低效率的LED电源本身就需要消耗大量电能，所以在给LED供电的过程中就无法凸显LED的节能特点。总之，LED电源在LED工作中的稳定性、节能性、寿命长短等方面具备重要的作用。LED的电源有哪些分类呢？一、LED电源按驱动方式可以分为两大类：A.恒流式：1、恒流驱动电路驱动LED是很理想的，缺点就是价格较高。2、恒流电路虽然不怕负载短路，但是严禁负载完全开路。3、恒流驱动电路输出的电流是恒定的，而输出的直流电压却随着负载阻值的大小不同在一定范围内变化。4、要限制LED的使用数量，因为它有最大承受电流及电压值。B.稳压式：1、稳压电路确定各项参数后，输出的是固定电压，输出的电流却随着负载的增减而变化。2、稳压电路虽然不怕负载开路，但是严禁负载完全短路。3、整流后的电压变化会影响LED的亮度。4、要使每串以稳压电路驱动LED显示亮度均匀，需要加上合适的电阻才可以。二、LED电源按电路结构可以分为六类：1、常规变压器降压：这种电源的优点是体积小，不足之处是重量偏重、电源效率也很低，一般在45%～60%，因为可靠性不高，所以一般很少用。