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1、LED基础知识,www.S,目 录,LED基本原理,1,LED的特性,2,LED照明的市场分析,3,3,1,www.S,目 录,LED基本原理,1,LED的特性,2,LED照明的市场分析,3,3,www.S,LED的优点,寿命长（100，000Hrs） 驱动电压低（1.84.5V） 耗电量少（401000mW） 相对冷光源(熱輻射小) 点亮速度快（时间常数为10-710-9S ） 体积小 多种色彩 耐震性特佳（全固体封装，不易破损） 单色性佳（发光波长稳定） 绿色无污染？,www.S,LED同几种光源的比较,LED光源在性能方面远远优于其他光源！,www.S,LED的分类,A.直插式LED：（
2、ight emitting diode） 1.按外形尺寸分：3mm、5mm、8mm、10mm等等 2.按发光颜色分：红、绿、蓝、黄、橙、白、紫、红外线、紫外线等 . SMD(Surface mount diode）表面贴装二极管 1.按外形分：0603、1206、2810、3020、3528 、5050等等 2.按颜色分：红、绿、蓝、黄、黄绿、白色、紫、红外线等; .食人鱼（Flux led） .食人鱼产品主要是顶部LENS的不同种类而改变： .顶部珠子分为：3mm、5mm 、平头与微凸产品。 D.大功率LED（Power led） 1.大功率有1w、3w、5w、10w等等不同种类 3.透镜有
3、酒杯状的、平头的、透镜的 4.直流与交流驱动 E.数码管LED（Display） 数码管的种类比较繁多:单位、双位、三位、四位、多位、以及客户要求定做的各种产品。 F.点阵（Dot matrix display） 外形和数码管不同，但性能等相关规格差别不大。,www.S,白光LED,单芯片 InGaN(蓝)/YAG荧光粉：这是一种目前较为成熟的产品。这些产品采用芯片倒装结构,提高发光效率和散热效果。荧光粉涂覆工艺的改进,可将色均匀性提高10倍。实验证明,电流和温度的增加使LED光谱有些蓝移和红移,但对荧光光谱影响并不大。寿命实验结果也较好 。 双芯片 双芯片可由蓝 LED+黄LED、蓝LED+
4、黄绿LED以及蓝绿LED+黄LED制成,此种器件成本比较便宜,但由于是两种颜色LED形成的白光,显色性较差,只能在显色性要求不高的场合使用。 多芯片 (蓝色+绿色+红色)LED：这种通过RGB方法合成白光这种方法主要的问题是绿光的转换效率底，所以总体的效率不高。同时三种颜色的LED的正向电压和光输出不同，另外它们的温度特性和光维持特性也不相同，因而对电路的要求也比较高。,www.S,目 录,LED基本原理,LED的特性,LED照明的市场分析,3,3,www.S,LED伏安特性,OA段：正向死区 VA为开启LED发光的电压。比如红色（黄色）LED的开启电压一般为0.20.25V。 AB段：工作区
5、 在这一区段，一般是随着电压增加电流也跟着增加，发光亮度也跟着增大。但在这个区段内要特别注意，如果不加任何保护，当正向电压增加到一定值后，那么LED的正向电压会减小，而正向电流会加大。如果没有保护电路，会因电流增大而烧坏发光二极管。 OC段：反向死区 LED加反向电压是不发光的（不工作），但有反向电流。这个反向电流很小，一般在几A之内。 CD段：反向击穿区 LED的反向电压一般不要超过10V，最大不得超过15V，否则就会出现反向击穿，导致LED报废。,www.S,LED温度特性,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
6、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的比值，单位（/W）。热阻则是表示LED散热性能好坏的参数。 随着温度的变化，LED波长的中心会发生蓝移或红移，每当结温升高10，则波长向长波漂移1nm。 随着温度的增加，LED的光强将会减小且发光的均匀性、一致性变差。 这对于作为照明用的灯具光源要求小型化、密集排列以提高单位面积上的光强、光亮度的设计尤其应注意。,www.S,LED颜色特性（一）,波长 (Wavelength ) 光是一种电磁波 波长决定光的颜色 (d) 用来表示光的颜色 发光二极管的颜色、彩度、亮
7、度是由晶体决定的,www.S,LED颜色特性（二）,CIE XY色度图 因白光非单一色光,所以在测试时,白光分色按右图分X,Y值,而其它颜色光按波长来分. 色温 ( Co1or Temperature ) 单位：绝对温度 ( Kelvin, K ) 一个光源的色温被定义为与其具有相同光色之“标准黑体” 本身的绝对温度值，此温度可以在色度图上的普朗克轨迹上找到其对应点。标准黑体的温度越高,其辐射出的光线光谱中蓝色成份越多,红色成份也就相对的越少。以发出光色为暖白色的普通白热灯泡为例，其色温为2700K，而昼光色日光灯的色温为6000K。,www.S,LED颜色特性（三）,演色性（显示指数） (C
8、olor rendering ) 一般认为人造光源应让人眼正确地感知色彩，就如同在太阳光下看东西一样。此准据即是光源的演色特性，称之为“平均演色性指数(Ra)” 平均演色性指数为对象在某光源照射下显示的颜色与其在参照光源照射下的颜色两者之相对差异。平均演色性指数Ra为100的光源可以让各种颜色呈现出如同被参照光源所照射的颜色。Ra值越低，所呈现的颜色越失真。,www.S,LED光特性（一）,光通量（F，Flux）： 光源在单位时间内发射出的光量称为光源的光通量。单位流明，即lm。为LED向各个方向发光的能量之和，它与工作电流直接有关：随着电流增加，LED光通量随之增大。光通量是表征LED总光输
9、出的辐射能量，它标志器件的性能优劣。光通量与芯片材料、封装工艺水平及外加恒流源大小有关。 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)。LED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。单位为坎德拉（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。 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。,www.S,LED光特性（二）,发光强度空间分布（Lu
10、minous diagram） 反映器件的发光（或辐射）强度空间分布（单位：度），LED大量应用要求是圆柱、圆球封装，由于凸透镜的作用，故都具有很强指向性。此参数主要取决于封装的工艺，透镜的材料，透镜的曲率，芯片周围的反光杯等。 辉度 (Luminance, L) 一光源或一被照面的辉度指其单位表面在某一方向上的光强度密度，也可说是人眼所感知此光源或被照面的明亮程度。单位：坎德拉每平方米 (cd/),www.S,LED时间特性,响应时间 是LED点亮与熄灭所延迟的时间。主要取决于载流子寿命、器件的结电容及电路阻抗。 点亮时间 指接通电源使发光亮度达到正常的10%开始，一直到发光亮度达到正常值的
11、90%所经历的时间。不同材料制得的LED响应时间各不相同。 熄灭时间 指正常发光减弱至原来的10%所经历的时间。 寿命 LED发光强度会从标称值逐步下降到50%时的平均时间。,www.S,目 录,LED基本原理,LED的特性,LED照明的市场分析,www.S,LED的发展,www.S,LED照明产品状况,1)室内照明：LED吸顶灯、LED台灯、LED壁灯、LED吊灯、LED射灯、LED灯饰； 2)景观照明：LED路灯、地砖灯、草坪灯、地埋灯、水底灯、泛光灯、室外射灯、洗墙灯、轮廓灯、LED灯串、灯带、像素灯、装饰星星灯、舞台灯、幕墙灯； 3)汽车灯饰：汽车前灯、后灯、刹车灯、仪表灯饰、照明灯等
12、； 4)特种照明：手电筒、LED应急灯、LED矿灯、圣诞灯； 5)交通照明：交通灯、灯塔灯、航空障碍灯。,www.S,LED照明技术的发展现状,显示屏是LED主要应用市场，全彩显示屏增势强劲； 小尺寸背光源市场放缓，中大尺寸将成为新关注点； 汽车车灯市场潜力大，市场正在启动； 室内装饰灯市场逐步启动，交通灯市场进入平稳增长期； 景观照明市场快速发展，2007年市场增速达到高峰； 商业照明市场正在启动； 通用照明市场，由于LED成本较高，还难以普及。,www.S,全球LED厂商,www.S,世界各国LED发展计划及美国LED行业预测,www.S,中国“十二五”计划中LED发展3大重点,至2010
13、年底，国内LED芯片厂量产型产品发光效率约达100 lm/W，预计2015年目标将达150 lm/W。,国内白光LED欲迈向国际化需强化专利布局,十城万盏计划成效不如预期国内加速订定LED照明标准，以期未来能有质量稳定的LED照明产品,www.S,2015年国内LED产业发展目标,中国在“十二五计划”中也订出2015年LED及固态照明产业发展目标，在LED芯片方面，国内期望能提升自制率至7成，并集中由3至5家大型业者生产；下游的照明业者目标能有10家实力与国际大厂相抗衡的领导厂商。透过发展LED及固态照明产业，国内政府期望能提供100万人的就业机会。 而国内在LED照明市场方面的目标为，201
14、5年LED技术占一般照明比重达20%，整体LED产业规模达人民币5000亿元。,www.S,国内LED路灯市场规模预测,国内的路灯LED化是影响其LED照明比重的重要因素之一。全球有近2亿盏路灯，其中国内路灯数为3000万盏，占全球比重高达15%。 2009年因十城万盏成效不如预期，LED路灯数量约25万盏，2010年LED照明标准开始订定，预估产品验证约需1年至2年，故国内LED路灯较显著的装设时点将落在2012至2013年，新增量将有150万至250万的规模，约占路灯比重的5%至8.3%。,www.S,LED照明问题,问题,光、电、色参数随结温变化，散热性和稳定性有待改进,控制与驱动电路的效率和成本,成本高、性价比低,色域、色容差和显色性不理想，色温大多在6500K以上,标准是制约行业发展的重要因素,LED灯具的设计：配光、效率、显色性、色温,Thank You !,
