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1、LED目录,LED介绍 发展历程 LED节能灯分类 组成部分 特性 规格,LED发光原理 杂质半导体 PN结的形成 击穿性 单向导电性 总结,LED介绍,LED说白了就是发光二极管，就是将电转化成可见光的固态的半导体器件。 主要由支架、银胶、晶片、金线、环氧树脂五种物料所组成。 LED节能灯是继紧凑型荧光灯(即普通节能灯)后的新一代照明光源。相比普通节能灯，LED节能灯环保不含汞，可回收再利用，功率小，高光效，长寿命，即开即亮，耐频繁开关，光衰小，色彩丰富，可调光，变幻丰富。大量使用普通节能灯，会造成汞污染，污染土壤水源，从而间接的污染食品，环境危害不可小觑。,3,能源问题已经成为21世纪亟需
2、解决的迫切问题，世界经济的高速发展消耗了大量的自然可再生资源，资源的短缺极大地限制了当前社会的发展和稳定。在照明领域，LED节能灯的出现，极大地改变了人们的生活，其高节能的优点越来越受到社会和人们的认可。 LED的耗电量仅为传统灯泡的1/10，使用寿命却是传统灯泡的100倍。与广泛应用于道路、车站、广场等公共场所照明的高压钠灯相比，LED路灯的功耗只是高压钠灯的40%50%。LED路灯100瓦相当于高压钠灯250瓦亮度。 250瓦高压钠灯每3小时用1度电，而100瓦LED路灯每10小时耗1度电。按城区公共照明路灯1000盏，每盏每天点亮10小时，电价1元计算：250瓦高压钠灯每天电费达3500
3、元，每年电费多达127万余元。100瓦LED路灯每天节能2400度，一年可节省电费87万余元，节能效率达68.5%。,LED灯的卓越优点-高节能,LED只向半空间发出光线，这意味着不加任何形式的反射器，光源发出的光线也能全部射向受照面方向，这一特点决定了LED照明节能灯有望实现90以上的灯具效率，同时通过合理的光学设计能达到很高的光通利用率。 高压钠灯使用寿命为4000小时左右，平均每年每盏路灯的维护费用为120元左右，按1000盏路灯计算，每年的维护费用为12万多元。而LED路灯使用寿命为5万小时以上，正常使用可达八年以上，损坏率极低。 LED是第三代半导体材料制作的光源和显示器件，具有耗电
4、量少、寿命长、无污染、色彩丰富、可控性强等特点，是照明光源及光产业的一次革命。LED的出现，不仅使百年传统照明工业迎来了电子化大规模的数字技术时代，而且应用涉及信息、交通、医疗、农业等领域，其数字化的特性是即将到来的物联网时代的技术支撑之一，将引发人类生产、生活方式的巨大变化。,Led灯 白炽灯 普通节能灯,白炽灯将灯丝通电加热到白炽状态，利用热辐射发出可见光的电光源。自1879年，美国的T.A.爱迪生制成了碳化纤维（即碳丝）白炽灯以来，经人们对灯丝材料、灯丝结构、充填气体的不断改进，白炽灯的发光效率也相应提高。白炽灯的光效虽低，但光色和集光性能好，是产量最大，应用最广泛的电光源。 节能灯，又
5、称为省电灯泡、电子灯泡、紧凑型荧光灯及一体式荧光灯，是指将荧光灯与镇流器（安定器）组合成一个整体的照明设备。 白炽灯是靠钨丝发热原理工作的，就是常见的圆头灯泡。 节能灯是日光灯的一种，靠荧光粉发光，价格比白炽灯贵，同瓦数时比白炽灯亮60%左右。 LED灯利用二极管发光原理，节能效果比节能灯好，同瓦数时比节能灯亮40%左右。,LED节能灯分类,LED节能灯品种丰富，市面上基本有三类： 一类：由草帽型小功率LED制成的LED节能灯，电源采用阻容降压电路（利用电容在一定的交流信号频率下产生的容抗来限制最大工作电流）。草帽型LED延用指示灯LED的封装形式，环氧树脂封装，使得LED芯片无法将热量散出，
6、光衰严重，很多白光LED，在使用一段时间后，色温变高，渐渐成偏蓝色，变得昏暗。也有厂家致力于开发低光衰的草帽型LED，但是由于没有改变封装形式，光衰依然没有大的改观。这类LED节能灯产品，为过渡性产品，价格低，质量较差。 二类：由3528或5050贴片中小功率LED制成的LED节能灯，电源也普遍采用阻容降压电路，也有部分厂家采用恒流电路，相比草帽型LED，贴片LED散热稍好，有导热基板，在配合铝基板，能将一部分热量导出。但是由于还是忽视的LED的热量，很多中功率贴片LED节能灯，没有散热器，依旧使用塑料外壳，光衰依然严重。采用阻容降压低端电源，因电网电压不稳，电流有波动，亮度也有波动，价格适中
7、，质量稍好。 三类：由大功率贴片LED制成的LED节能灯，电源普遍采用恒流隔离电路，即有一个恒定的电流，如5W的LED，通常采用5片1瓦的LED芯片，串联，采用恒流300mA的电流源供电，宽电压电源，使电网波动时，电流没有改变，光通量即亮度维持恒定，5片贴片LED焊接在铝基板之上，铝基板再结合于散热器上，使用热量能够及时快速的散去，保证LED芯片温度低于LED允许结温（处于电子设备中实际半导体芯片的最高温度），从而保证LED节能灯的真实有效寿命。这类LED灯价格高，质量好，也是LED节能灯的发展方向。,LED芯片很重要：好的LED芯片，光效高，温升低，显色指数高，结温高，抗静电。 散热很重要：
8、如果一味强调LED是冷光源，不需要散热，那是完全错误的，在还没有开发出真正低发热的LED芯片之前，LED不加优质散热器，那么它的寿命可能还远不及现行的普通节能灯！因为光衰到初始光通量70%时，就已经标识着LED节能灯寿命终了。 电源很重要：是否经得了高温高湿，是否过得了高压安规（UL），是否过得了电磁兼容(EMC/EMI)，也都是些硬性指标，也决定了LED节能灯的真实寿命，木桶效应中，电源可能就是LED节能灯的短板。 关键：灯罩是LED节能灯的二次配光，灯罩很优质的LED节能灯，普遍采用光扩散材料，在LED光线到达灯罩时，将光线扩散开去，点亮后看不见LED光源，LED节能灯成为一个大的光源，照
9、射物体不发虚，且光扩散型灯罩普遍透光率在80%以上，效果好。,组成部分： 一个好的LED节能灯，应该由四部分组成：优质的LED芯片，恒流隔离电源，相对灯具功率合适的散热器，光扩散效果柔和不见点光源的灯罩。,特性,1、高效节能：以相同亮度比较，3W的LED节能灯333小时耗1度电，而普通60W白炽灯17小时耗1度电，普通5W节能灯200小时耗1度电。 2、超长寿命：半导体芯片发光，无灯丝，无玻璃泡，不怕震动，不易破碎，使用寿命可达五万小时（普通白炽灯使用寿命仅有一千小时，普通节能灯使用寿命也只有八千小时）。 3、健康：光线中含紫外线和红外线少，产生辐射少（普通灯光线中含有紫外线和红外线）。 4、
10、绿色环保：不含汞和氙等有害元素，利于回收，普通灯管中含有汞和铅等元素。 5、保护视力：直流驱动，无频闪（普通灯都是交流驱动，就必然产生频闪）。 6、光效率高：CREE公司实验室最高光效已达260lm/W，而市面上的单颗大功率LED也已经突破100lm/W，制成的LED节能灯，由于电源效率损耗，灯罩的光通损耗，实际光效在60lm/W，而白炽灯仅为15lm/W左右，质量好的节能灯在60lm/W左右，所以总体来说，LED节能灯光效与节能灯持平或略优。(2011年5月数据) 7、安全系数高：所需电压、电流较小，安全隐患小，于矿场等危险场所。 8、市场潜力大：低压、直流供电，电池、太阳能供电，于边远山区
11、及野外照明等缺电、少电场所。,规格,LED尺寸大小：0603、0805、1210、5050是指LED灯带上使用的发光元件-LED的尺寸大小（英制/公制）。 LED灯数：15灯、30灯、60灯是指LED灯带每米长度上焊接了多少颗LED元件，一般来说1210规格灯带是每米60颗LED，5050规格灯带是每米30颗LED，特殊的有每米60颗LED。不同LED数量的LED灯带价格是不同的，这也是区分LED灯带价格的一个重要因素。 色温：是指将一标准黑体加热，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
12、温。光源色温不同，光色也不同：色温在 3300K 以下，光色偏红给以温暖的感觉；有稳重的气氛，温暖的感觉.，通称暖色温。 LED色温对比色温在 3000-6000K 为中间，人在此色调下无特别明显的视觉心理效果，有爽快的感觉；故称为 中性 色温色温超过 6000K ，光色偏蓝，给人以清冷的感觉，通称冷色温。 亮度：cd（坎德拉）发光强度的基本单位，坎德拉是国际单位制的基本单位之一。一般LED灯带不同的颜色会有不同的发光强度，常用单位是mcd，即毫坎德拉。数值越高，说明发光强度越大，也就是越亮。这是评定LED灯带亮度的重要指标，亮度要求越高的灯带价格越贵。这是因为高亮度的LED芯片价格偏贵，并且
13、亮度越高，封装难度越大。 发光角度：这是指LED灯带上LED元件的发光角度，一般通用的贴片LED，即SMD元件的发光角度都是120度。发光角度越大，起散光效果越好，但相对的，其发光的亮度也就相应减小了。发光角度小，光的强度是上去了，但照射的范围又会缩小。因此，评定LED灯带的另一个重要指标就是发光角度。 电压：这是指LED灯带的输入电压，一般常用的规格是直流12V，也有的是24V。,LED发光原理,LED（Light Emitting Diode），发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的
14、正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个P-N结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。,杂质半导体,N型半导体（N为Negative的字头，由于电子带负电而得此名）：掺入少量杂质磷元素（或锑元素）的硅晶体（或锗晶体）中，由于半导体原子（如硅原子）被杂质原子取代，磷原子外层的五个外层电子的其中四个与周围的半导体原子形成共价键，多出的一个电子几乎不受束缚
15、，较为容易地成为自由电子。于是，N型半导体就成为了含电子浓度较高的半导体，其导电性主要是因为自由电子导电。 P型半导体（P为Positive的字头，由于空穴带正电而得此名）：掺入少量杂质硼元素（或铟元素）的硅晶体（或锗晶体）中，由于半导体原子（如硅原子）被杂质原子取代，硼原子外层的三个外层电子与周围的半导体原子形成共价键的时候，会产生一个“空穴”，这个空穴可能吸引束缚电子来“填充”，使得硼原子成为带负电的离子。这样，这类半导体由于含有较高浓度的“空穴”（“相当于”正电荷），成为能够导电的物质。,PN结的形成,LED的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的芯片。在P型半导体和N型半导体之间的过
16、渡层，便是我们常说的P-N结。 当P型半导体和N型半导体结合时，由于交界面处存在的载流子浓度差，于是电子和空穴都会从高浓度区域向低浓度区域扩散。我们知道，电子与空穴都是带电的，其扩散的结果就导致了P区和N区原来的电中性被破坏。这样，P区一侧失去空穴剩下不能移动的负离子（半导体中的离子不能任意移动，因此不参与导电），N区一侧失去电子而留下不能移动的正离子。这些不能移动的带电粒子就是空间电荷。在空间电荷集中在P区和N区交界面附近，形成了一很薄的空间电荷区，就是P-N结。 在出现了空间电荷区以后，由于正负电荷之间的相互作用，在空间电荷区就形成了一个内电场，其方向是从带正电的N区指向带负电的P区。,这个电场是载流子扩散运动形成的，而不是外加电压形成的，这便是内电场。由于内电场的存在，使得P-N结处于动态平衡状态。当我们给P-N结一个正向电压，便改变了P-N结的动态平衡。注入的少数载流子（少子）与多数载流子（多子）复合时，便将多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。如果给PN结加反向电压，少数载流子（少子）难以注入，故不发光。 利用注入式电发光原理制作的二极管就是
