LED照明 基本知识概论

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1、 LED照明基础知识概论LED Lighting Introduction内 容 大 纲一，LED照明发展介绍二，LED发光介绍三，LED照明灯具参数介绍一，LED照明发展介绍：1.1，人类照明史简单回顾：燃烧照明钨丝灯荧光灯LED灯1.1.1，燃烧照明：在古代，人类只有靠燃烧木柴发出的火光来用 来照明，直到1772年，燃气照明进入人类的生活。1.1.2，1879年，爱迪生发明了白炽灯（又叫钨丝灯），直到现在 很多地区还在使用。1.1.3，由于白炽灯的各种缺点，人类又发明了荧光灯，如日光灯 。从此以后各种新式灯具层出不穷，如各种节能灯，金属卤灯， 氙气灯等。1.1.4，二十世纪九十年代末期，随

2、着半导体技术和微电子技术的 发展，LED照明来到了普通照明领域。1.2，LED照明发展简史：20 世纪九十年代末，随着第三代半导体材料GaN 的突破，半导体技术继引发微电 子革命之后又在孕育一场新的产业革命照明革命，其标志是基于半导体发光二极 管（LED）的固态照明（亦称“半导体灯”），将逐步代替白炽灯和荧光灯进入普通照明 领域。到20 世纪90 年代早期，采用铟铝磷化镓生产出了桔红、橙、黄和绿光的LED。在很长的一段时间内都无法提供发射蓝光的LED，设计工程师仅能采用已有的色 彩：红色、绿色和黄色，早期的“蓝光”器件并不是真正的蓝光LED，而是包围有蓝色散 射材料的白炽灯。第一个有历史意义的

3、蓝光LED 也出现在20 世纪90 年代早期（日亚 公司1993 宣布，中村修二博士发明），再一次利用金钢砂早期的半导体光源的障碍 物。20 世纪90 年代中期，出现了超亮度的氮化镓LED，当前制造蓝光LED 的晶体外 延材料是氮化铟镓（InGaN），发射波长的范围为450nm 至470nm，氮化铟镓LED 可 以产生五倍于氮化镓LED 的光强。超亮度蓝光芯片是白光LED 的核心，在这个发光芯 片上抹上荧光磷，然后荧光磷通过吸收来自芯片上的蓝色光源再转化为白光，利用这 种技术可制造出任何可见颜色的光，今天在LED 市场上就能看到生产出来的新奇颜色 ，如浅绿色和粉红色。在2000 年，前者做成的

4、LED 在红、橙区（p=615nm）的光效达到100 流明/瓦， 而后者制成的LED 在绿色区域（p=530nm）的光效可以达到50 流明/瓦。LED 不仅能发射出纯紫外光而且能发射出真实的“黑色”紫外光，LED 发展到底能走 多远还不得而知，也许某天就能开发出能发X 射线的LED。然而，LED 的发展不单纯 是它的颜色还有它的亮度，像计算机一样，遵守摩尔定律的发展，即每隔18 个月它的 亮度就会增加一倍，曾经暗淡的发光二极管现在真正预示着LED新时代的来临。1.3，LED照明的优点：1，节能. 白光LED的能耗仅为白炽灯的1/10，节能灯的1/4。采用超高亮大功率LED 光源，配合高效率电源

5、，比传统白炽灯节电80%以上，相同功率下亮度是白炽灯的 10倍； 2，长寿. 寿命可达5万小时以上,对普通家庭照明可谓“一劳永逸”. 是传统钨丝灯的50倍以上。LED采用高可靠的先进封装工艺共晶焊，充分保障 LED的超长寿命； 3，可以工作在高速状态.传统节能灯如果频繁的启动或关断灯丝就会发黑很快的坏 掉. 4，固态封装，属于冷光源类型。所以它很方便运输和安装，可以被装置在任何微 型和封闭的设备中，不怕振动。 5，LED技术正日新月异的在进步，它的发光效率正在取得惊人的突破，价格也在不 断的降低。一个白光LED进入家庭的时代正在迅速到来。 6，环保，LED灯泡的组装部件可以非常容易的拆装，不用

6、厂家回收都可以通过其它 人回收。 不含铅、汞等污染元素，对环境没有任何污染； 7，配光技术使LED点光源扩展为面光源，增大发光面，消除眩光，升华视觉效果， 消除视觉疲劳； 8，透镜与灯罩一体化设计。透镜同时具备聚光与防护作用，避免了光的重复浪费 ，让产品更加简洁美观1.3，LED照明的优点（续）：9,大功率LED平面集群封装，及散热器与灯座一体化设计。充分保障了LED散热要 求及使用寿命，从根本上满足了LED灯具结构及造型的任意设计，极具LED灯具的 鲜明特色； 10,无频闪。纯直流工作，消除了传统光源频闪引起的视觉疲劳； 11,耐冲击，抗雷力强，无紫外线（UV）和红外线（IR）辐射。无灯丝及

7、玻璃外壳 ，没有传统灯管碎裂问题，对人体无伤害、无辐射。 12,低热电压下工作，安全可靠。表面温度60（环境温度Ta=25时）； 13,宽电压范围，全球通用。85V 265VAC全电压范围恒流，保证寿命及亮度不受 电压波动影响； 14,采用PWM恒流技术，效率高，热量低，恒流精度高； 15,降低线路损耗，对电网无污染。功率因数0.9，谐波失真20%，EMI符合全球 指标，降低了供电线路的电能损耗和避免了对电网的高频干扰污染； 16,通用标准灯头，可直接替换现有卤素灯、白炽灯、荧光灯； 17,发光效率可高达1001m/w，多种色温可选，显色指数高，显色性好；总结：很明显，只要LED灯的成本随le

8、d技术的不断提高而降低。节能灯及白炽灯必 然会被LED灯泡所取代。目前国家越来越重视照明节能及环保问题，已经在大力推 行使用LED灯泡了。1.4，LED照明的市场前景：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。欧美发达国家：美国，日本，欧洲，澳大利亚等各国政府都已经立法从2012年开始 禁止白炽灯的生产。白炽灯的退市将留下巨大的市场空间，将来会是LED灯具和普 通节能灯角逐的天下。中国：从2016年

9、开始禁止白炽灯的生产，将白炽灯淘汰出市场。据了解，去年一年中国生产了900万支日光灯管。其中800万支用于出口，按照每支 140元销售价格计算，出口销售额约合人民币112亿。LED产品出口同比增长27.3% 。全球照明大厂飞利浦(Philips)认为，尽管于2008年LED占全球照明市场产值的比重 约8%,但预计到了2020年，LED占所有照明产品比重将大幅成长至75%以上，而 2015年将是LED照明超过传统光源市场的分水岭。 1.5 目前市场竞争态势：由于LED照明有其明显的优势，是未来照明的必然之路。因此很多国际 巨头和以前的传统灯具制造商纷纷进入这个行业，以求获取更大更好的利润 。下面

10、简单介绍成品市场几家我们的竞争对手。国际巨头：各巨头由于自己有其传统的灯具在创造利润，所以他们目前只是 以他们的技术优势切入市场，开发了一些LED产品，但是还没有大批量的投 入市场。去年他们集体开了一个协调会议，但是还没有就LED的产品标准达 成一致。其中飞利浦，欧司朗，通用是其中的三巨头，而日本的松下，夏普 ，东芝等实力也很强大。飞利浦（Philips）：荷兰公司，1891年成立。2010年第一季度，其照明销 售价值已达18亿欧元，从去年12个月到2010年3月，其照明销售价值达69亿 欧元。据此可推算他一年的销售额最少为80亿欧元，其中LED产品的贡献为 10%，同比增长率为18% 。那么

11、就是说2010年，飞利浦公司从LED相关产 品赢得了8亿欧元，约合72亿人民币。欧司朗（Osram）：德国公司，1906年成立，西门子公司的子公司，全球 超过4万名员工。2007年全年销售额为50亿欧元，而来自LED的贡献为7亿 欧元，合计人民币63亿人民币，占14%。是全球汽车车灯的最主要供应商， 占23%的市场份额。通用（GE：General Electric ）:美国公司，1876年，托马斯爱迪生创立了爱迪 生电灯公司，是通用电气的前身。 松下电工（Panasonic ）：日本公司，1918年成立。2012年LED产品的销售目 标是300亿日元，约合人民币25亿人民币。夏普（Sharp）

12、：日本公司，1912年成立。未来两年的销售目标是500亿日元， 约合人民币42亿。东芝（Toshiba）：日本公司，1875年成立，以生产白炽灯起家，现在已经停止 生产白炽灯了，全面进军LED灯具。2015年的销售目标是3500亿日元，约合人 民币将400亿。国内有影响力靠LED灯具起家的公司： 勤上光电（上市公司，路灯为主，强大的政府关系），雷曼光电（上市公司， 显示屏为主），洲明（准备上市，路灯为主），真明丽（香港上市公司），鸿 利光电（上市公司） 国内传统灯具制造商，现在也在做LED灯具的公司： 佛山照明，雷士照明，欧普照明，TCL，史福特照明 国内其他行业有影响力的公司： 富士康，比亚

13、迪照明，美的照明，创维照明1.6，公司的LED照明的初步发展方向：1，以欧美的中高端客户作为我们的目标客户群体，以超市，办公室，酒店， KTV，商铺等做为我们的最终使用场所。开发生产出来适合他们使用和销售的LED 室内灯具。如LED日光灯，LED面板灯，LED球泡灯，LED射灯，PAR灯，LED横 插灯，LED-H型灯等常规室内照明系列作为我们的基础性产品。2，把基础性产品作出自己的特点，如超级稳定，外观好看，包装漂亮，可替换 电源，和其他公司的LED产品相比，更加的省电，安全性强等。3，再开发出一些具有自己特色的产品，树立公司形象，确立核心优势。如用在 灾区或地下车库使用的可以在断电后照明1

14、2小时的LED日光灯，装饰用的七彩灯等 。4，向金兰田的忠实客户推广我们有竞争力的产品。 二，LED发光介绍：2.1，LED: 中文名：发光二极管 light emitting diode. 2.2，LED发光原理：发光原理：它的基本结构是一块电致发光的半导 体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保 护内部芯线的作用，所以LED的抗震性能好。 LED结构图如下图所示 发光二极管的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片，在p型 半导体和n型半导体之间有一个过渡层，称为p-n结。在某些半导体材料 的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以 光的形式释

15、放出来，从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压， 少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的 二极管叫发光二极管，通称LED。当它处于正向工作状态时(即两端加 上正向电压)，电流从LED阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外 到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。2.3,白光LED发光原理：一种方式是蓝光LED发光二极管激发黄色荧光粉产生白光,另一种方式是紫外光LED激发RGB三波长萤光粉来产生白光。许多厂商主要从事白光LED的研究，通常都先从蓝光LED开始研发及量 产，有了蓝光 LED的技术之后再开始研发白光LED，然而目前最常用蓝 光LED激发黄色萤光粉来产生白

16、光，但是用蓝光LED来发白光的方式的 发光效率仍然不足，许多厂 商开始向另外一个方向就是往紫外光LED 来发展，利用紫外光LED加RGB三波长萤光粉来达到白光的效果，其发 光效率比蓝光好上许多。而紫外光LED加 RGB三波长萤光粉的方法， 则关键技术在高效率的荧光体合成法，也就是如何把荧光粉有效的附着 在晶粒上的一项技术。日本日亚公司在此技术有专利和垄断。 2.4：LED生产大公司介绍： 国际知名品牌：科瑞CREE（美国），惠普（HP）（美国），日亚化学（Nichia） （日本），丰田合成（日本），大洋日酸（日本），东芝（日本）、昭和电工（ SDK）（日本），Lumileds（本来是美国公司，现在被飞利浦收购），旭明（ Smileds）（美国），Genelite（日本），欧司朗（Osram）（德国），GeLcore， 首尔半导体（汉半）（韩国）等，普瑞（美国），韩国安萤（Epivalley）等。 台湾品牌：晶元光电（Epistar）简称：ES、（联诠、元坤，连勇，国联），广镓光 电（Huga），新世纪（Genesis Photoni