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1、LED日光燈管業務培訓教材,1）LED知識簡介2）光學知識簡介3）LED日光燈品質標準4）LED與傳統光源的優劣,1）LED知識簡介,1、LED封裝工藝流程2、LED光電特性3、LED不良現象4、LED的壽命,1、LED封裝工藝流程,以上僅為DIP LED和Super Flux LED的通用工藝流程，而SMD，TOP以及High Power LED的封裝工藝流程是另有區別的！,2、LED光電特性-1,電性技術指標1-電流,額定工作電流IF（mA）：LED在理想的線性工作區域，在此電流下可安全地維持正常的工作狀態；最小工作電流IFL（mA）：LED在小於此電流工作時，由於超出理想的線性工作區域，
2、將無法保證LED的正常工作狀態（尤其是在一致性方面）；最大容許正向電流IFH（mA）：LED最大可承受的正向工作電流，在此電流下，LED仍可正常工作，但發熱量劇增，LED的使用壽命將大大縮短；最大容許正向脈衝電流IFP（mA）：LED最大可承受的一定占空比的正向脈衝電流的高度。,LED IV特性曲線,2、LED光電特性-2,電性技術指標2-壓降,正向壓降VF（V）：由LED本身固有的IV特性曲線決定，在IF條件下所對應的VF數值。擊穿電壓（雪崩電壓）VZ（V）：在LED載入反向電壓VR，在其較低時，流過LED PN結的電流很微弱，幾乎為零，（我們把這個電流也叫LED的反向飽和電流IF0），當V
3、R增加到一定值時，流過LED PN結的電流會急劇增加，導致LED擊穿直至燒毀，我們稱這個電壓為該LED的擊穿電壓。,LED IV特性曲線,2、LED光電特性-3,電性技術指標3-耗散功率PD,當LED上施加了額定的正向電流後，就可以計算出載入到LED上的電功率PD：PD=VFIF,PDmax,1/2PDmax,0,25,65,125,LED PN結上的功率PD與溫度T的關係曲線,由LED的I-V曲線的正向特性可知，LED的電功率受到IFmax的限制；IF是溫度的函數，因此PD也會受溫度制約；由於LED的內量子效率不可能達到100%，因此施加到LED上的PD會引起PN結溫度上升，當達到PN結最大
4、結溫Tjmax，會導致LED失效！,2、LED光電特性-4,電性技術指標4-反向電流,反向電流IR（A）：LED在一定的反向偏壓（VR）下的反向漏電流。IR也是判定LED失效與否的重要指標，通常：中小功率LED（0.5W）的LED的判定標準為：IR5AVR=-4V;IR10AVR=-5V;超過1W的High Power LED的IR失效判定標準為：IR30AVR=-4V;IR5 0AVR=-5V;,2、LED光電特性-5,光學技術指標1-相對視覺函數V()曲線,相對視覺函數曲線：由於人眼對不同P的光線，即使光功率一樣，人眼感知光強的程度還是不一樣，因此國際照明委員會研究推薦了 V()曲線。,3
5、80,555,780,波長(nm),1.0,V(),相對視覺函數曲線,最大流明效率Km=683lm/W,典型應用波長的視覺函數和光效：,2、LED光電特性-6,光學技術指標2-光通量（V）,光通量V（流明：lm）：光源在單位時間內發出的光的總量，也被解釋為輻射光功率能夠被人眼視覺系統所感受到的那部分有效當量。,其中：Km：最大流明效率為683lm/W(當波長為555nm時）；()：給定波長的光輻射功率；V()：在相對視覺函數曲線中，給定波長所對應的視覺函數；d()：給定的波長。,2、LED光電特性-7,光學技術指標3-發光強度（IV）,發光強度IV（坎德拉：cd）：光源在指定方向單位立體角內的
6、光通量。,1cd=1lm/sr(流明/立體弧度）=1燭光,光三維空間分佈圖,光二維空間分佈圖,2、LED光電特性-8,光學技術指標4-照度（E）,光照度E（勒克斯：lux）：光源照射在光接收面上一點處的面元上的光通量dV與該面元面積dS的比值。,1 lx=1 lm/m2,對於點光源，若在某一個方向上光強為I，則距離r處的照度為：E=I/r2,表徵LED特性的主要技術指標,光學技術指標6-半強角度（1/2）,半強度角1/2：也稱為半直角，就是光源中心法線方向向四周展開，中心光強I到周圍的I1/2之間的夾角。,I/2,I/2,I,法線,光 源,表徵LED特性的主要技術指標,光學技術指標7-波長,峰
7、值波長（P：nm）：光譜發光強度或者輻射功率最大點所對應的波長。主波長（D:nm）：以標準白光通常為等能白E（x=0.3333,y=0.3333）為參照點，某點顏色的色調與波長為d的純光譜相同，則d稱為該點顏色的主波長。這是一個人眼對該點顏色感覺的心理學物理參數。,表徵LED特性的主要技術指標,光學技術指標8-相關色溫（TC：Color Temperature）,相關色溫TC（K）：光源的光輻射所呈現的顏色與在某一溫度下黑體輻射的顏色相同時，稱黑體的溫度（TC）為光源的色溫度。為了求得光源的色溫，需要先求得它的色度座標，然後在色度圖上由CIE1960UCS推導的ISO色溫線求取色溫。對於相對光
8、譜功率分佈偏離黑體相對光譜功率分佈較遠的光源，用色度座標與其最靠近的黑體溫度來表示該 光源的相關色溫，在色溫線上求取相關色溫。,表徵LED特性的主要技術指標,光學技術指標8-相關色溫（TC：Color Temperature）,不同光源環境的相關色溫,不同光源的不同光色組成的最佳環境,表徵LED特性的主要技術指標,光學技術指標9-顯色性指數（Ra：Color Rendering Index）,顯色性指數Ra：光源對物體真實顏色的呈現程度,不同顯色指數的顯色性及其應用場合,2）光學知識簡介,1、光通量、光強及照度2、色溫、色座標及波長3、波長與顯色指數4、IES曲線與視角5、視角與光利用率6、電
9、功率效率與光效率,1、光通量、光強及照度,光通量：點光源或非點光源在單位時間內所發出的能量,其中可產生視覺者（人能感覺出來的輻射通量）即稱為光通量。光通量的單位為流明（簡寫lm），1流明（lumen或lm）定義為一國際標準燭光的光源在單位立體弧角內所通過的光通量.光強：點光源在某一方向上的發光強度，即是發光體在單位時間內所射出的光量，也簡稱為光度，常用單位為燭光（cd，坎德拉），一個國際燭光的定義為以鯨魚油脂製成的蠟燭每小時燃燒120格冷（grain）所發出的光度，一格冷等於0.0648克照度：被照物體單位受照面積上所接受的光通量，或者說受光照射的物體在單位時間內每單位面積上所接受的光度。,2
10、、色溫、色座標,相關色溫：標準黑體在不同溫度下的顏色表現。色座標：顏色在CIE1931色度座標圖上的表現。,3、顯色指數,顯色指數：光源對物體本身顏色呈現的程度稱為顯色性,也就是顏色逼真的程度.顯色性高的光源對顏色表現較好,我們所見到的顏色也就接近自然原色,顯色性低的光源對顏色表現較差,我們所見到的顏色偏差也較大。,4、IES曲線,光源所發出光在一定立體角裏強度分佈會不一樣，如下圖，光在二維空間的分佈圖我們稱之為IES曲線。,光三維空間分佈圖,光二維空間分佈圖,5、半強角與光利用率,半強角：光源最高光強的一半是我們通常認為的有效光，因此我們將有效光所分佈的範圍稱之為半強角，通常也稱之為視角。光
11、利用率：光源所發出的光通量有部分因為視角及燈具設計的原因，會被燈具所吸收或反射時造成光的損耗，因此實際燈具的有效的光通量會比光源本身發出的光通量低，而燈具實際有效的光通量與光源本身發出的光通量的比值我們稱之為光利用率。,6、電功率效率與光效率,電功率效率：電源輸出與輸入的比值，由於電源驅動本身存在著一定的消耗，因此電源輸出與輸入不是相等的。光效率：光通量輸出與消耗電功率的比值，一般因為電功率效率的存在，光效率計算的電功率會指整個燈具的功率而不是光源本身消耗的電功率。,3）LED日光燈品質標準,1、LED日光燈結構組成2、成品性能參數3、產品信賴性要求4、老化5、包裝6、混料,1、LED日光燈的
12、組成,驅動燈板結構,電源驅動,輸入電壓：100-240VAC120-277VAC277-347VAC輸入功率：8W、12W、18W、22W、28W、36W功率因素：大於90%,燈板,色溫：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顯色指數：75%5000K,結構,燈架、遮罩片、PC管、堵頭、燈頭。長度：0.6M、0.9M、1.2M、1.5M、1.8M、2.4M直徑：T8=26mm單雙針管內雜物表面外觀PC管髒汙等.,2、成品性能參數,光通量：min為額定功率*75Lm顯色指數：75%5000K功率:額定
13、功率1W功率因數：min=0.9色溫:暖色時，公差範圍相對小一些，色溫越高值公差範圍越大。輸入電壓：外形尺寸：長度、直徑照度：指在產品中心位置時分別在距離產品1M、2M、3M時的照度。燈頭耐壓值2500VAC,3、產品信賴性要求,使用環境：-40度到65度，濕度95%以下。使用壽命：50000小時LM70.,4、老化,驅動老化24小時燈板老化48小時成品老化24小時,5、包裝,包裝數量：50支一大箱，25支一小箱。產品防護：燈管彎曲、燈頭PIN針變形、表面刮傷等,6、混料,色溫驅動功率LED外形,4）LED與傳統光源的優劣,1、光效比較2、顯色指數比較3、壽命比較4、光利用率比較5、色溫比較6
14、、包裝運輸7、成本,1、光效,2、顯色指數比較,3、壽命比較,4、光利用率比較,5、色溫比較,不同光源環境的相關色溫,6、包裝運輸,7、成本,MajpjMVcyzj21HLfrvy96dv02lPPfYgxUS7IYmZkyEmZ0kGeYZS3bpLCkYH1lt4EK7CxmUX3ijoYSOer7ZuaVWYgz4EpZrUirVpMzzvNtf1XZw5oswSXOtFaejnOcmfE1lZgnN1RSXg8wLCG8CVQ3XPJMvodPFWcpiYJgZazNSEPNIaklYSu7qSd1UpaxmZDlpN9zW7kljfsLCLi26Yv109ffbnDH8LbUN1G6
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