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1、LED基础知识,学习目录,第一章、什么叫LED？第二章、LED的优势第三章、LED主要性能指标第四章、LED分类第五章、LED驱动方式第六章、LED使用注意事项,第一章、什么叫LED？,定义：所谓LED，就是发光二极管（light emitting diode）,顾名思义发光二极管是一种可以将电能转化为光能的电子器件，具有二极管的特性。基本结构为一块电致发光的半导体模块，封装在环氧树脂中，通过针脚作为正负电极并起到支撑作用.,LED结构图,1.1、LED 定义及结构图认识,第一章、什么叫LED？,LED发光原理：发光二极管的结构主要由PN结芯片、电极和光学系统组成。当在电极上加上正向偏压之后，
2、使电子和空穴分别注入P区和N区，当非平衡少数载流子与多数载流子复合时，就会以辐射光子的形式将多余的能量转化为光能。,1.2、LED 原理及原理图认识,第一章、什么叫LED？,电流的流向,电子的流向,发光过程包括三个部分：1、正向偏压下的载流子注入 2、复合辐射 3、光能传输在LED得两端加上正向电压，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。调节电流，便可以调节光的强度。可以通过改变电流可以变色，这样可以通过调整材料的能带结构和带隙，便可以多色发光.,第二章、LED的优势,LED优势,节能,环保,可以通过控制半导体发光层半导体材料的禁止带幅的大小,应用范围广,光线
3、能量集中度很高,寿命非常长,低压直流电可驱动,能够较好地控制发光光谱组成,LED元件的体积非常小,显色性高,响应时间非常快,光指向性非常强,节能:LED的光谱几乎全部集中于可见光频段，其发光效率可达。将LED与普通白炽灯、螺旋节能灯及三基色荧光灯做了一番比较，结果显示：普通白炽灯的光效为121m/w，寿命小于2000小时；螺旋节能灯的光效为601m/w，寿命小于8000小时；荧光灯则为961m/w，寿命大约为10000小时；直径为毫米的白光LED为20-281m/w，寿命可大于100000小时。,第二章、LED的优势,环保:LED在生产过程中不要添加“汞”，也不需要充气，不需要玻璃外壳，抗冲击
4、性好，抗震性好，不易破碎，便于运输,非常环保,被称为”绿色能源”,第二章、LED的优势,寿命非常长:普遍在5万-10万小时之间，因为LED是半导体器件,即使是频繁的开关，也不会影响到使用寿命.,第二章、LED的优势,LED元件的体积非常小：更加便于各种设备的布置和设计，而且能够更好地实现夜景照明中“只见灯光不见光源”的效果,第二章、LED的优势,LED的发出的光线能量集中度很高：集中在较小的波长窗口内，纯度高。,第二章、LED的优势,LED响应时间非常快：在微秒级别,只要开关一开,马上就会亮,不会出现 延迟的和闪烁的现象,第二章、LED的优势,LED的发光指向性非常强：亮度衰减比传统光源低很多
5、。,第二章、LED的优势,LED使用低压直流电即可驱动：具有负载小、干扰弱的优点,对使用环境要求较低。,第二章、LED的优势,能够较好地控制发光光谱组成：从而能够很好地用于博物馆以及展览馆中的局部或重点照明.,第二章、LED的优势,可以通过控制半导体发光层半导体材料的禁止带幅的大小：从而发出各种颜色的光线，且彩度更高，,第二章、LED的优势,显色性高：不会对人的眼睛造成伤害,第二章、LED的优势,第二章、LED的优势,应用范围广：通过对LED的特性测试，可应用传统照明的任何领域,第三章、LED主要性能指标,(1)LED的颜色:LED的颜色是一个很重要的一项指标,是每一个LED相关灯具产品必须标
6、明,目前LED的颜色主要有红色,绿色,蓝色,青色,黄色,白色,暖白,琥珀色等其它的颜色,在我们设计和接单的时候这个参数是千万不能忘记的(尤其是初学者).因为颜色不同,相关的参数也有很大的变化.,(2)LED的电流(横流驱动):LED的正向极限(IF)电流多在20mA,而且LED的光衰电流不能大于IF/3,大约15mA和18MA.LED的发光强度仅在一定范围内与IF成正比,当IF20mA时,亮度的增强已经无法用内眼分出来.,第三章、LED主要性能指标,(3)LED的电压:通常所说的是LED的正向电压,就是说LED的正极接电源正极,负极接电源负极.电压与颜色有关系：红-黄-黄绿的电压范围：1.8-
7、2.4v之间；白-蓝-翠绿的电压范围：3.0-3.6v之间；可能同样一批LED的电压会有一些差异在外界温度升高时，VF将下降.,第三章、LED主要性能指标,(4)LED的反向电压Vim：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,第三章、LED主要性能指标,(5)LED的色温:以绝对温度 K 来表示，即将一标准黑体加热，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温。,第三章、LED主要性能指标,(6):发光强度（I、Intensity）单位坎德拉，即cd 光源在给定方向的单位立体角中发射的光
8、通量定义为光源在该方向的(发)光强(度)，发光强度是针对点光源而言的，或者发光体的大小与照射距离相比比较小的场合。这个量是表明发光体在空间发射的会聚能力的。可以说，发光强度就是描述了光源到底有多“亮”，因为它是光功率与会聚能力的一个共同的描述。发光强度越大，光源看起来就越亮，同时在相同条件下被该光源照射后的物体也就越亮,第三章、LED主要性能指标,(7)LED光通量（F，Flux）:单位流明，即lm。光源在单位时间内发射出的光量称为光源的发光通量。光源的光通量越大，则发出的光线越多 对于各向同性的光（即光源的光线向四面八方以相同的密度发射），则 F=4I。也就是说，若光源的I为1cd，则总光通
9、量为4=12.56 lm。与力学的单位比较，光通量相当于压力，而发光强度相当于压强。要想被照射点看起来更亮，我们不仅要提高光通量，而且要增大会聚的手段，实际上就是减少面积，这样才能得到更大的强度。,第三章、LED主要性能指标,(8)LED光照度（E，Illuminance）:单位勒克斯即lx（以前叫lux）。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.,第三章、LED主要性能指标,(9)显色性:光源对物体本身颜色呈现的程度称为显色性，也就是颜色逼真的程度；光源的显色性是由显色指数来表明，它表示物体在光下颜色比基准光（太阳光）照明时颜色的偏离，能较全面反映光源的颜色特性。显色性高的光源
10、对颜色表现较好，我们所见到的颜色也就接近自然色，显色性低的光源对颜色表现较差，我们所见到的颜色偏差也较大。国际照明委员会 CIE 把太阳的显色指数定为 100，各类光源的显色指数各不相同，如：高压钠灯显色指数 Ra=23，荧光灯管显色指数 Ra=6090。显色分两种：忠实显色：能正确表现物质本来的颜色需使用显色指数(Ra)高的光源，其数值接近 100，显色性最好.效果显色：要鲜明地强调特定色彩，表现美的生活可以利用加色法来加强显色效果.,第三章、LED主要性能指标,(10)眩光：视野内有亮度极高的物体或强烈的亮度对比，则可以造成视觉不舒适称为眩光，眩光是影响照明质量的重要因素。,第三章、LED
11、主要性能指标,LED的使用寿命：LED在一般说明中，都是可以使用50,000小时以上，还有一些生产商宣称其LED可以运作100,000小时左右。这方面主要的问题是，LED并不是简单的不再运作而已，它的额定使用寿命不能用传统灯具的衡量方法来计算。实际上，在测试LED使用寿命时，不会有人一直呆在旁边等着它停止运作。不过，还是有其他方法来测算LED的使用寿命。,第三章、LED主要性能指标,(12)LED发光角度：二极管发光角度也就是其光线散射角度，主要靠二极管生产时加散射剂来控制，有三大类：（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。发光角度520或更小，具有很高的指向性
12、，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，其发光角度为2045。（3）散射型 这是视角较大的指示灯，发光角度为4590或更大，散射剂的量较大。,第三章、LED主要性能指标,第四章、LED分类,1、根据发光管发光颜色分类 根据发光管发光颜色的不同，可分成红光、橙光、绿光（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2种或3种颜色的芯片。根据发光二极管出光处掺或不掺散射剂、有色还是无色，上述各种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、根据发光管出光面特徵分类 根据发光管出光面特徵的不同，可分为圆灯
13、、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2mm、4.4mm、5mm、8mm、10mm及20mm等。国外通常把3mm的发光二极管记作T-1；把5mm的记作T（3/4）；把4.4mm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520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2045。（3）散射型:这是视角较大的指示灯，半值角为4590或更大，散射剂的量较大。,
14、第四章、LED分类,3、根据发光二极管的结构分类 根据发光二极管的结构，可分为全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等。,第四章、LED分类,4、根据发光强度和工作电流分类 根据发光强度和工作电流可分为:A、普通亮度LED（发光强度100mcd）。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）,第四章、LED分类,5：按功率分:A、有小功率LED(0.04-0.08W),B、中功率LED(0.1-0.5W),C、大功率LED(1-500W),随着技术的不断发展,LED的功率越做越大.,第四章、LED分类,6:按封装形式分
15、:A、SMD(贴片)B、DIP(直插)两种,第四章、LED分类,第五章、LED驱动方式,LED的驱动类型,阻限流驱动,恒压驱动,恒流驱动,原理：在LED的回路中串接电阻,通过调节电阻的阻值,可以改变LED的驱动电流,电源电压-LED电压 要设定的LED电流,R=,原理：是保持LED的电流一直不变,让LED在恒定电流的条件下工作。,注意事项：要想提高LED的发光的效率和稳下度,减少LED的光衷度.恒流驱动是最好的选择,大功率LED都是采用采用恒流驱动方式.,原理：保持LED两端的电压不变,因为每一种颜色的LED的电压都不一样,所以很少用恒压的方式来驱动LED,第六章、LED使用注意事项,第六章、LED使用注意事项,第六章、LED使用注意事项,课程结束 谢谢收听,
