朗视LED照明基础培训.ppt
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1、1,LED照明基础,广东朗视光电技术有限公司,2,LED照明基础,内容简介 LED的发展史 LED的现况 LED的特性 LED在产品设计,3,什么是LED,LED的全称Light Emitting Diode,即发光二极管,是一种半导体固体发光器件,它是利用固体半导体芯片作为发光材料,当两端加上正向电压,半导体中的载流子发生复合引起光子发射而产生光。LED可以直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。,4,照明发展史,5,LED的发展史,1907年Henry Joseph Round第一次观察到场致发光现象。 1936年George Destiau第一场使用场致发光这个术语。 60年代初,
2、试验中,LED需要置放在液化氮中 第一个商业LED仅仅只能发出不可见的红外线,但是迅速应用于感光与光电领域。 60年代末,在砷化镓基体上使用磷化物发明了第一个可见的红光LED 70年代中,采用双层磷化稼能够发出黄色光。 70年代末,LED出现绿色光。 90年代中,LED最终出现蓝色光。 90年代末白光的LED开发成功 目前LED已经可以发出紫外光。 除此以外,LED的光通量也在与日俱增,最新的实验室数据是186lm/W,6,LED发展计划,7,LED发展计划,美国LED行业的预测,8,LED优点,高光效 高节能 光源方向性好 光色多 安全性高 环保 寿命长 光源快速响应 可控性能强,9,LED
3、优点,10,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!,11,LED分类,LED按照发光颜色分类 红光 橙光 绿光 蓝光 白光,红光 橙光 绿光 蓝光 统称为色光,主要应用在指示或装饰方面 白光又可细分为暖白 中性白 冷白。 白光是我们照明行业主要用到的光源。,12,13,白光LED产生-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 。 InGaN(蓝)/红荧光
4、粉+绿荧光粉 色温可达到3000K-6000K, Ra达到82-87, 。 InGaN(紫外)/(红+绿+蓝)荧光粉 此类白光LED,其Ra大于等于90, 但发光效率还不够理想,14,白光LED产生-单芯片,15,白光LED产生-双芯片,双芯片可由蓝 LED+黄LED、蓝LED+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。,16,白光LED产生-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
5、出不同,两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。,17,照明常用词汇总结,1.光通量:发光体每秒钟所发出的光量的总和。单位:流明(Lm),表示发光体发光的多少,发光愈多流明数愈大。 2.光 强I:发光体在特定方向单位立体角内所发射的光通量。单位:坎德拉(cd)。 3.亮 度L:发光体在特定方向单位立体角单位面积内的光通量。单位:尼脱(mcd)。 4.光 效:电光源将电能转化为光的能力,以发出的光通量除以耗电量来表示。单位:每瓦流明(Lm/w)。 5.平均寿命:指一批灯至50%的数量损坏时的小时数。单位:小时(h)。,18,照明常用词汇总结,6.经济寿命:在同时考虑灯泡
6、的损坏以及光束输出衰减的状况下,其综合光束输出减至特定的小时数。室外的光源为70%,室内的光源为80%。 7.色 温:光源发射光的颜色与黑体在某一温度下辐射光色相同时,黑体的温度称为该光源的色温。光源色温不同,光色也不同,色温在3000k以下有温暖的感觉,达到稳重的气氛;色温在3000k-5000k为中间色温,有爽快的感觉;色温在5000k以上有冷的感觉。单位:K。 8.显色性: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(太阳能)照明时颜色的偏离能较全面反映光源的颜色特性。要正确表现物体本来的颜色需使用显色指数高的光源。单位:Ra。 9.眩光:视野内有亮度极高的物体或强烈的亮
7、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。,19,图解:,20,LED光特性,发光峰值波长及其光谱分布 如图 1蓝光InGaN/GaN 发光谱峰p = 460465nm 2 绿光 GaP:N 发光谱峰p = 550nm 3 红光 GaP:Zn-O 发光谱峰p = 680700nm 4 红外GaAs 发光谱峰p = 910nm 5 Si光敏光电管 通常作光电接收用 6 标准钨丝灯,21,LED光特性,光通量是表征LED总光输出的辐射能量,它标志器件的性能优劣。 光通量为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。可见光LE
8、D的光通量单位为流明(lm)。 LED向外辐射的功率光通量与芯片材料、封装工艺水平及外加恒流源大小有关。,22,总光通量的测量积分球法,积分球法 使用积分球将使LED总 通量的测量更加简单。 带有两个入射孔和一个 于探测器的出射孔 的积分 测量可对待测LED的自吸 进行修正。,23,LED光特性,发光效率 LED效率有两种 内部效率:pn结附近由电能转化成光能的效率。内部效率只用来分析和评价芯片优劣的特性 外部效率:辐射到外部的效率。 发光效率:辐射出光能量(发光量)与输入电能之比量子效率 =发射的光子数/pn结载流子数 流明效率:LED的光通量/外加耗电功率 流明效率是评价具有外封装LED特
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