LED日光灯管业务培训教材.ppt
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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以上僅為DIPLEDDIPLED和和SuperFluxLEDSuperFluxLED的通用工藝流程,而的通用工藝流程,而SMDSMD,TOPTOP以及以及HighPowerHighPowerLEDLED的封裝工藝流程是另有區別的!
的封裝工藝流程是另有區別的!
2、LED光電特性光電特性-1電性技術指標電性技術指標1-1-電流電流ll額定工作電流額定工作電流額定工作電流額定工作電流IFIF(mAmA):
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LEDLED在理想的線在理想的線性工作區域,在此電流下可安全地維持正性工作區域,在此電流下可安全地維持正常的工作狀態;常的工作狀態;ll最小工作電流最小工作電流最小工作電流最小工作電流IFIFLL(mAmA):
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LEDLED在小於此電在小於此電流工作時,由於超出理想的線性工作區域,流工作時,由於超出理想的線性工作區域,將無法保證將無法保證LEDLED的正常工作狀態(尤其是在的正常工作狀態(尤其是在一致性方面);一致性方面);ll最大容許正向電流最大容許正向電流最大容許正向電流最大容許正向電流IFIFHH(mAmA):
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LEDLED最大可最大可承受的正向工作電流,在此電流下,承受的正向工作電流,在此電流下,LEDLED仍仍可正常工作,但發熱量劇增,可正常工作,但發熱量劇增,LEDLED的使用壽的使用壽命將大大縮短;命將大大縮短;ll最大容許正向脈衝電流最大容許正向脈衝電流最大容許正向脈衝電流最大容許正向脈衝電流IFIFPP(mAmA):
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LEDLED最最大可承受的一定占空比的正向脈衝電流的大可承受的一定占空比的正向脈衝電流的高度。
高度。
LEDIVLEDIV特性曲線特性曲線2、LED光電特性光電特性-2電性技術指標電性技術指標2-2-壓降壓降1.1.正向壓降正向壓降正向壓降正向壓降VFVF(VV):
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由由LEDLED本身固有本身固有的的IVIV特性曲線決定,在特性曲線決定,在IFIF條件下所對條件下所對應的應的VFVF數值。
數值。
2.2.擊穿電壓(雪崩電壓)擊穿電壓(雪崩電壓)擊穿電壓(雪崩電壓)擊穿電壓(雪崩電壓)VZVZ(VV):
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在在LEDLED載入反向電壓載入反向電壓VRVR,在其較低時,在其較低時,流過流過LEDPNLEDPN結的電流很微弱,幾乎為結的電流很微弱,幾乎為零,(我們把這個電流也叫零,(我們把這個電流也叫LEDLED的反的反向飽和電流向飽和電流IFIF00),當),當VRVR增加到一定增加到一定值時,流過值時,流過LEDPNLEDPN結的電流會急劇增結的電流會急劇增加,導致加,導致LEDLED擊穿直至燒毀,我們稱擊穿直至燒毀,我們稱這個電壓為該這個電壓為該LEDLED的擊穿電壓。
的擊穿電壓。
LEDIVLEDIV特性曲線特性曲線2、LED光電特性光電特性-3電性技術指標電性技術指標3-3-耗散功率耗散功率PPDD當當LEDLED上施加了額定的正向電流後,就可以計算出載入到上施加了額定的正向電流後,就可以計算出載入到LEDLED上的電功率上的電功率PPDD:
PD=VFIFPPDmaxDmax1/2P1/2PDmaxDmax0025256565125125LEDPNLEDPN結上的功率結上的功率PDPD與溫度與溫度TT的關係曲線的關係曲線1.1.由由LEDLED的的I-VI-V曲線的正向曲線的正向特性可知,特性可知,LEDLED的電功的電功率受到率受到IFmaxIFmax的限制;的限制;2.2.IFIF是溫度的函數,因此是溫度的函數,因此PDPD也會受溫度制約;也會受溫度制約;3.3.由於由於LEDLED的內量子效率的內量子效率不可能達到不可能達到100%100%,因此,因此施加到施加到LEDLED上的上的PDPD會引會引起起PNPN結溫度上升,當達結溫度上升,當達到到PNPN結最大結溫結最大結溫TjmaxTjmax,會導致,會導致LEDLED失效!
失效!
2、LED光電特性光電特性-4電性技術指標電性技術指標4-4-反向電流反向電流反向電流反向電流反向電流反向電流IRIR(AA):
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LEDLED在一定的反向偏壓(在一定的反向偏壓(VRVR)下的反向漏電流。
)下的反向漏電流。
IRIR也是判定也是判定LEDLED失效與否的重要指標,通常:
失效與否的重要指標,通常:
中小功率中小功率中小功率中小功率LEDLED(0.5W0.5W)的)的)的)的LEDLED的判定標準為:
的判定標準為:
的判定標準為:
的判定標準為:
1.1.IR5IR5AVR=-4V;AVR=-4V;2.2.IRIR1010AVR=-5V;AVR=-5V;3.3.超過超過超過超過1W1W的的的的HighPowerLEDHighPowerLED的的的的IRIR失效判定標準為:
失效判定標準為:
失效判定標準為:
失效判定標準為:
4.4.IR30IR30AVR=-4V;AVR=-4V;5.5.IR50IR50AVR=-5V;AVR=-5V;2、LED光電特性光電特性-5光學技術指標光學技術指標1-1-相對視覺函數相對視覺函數V()V()曲線曲線相對視覺函數曲線:
相對視覺函數曲線:
相對視覺函數曲線:
相對視覺函數曲線:
由於人眼對不同由於人眼對不同PP的光線,即使光功率一樣,人眼感知光強的程的光線,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度還是不一樣,因此國際照明委員會研究推薦了V()V()曲線曲線。
380380555555780780波長波長(nm)(nm)1.01.0V(V()相相對對視視覺覺函函數數曲曲線線最大流明效率最大流明效率Km=683lm/WKm=683lm/W典型應用波長的視覺函數和光效:
典型應用波長的視覺函數和光效:
峰值波長(PP)視覺函數V()V()光效(lm/W)紫外780nm002、LED光電特性光電特性-6光學技術指標光學技術指標2-2-光通量(光通量(VV)光通量光通量光通量光通量VV(流明:
(流明:
(流明:
(流明:
lmlm):
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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。
能夠被人眼視覺系統所感受到的那部分有效當量。
其中:
其中:
KmKm:
最大流明效率為:
最大流明效率為683lm/W(683lm/W(當波長為當波長為555nm555nm時);時);()():
給定波長的光輻射功率;給定波長的光輻射功率;V(V():
在相對視覺函數曲線中,給定波長所對應的視覺函數;:
在相對視覺函數曲線中,給定波長所對應的視覺函數;d()d():
給定的波長。
:
給定的波長。
2、LED光電特性光電特性-7光學技術指標光學技術指標3-3-發光強度(發光強度(IVIV)發光強度發光強度IVIV(坎德拉:
(坎德拉:
cdcd):
光源在指定方向單位立體角內的光通量):
光源在指定方向單位立體角內的光通量。
1cd=1lm/sr(1cd=1lm/sr(流明流明/立體弧度)立體弧度)=1=1燭光燭光光三維空間分佈圖光三維空間分佈圖光二維空間分佈圖光二維空間分佈圖2、LED光電特性光電特性-8光學技術指標光學技術指標4-4-照度(照度(EE)光照度光照度EE(勒克斯:
(勒克斯:
luxlux):
光源照射在光接收面上一點處的):
光源照射在光接收面上一點處的面元上的光通量面元上的光通量dVdV與該面元面積與該面元面積dSdS的比值。
的比值。
1lx=1lm/m1lx=1lm/m22對於點光源,若在某一個方向上光強為對於點光源,若在某一個方向上光強為II,則距離則距離rr處的照度為:
處的照度為:
E=I/rE=I/r22表徵表徵LEDLED特性的主要技術指標特性的主要技術指標光學技術指標光學技術指標6-6-半強角度(半強角度(1/21/2)半強度角半強度角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/2I/2I法線法線光光源源表徵表徵LEDLED特性的主要技術指標特性的主要技術指標光學技術指標光學技術指標7-7-波長波長1.峰值波長(峰值波長(PP:
nmnm):
光譜發光強度或者輻射功率最大點所對應的波長。
2.主波主波長(長(DD:
nm:
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。
表徵表徵LEDLED特性的主要技術指標特性的主要技術指標光學技術指標光學技術指標8-8-相關色溫(相關色溫(TCTC:
ColorTemperatureColorTemperature)相關色溫相關色溫相關色溫相關色溫TCTC(KK):
):
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光源的光源的光輻射所呈現的顏色與在某光輻射所呈現的顏色與在某一溫度下黑體輻射的顏色相一溫度下黑體輻射的顏色相同時,稱黑體的溫度(同時,稱黑體的溫度(TCTC)為光源的色溫度。
為了求得為光源的色溫度。
為了求得光源的色溫,需要先求得它光源的色溫,需要先求得它的色度座標,然後在色度圖的色度座標,然後在色度圖上由上由CIE1960UCSCIE1960UCS推導的推導的ISOISO色溫線求取色溫。
對於相對色溫線求取色溫。
對於相對光譜功率分佈偏離黑體相對光譜功率分佈偏離黑體相對光譜功率分佈較遠的光源,光譜功率分佈較遠的光源,用色度座標與其最靠近的黑用色度座標與其最靠近的黑體溫度來表示該體溫度來表示該光源的相關光源的相關色溫,在色溫線上求取相關色溫,在色溫線上求取相關色溫。
色溫。
表徵表徵LEDLED特性的主要技術指標特性的主要技術指標光學技術指標光學技術指標8-8-相關色溫(相關色溫(TCTC:
ColorTemperatureColorTemperature)不同光源環境的相關色溫不同光源環境的相關色溫色溫光色氣氛效果5,000K清涼(偏藍的白色)冷的氣氛3,300-5,000K中間(白色)爽快的氣氛3,300K溫暖(偏紅的白色)穩重的氣氛不同光源的不同光色組成的最佳環境不同光源的不同光色組成的最佳環境表徵表徵LEDLED特性的主要技術指標特性的主要技術指標光學技術指標光學技術指標9-9-顯色性指數(顯色性指數(RaRa:
ColorRenderingIndexColorRenderingIndex)顯色性指數顯色性指數顯色性指數顯色性指數RaRa:
光源對物體真實顏色的呈現程度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不同顯色指數的顯色性及其應用場合指數指數(Ra)(Ra)等級等級顯色性顯色性一般應用一般應用90-10090-1001A1A優良優良需要色彩精確對比的場所需要色彩精確對比的場所80-8980-891B1B需要色彩正確判斷的場所需要色彩正確判斷的場所60-7960-7922普通普通需要中等顯色性的場所需要中等顯色性的場所40-5940-5933顯色性要求較低,色差較小的場所顯色性要求較低,色差較小的場所20-3920-3944較差較差對顯色性無具體要求的場所對顯色性無具體要求的場所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
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