LED灯具知识.docx
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LED灯具知识
L
E
D
灯
具
知
识
培
训
教
程目录:
(LED专业知识)
第一节LED基础知识。
第二节电光源基础知识及其分类
第四节LED生产工艺
第五节LED封装工艺
第六节大功率LED得封装技术
第七节LED得几个主要生产商
第八节LED灯具得特点:
第九节常见得LED灯具
第十一节LED目前在照明行业中得主要应用范围
第十二节LED光源与传统光源得比较
——
第十四节LED照明术语
第十五节LED得标准
LED专业知识
第一节LED基础知识
光就是什么?
光就是电磁波,可见光就是波长为380-780纳米得电磁波.波长单位为纳米,相当于十亿分之一米。
电磁波频谱图
led就是什么?
LED(LlightingEmittingDiode)即发光二极管,就是一种半导体固体发光器件,它就是利用固体半导体芯片作为发光材料,在半导体中通过载流子发生复合放出过剩得能量而引起光子发射,直接发出红.黄、蓝.绿、青、橙、紫、£1色得光,LED照明产品就就是利用LED作为光源制造出来得照明器■>LED被称为第四代照明光源或绿色光源,具有节能、环保、寿命长、体积小等特点,可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明与城市夜景等领域。
半导体发光二极管工作原理、特性.应用及光学特性
(一)LED发光原理
发光二极管就是111III—IV族化合物,如GaAs(神化镣)、GaP(磷化镣)、GaAsP(磷神化镣)等半导体制成得,其核心就是PN结。
因此它具有一般P-N结得I・N特性,即正向导通,反向截止.击穿特性。
此外,在一定条件下,它还具有发光特性•在正向电压下,电子山N区注入P区,空穴山P区注入N区。
进入对方区域得少数载流子(少子)一部分与多数载流子(多子)复合而发光。
假设发光就是在P区中发生得,那么注入得电子与价带空穴直接复合而发光,或者先被发光中心捕获后,再与空穴复合发光•除了这种发光复合外,还有些电子被非发光中心(这个中心介于导带、介带中间附近)捕获,而后再与空穴复合,每次释放得能量不大,不能形成可见光。
发光得复合量相对于非发光复合量得比例越大,光量子效率越高。
山于复合就是在少子扩散区内发光得,所以光仅在近PN结面数pm以内产生。
4
(二)LED得特性
1•极限参数得意义虑
(1)允许功耗Pm:
允许加于LED两端正向直流
电压与流过它得电流之积得最大值•超过此值,LED发热、损坏.
(2)最大正向直流电流IFm:
允许加得最大得正向直流电流。
超过此值可损坏二极管.
(3)最大反向电压VRim所允许加得最大反向电压•超过此值,发光二极管可能被击穿损坏。
亠(4)工作环境topm:
发光二极管可正常工作得环境温度范圉•低于或高于此温度范圉,发光二极管将不能正常工作,效率大大降低。
第二节电光源基础知识及其分类
(一)基础知识
利用电能做功,产生可见光得光源叫电光源。
利用电光源照明,称为电照明:
电照明按发光得方法不同可分为电阻发光.电弧发光、气体发光与荧光粉发光四类;按照明使用得性质分为-•般照明、局部照明与装饰照明三类:
按照明使用得方式分为连续照明与间断照明两类;按电光源得起动方式分为电压自适应与细助触发两类等。
一、电光源得发光方法
1、电阻发光,这就是一种利用导体自身得固有电阻通电后产生热效应,达到炽热程度而发光得方法。
如常用得口炽灯.碘钩灯等。
2H气体发光,这就是一种在透明玻璃管内注入稀薄气体与金属蒸气,利用二极放电使气体高热而发光得方法。
如钠灯、爾灯等A3、荧光粉发光,这就是一种在透明玻璃管内注入稀薄气体或微量金属,并在玻璃管内壁涂上一层荧光粉,借二极放电后利用气体得发光作用使荧光粉吸收再发出另一种光得方法。
如荧光灯等。
二、电光源得起动方式
1、电压自适应,这类灯泡,只要给它加上额定电压即可正常工作。
如白炽灯、澳钩灯等。
2、辅助触发型。
这类灯泡,供给其额定电压.它并不工作,而就是需要一个较额定电压高得辅助触发电压进行启动,然后才能工作,如荧光灯.
三、寿命
电光源得寿命就是电光源得重要性能指标,用燃点小时数表示。
1、平均寿命
光源从第一次点燃起,一直到损坏熄灭为止,累计燃点小时数称为光源得全寿命。
电光源得全寿命有相当大得离散性,即同一批电光源虽然同时点燃,却不会同时损坏,它们将有先有后陆续损坏,且可能有较大得差别,因此常用平均寿命得概念来定义电光源得寿命。
取一组电光源作试样,从一同点燃起计时,到50%得电光源试样损坏为止,所经过得小时数就就是该组电光源得平均寿命。
一般光通量衰减较小得光源常用平均寿命作为其寿命指标,例如卤磚灯。
2、有效寿命
电光源在使用过程中光通量将随时间得增加而逐渐衰减。
有些电光源得光通量衰减到一定程度时,虽然光源尚未损坏,但它得光效明显下降,继续使用极不经济.电光源从点燃起,一直到光通量衰减到某个白•分比所经过得燃点时数就称为光源得有效寿命•一般取70%-80%额定光通量作为更换光源得依据•荧光灯一般用有效寿命作为其寿命指标。
(-)热辐射光源1、口炽灯2、卤鹄灯
(二)气体放电光源
1、低压放电灯
例如:
(1)低压水银荧光灯
(2)低压钠灯(3)低压高频无极放电灯
2、高压放电灯
例如:
(1)高压汞灯
(2)金属卤化物灯(3)高压钠灯(4)高压高频无极放电灯
3、超高压放电灯
例如:
(1)超高压汞灯
(2)超高压毎灯
(三)半导体光源
(二)LED电源得分类
LED虽然在节能方面比普通光源得效率高,但就是LED光源却不能像一般得光源一样可以直接使用公用电网电压,它必须配有专用电压转换设备,提供能够满足LED额定得电压与电流,才能使LED正常工作,也就就是所谓得LED专用电源。
LED得电源有哪些分类呢?
一、LED电源按驱动方式可以分为两大类:
A、恒流式(除灯带、户外线条灯等灯具使用):
1、恒流驱动电路驱动LED就是很理想得,缺点就就是价格较高。
4恒流电路虽然不怕负载短路,但就是严禁负载完全开路.
3、恒流驱动电路输出得电流就是恒定得,而输岀得直流电压却随着负载阻值得大小不同在一定范圉内变化。
4、要限制LED得使用数量,因为它有最大承受电流及电圧值。
B、稳汗式:
a1、稳压电路确定各项参数后,输岀得就是固定电压,
输岀得电流却随着负载得增减而变化・2亠、稳压电路虽然不怕负载开路,但就是严禁负载完全短路。
心3、整流后得电压变化会影响LED得亮度A
4、要使每吊以稳圧电路驱动LED显示亮度均匀,需要加上合适得电阻才可以.
2.LED电源按电路结构可以分为六类:
1、常规变压器降压:
这种电源得优点就是体积小,不足之处就是重量偏重、电源效率也很低,一般在45%~60%,因为可靠性不高,所以一般很少用。
2、电子变压器降压:
这种电源结构不足之处就是转换效率低,电压范围窄,一般180〜240V,波纹干扰大。
3、电容降压:
这种方式得LED电源容易受电网电压波动得影响,电源效率低,不宜LED在闪动时使用,因为电路通过电容降压,在闪动使用时,山于充放电得作用,通aled得瞬间电流极大,容易损坏芯片.
4、电阻降压:
这种供电方式电源效率很低,而且系统得可幕也较低•因为电路通过电阻降压,受电网电压变化得干扰较大,不容易做成稳压电源,并且降压电阻本身还要消耗很大部分得能量。
5、RCC降压式开关电源:
这种方式得LED电源优点就是稳压范圉比较宽、电源效率比较高,一般可在70%~80%,应用较广。
缺点主要就是开关频率不易控制,负载电压波纹系数较大,异常情况负载适应性差.
6、PWM控制式开关电源:
U前来说,PWM控制方式设讣得LED电源就是比较理想得,因为这种开关电源得输出电圧或电流都很稳定。
电源转换效率极高,一般都可以高达80%~90%,并且输出电压、电流十分稳定。
这种方式得LED电源主要山四部分组成它们分别就是:
输入整流滤波部分、输出整流滤波部分、PWM稳压控制部分、开关能量转换部分。
而且这种电路都有完善得保护措施,属于高可靠性电源.
第四节LED生产工艺
工艺:
a、清洗:
采用超声波清洗PCB或LED支架,并烘干。
b、装架:
在LED管芯(大圆片)底部电极备上银胶后进行扩张,将扩张后得管芯(大圆片)安置在刺晶台上,在显微镜下用刺晶笔将管芯一个一个安装在PCB或LED支架相应得焊盘上,随后进行烧结使银胶固化.
c、压焊:
用铝丝或金丝焊机将电极连接到LED管芯上,以作电流注入得引线。
LED直接安装在PCB±得,一般采用铝丝焊机。
(制作口光TOP—LED需要金线焊机)
d、封装:
通过点胶,用环氧将LED管芯与焊线保护起来。
在PCB板上点胶,对固化后胶体形状有严格要求,这直接关系到背光源成品得出光壳度•这道工序还将承担点荧光粉(白光LED)得任务。
e、焊接:
如果背光源就是釆用SMD—LED或其它已封装得LED,则在装配工艺之前,需要将LED焊接到PCB板上。
f、切膜:
用冲床模切背光源所需得各种扩散膜、反光膜等。
g、装配:
根据图纸要求,将背光源得各种材料手工安装正确得位置。
h、测试:
检查背光源光电参数及出光均匀性就是否良好。
LED得封装得任务a就是将外引线连接到LED芯片得电极上,同时保护好LED芯片,并且起到提高光取出效率得作用。
关键工序有装架、压焊、封装。
LED封装形式
LED封装形式可以说就是五花八门,主要根据不同得应用场合采用相应得外形尺寸,散热对策与出光效果。
LED按封装形式分类有Lamp—LED、TOP—LED、Side—LED、SMD—LED、I-Iigh—Power-LED等.
LED封装的不同形武
高功率LED封裝技術趨勢
LED封装工艺流程
封装工艺说明
1、芯片检验
2、扩片
3、点胶
4、备胶
5、手工刺片
6、自动装架
7、烧结
8、压焊
9、点胶封装
LED得封装主要有点胶.灌封、模压三种.
10、灌胶封装
11、模压封装
12、固化与后固化
13、后固化
14、切筋与划片
15、测试
16、包装
第七节LED芯片得几个主要生产商
LumiLeds0sramCree科锐Nichia缶铁城SeoulSharp夏普Sumsung亿光晶元三安
第八节LED灯具得特点:
1>高光效
LED光效达50〜200流明/瓦,光谱窄,单色性好,儿乎所有发出得光都可利用,且无需过滤直接发出色光。
2、髙节能
具有电压低、电流小、亮度高得特性。
一个10〜12瓦得LED光源发出得光能与一个35〜150瓦得白炽灯发出得光能相当。
同样照明效果LED比传统光源节能80%~90%°
3、光色多
可L选择白色或彩色光,红色、黃色、蓝色、绿色、黄绿色、橙红色等,并可根据需要制造出多色组合与循环变色得艳丽灯饰。
LED光源可利用红、绿、篮三基色原理,在计算机技术控制下使三种颜色具有256级灰度并任意混合,即可产生256X256X256二16777216种颜色。
形成不同光色得组合变化多端,实现丰富多彩得动态变化效果及各种图像.
4、安全性高
LED光源使用低电压驱动,发光稳定,无污染,没有频闪,没有紫外线B波段,表色/颜体Ra值接近100,色温5000K,最接近太阳色温5500K。
5、设计形状得多样性
国产LED光源山许多单个LED发光管组合而成得,LED光源就是芯片光源,因而比其她光源可做成更多得形状,更容易针对用户得情况,设讣光源得形状与尺寸。
6>寿命长
LED光源有人称它为长寿灯,意为永不熄灭得灯。
LED利用固态半导体芯片将电能转化为光能,外加环氧树脂封装,可承受高强度机械冲击丄ED单管寿命10万小时,光源寿命在5万小时以上,按每天工作12小时寿命也在10年以上,维护费用低。
7>快速响应
LED发光管响应时间很短,能按要求保证多个光源之间或一个光源不同区域之间得工作切换。
采用专用电源给LED光源供电时,达到最大照度得时间小于lOmso
8、灯具结构合理
LED灯具将彻底改变灯具得结构,根据不同得专业使用要求,LED灯具得结构在提高初始亮度得条件下,经过稀土再次提高壳度,经过光学镜片得提高,其发光亮度得到再提高。
9•利环保
环保效益更佳,光谱中没有紫外线与红外线,既没有热量,也没有辐射,眩光小,而且废弃物可回收,没有污染不含汞元素,冷光源,可以安全触摸,属于典型得绿色照明光源
10.髙新尖
与传统光源单调得发光效果相Lt,led光源就是低压微电子产品,成功融合了计算机技术、网络通信技术、图像处理技术。
嵌入式控制技术等,所以亦就是数字信息化产品,就是半导体光电器件“高新尖”技术,具有在线编程,无限升级,灵活多变得特点。
11>运行成本低
其她光源不仅耗电就是led光源得2〜10倍,而且儿乎每月都要更换一些,浪费了维修工程师许多宝贵得时间。
而且投入使用得光源越多,在器件更换与人丄方面得花费就越大,初次投资得节省很快会被日常得维护、维修费用抵消。
因此选用使用寿命长得LED光源从长远瞧就是很经济得.
第九节常见得LED灯具
灯具种类
1、台灯2、花灯3、展柜灯4、镜前灯5、黑板灯6、下照筒灯7、洗墙筒灯8、下照射灯9、格栅射10、灯轨道射灯11、线性灯盘12、格栅灯盘13、反射灯盘14、面板灯贴片灯15、软灯条16、硬灯条17、洗墙灯18、支架灯19、三防灯20、工矿灯21、洁净灯2
2、防爆灯
23、点光源24、插泥灯25、轮廉灯26、投光灯27、泛光灯28、庭院灯29、草坪灯30、埋地灯
31、路灯32、隧道灯33、高杆灯34、水下灯35、油站灯36、台阶灯37、瓦片灯3
8、窗台灯
39、平台灯40、应急灯41、水纹灯42、PAR灯43、追光灯44、摇头灯45、投影灯46、
LOGO灯
47、生鲜灯48、创盘灯具49、LED灯50、斗胆灯51、嵌顶灯52、吸顶灯53、悬吊灯54、壁灯
55落地灯56、安全出口57、灯疏散58、指示灯
应用场所
店铺酒店商业家居办公展陈工业学校公共外墙古建园林广场
体育道路隧道油站消防舞台特效
产品名称灯具型号描述文字
灯具图片
灯具参数
特殊需求
室内装饰户外装饰空调灯盘发光字&发光模组广告灯箱
媒体立面造型路灯建筑一体化灯光小品景观灯柱
安装范围
室内室外
安装方式
天花嵌入式吸顶式悬吊式I获壁式壁面式
埋地式立式轨道式暗槽式支架式
光学形式
反射器透镜磨砂片乳白片棱镜
防眩方式
格栅Barndoor防眩筒磨砂片
整灯功率W
整灯光通量Im
光分布
出光方式
直接(上出光<10%)半直接(上出光<40%)半间接(下出光<40%)
间接(下出光<10%)漫发光
光分布
圆形方形条形非对称
光束角
宽光束(>40°)中光束(20-40°)窄光束(<20°)
光束角数值。
单灯光源数量个灯具效率%
单灯电器数量个
灯具材质
挤压铝
(线形灯)
(铝型材常见如屏风、铝窗等•它就是采用挤出成型工艺,即铝锭等原材料在熔炉中熔融后,经过挤出机挤压到模具流出成型,它还可以挤出各种不同截面得型材.主要性能即强度、便度、耐磨性均按国家标准GB6063。
优点有:
重量轻仅2、&不生锈、设计变化快、模具投入低、纵向伸长高达10米以上。
铝型材外观有光亮、哑光之分,其处理工艺采用阳极氧化处理,衣面处理氧化膜达到
0、12m/m厚度。
铝型材壁厚依产品设计最优化来选择,不就是市场上越厚越好,应瞧藏而结构耍求进行设计,它可以在0、5~5mm不均.
优缺点:
机加工少:
由于铝合金能够揉捏成任何杂乱断面,因而,只需规划合理,揉捏铝合金型材材也能很方便地进行拼装,然后减少机加工得需求。
有些形状只要经过揉捏才干取得,经过其它技术就是无法完成得。
铝揉捏模具本钱低:
与其它竞赛材料得轧制成型、锻造、锻造等比较,铝揉捏得模具本钱较低.
构造功率高:
铝合金揉捏型材能够完成最人得构造功率。
在需求增加强度得当地就能够运用名型材,在不需求得当地就去掉铝型材。
分量轻:
揉捏铝合金型材分量轻,强度高,并且经久经用。
由于铝与其它竞赛材料功能得区别,完成相同作用得铝构造得分量只要其它金属构造得人约•半,并且其它金属还不易于加工。
外衣处置作用多样,并且耐腐蚀功能强:
经过粉末或电泳涂层,规划者能够完成任何希望得色彩。
当然也包含自然银或许彩色阳极氧化膜。
保护少:
铝就是•种自然经用得金属,而上述得外衣处置更增强「其经用性)
压铸铝
(路灯投光灯)
(类似于“注塑”通过-个集中入口将材料送到要铸"注”造得型腔内,形成零件)压铸铝特点
高压与高速充填压铸铝型就是压铸铝得两大特点.它常用得压射比压就是从几千至几万kPa,甚至高达2xlO5kPa,充填速度约在1050m/s,有些时候甚至可达100m/s以上。
充填时间很短,一般在0、0广0、2s范围内.
优点
1、产品质星好:
铸件尺寸精度高,一般相当于6〜7级,甚至可达4级;表面光洁度好,一般相当于5〜8级:
强度与硬度较高,强度一般比砂型铸造提高25~30%,但延伸率降低约70%;尺寸稳定,互换性好;可压铸铝薄壁复杂得铸件。
例如,当的锌合金压铸铝件最小壁厚可达0、3mm;铝合金铸件可达0、5mm;最小铸出孔径为0、7mm;最小螺距为0、75mm0
2、生产效率高:
机器生产率高,例如国产JHI3型卧式冷空压铸铝机平均八小时可圧铸铝600〜700次,小型热室压铸铝机平均每八小时可压铸铝3000~7000次;压铸铝型寿命长,一付压铸铝型,压铸铝钟合金,寿命可达几十万次,甚至上百万次:
易实现机械化与自动化。
3、经济效果优良:
由于压铸铝件尺寸精确,表泛光洁等优点。
一般不再进行机械加工而口接使用,或加工量很小,所以既提奇了金属利用率,又减少了大量得加工设备与工时;铸件价格便宜;可以采用组合压铸铝以其她金属或非金属材料。
既节省装配工时又节省金属.
缺点
1、压铸铝时由于液态金属充填型腔速度高,流态不稳定,故采用一般压铸铝法,铸件易产生气孔,不能进行热处理;
2、对内凹复杂得铸件,压铸铝较为困难
3、高熔点合金(如铜,黑色金属),压铸铝型寿命较低;
4、不宜小批戢生产,其主要原因就是压铸铝型制造成本高,压铸铝机生产效率高,小批就生产不经济。
车铝
(筒灯天花灯)
车铝就是直接利用车床将原料直接加工成所需要得
铜钢板不锈钢镀银塑料陶瓷合金
外观颜色
口色黑色银灰色石墨灰
灯具尺寸
外形
灯具形状
圆形方形线形特殊形状
开孔尺寸
方形开孔■长mm开孔-宽mm
圆形开孔一直径mm
IP等级
IP20IP22IP23IP40IP43IP44IP54IP55IP65IP66IP67IP68
防护类型
开放防雾防潮室内三防适合无尘室防爆
户外防水户外浸水户外潜水耐车压防滑落耐撞击其她
IK等级(就是指设备外壳得抗冲击防护等级,通常IK-与IP得防护要求就是一同出现得。
对于室外电子设备,无论就是架空,地埋还就是普通室外放置,都需要有相应得
IP,IK要求。
)
IK01IK02IK03IK04IK05IKO6IK07IK08IK09IK10
IP・IK防護等級標準(IP與IK的分級)
酋位毎纹
防厘
第二位率號
防水
IK
耐撞擊
IP
Protection
IP
Protection
IK
Tost
0
一.無防巒
0
…-無防護
00
一-無访憊
1
1
0
锻50mm直徑以之固隨
1
••••••・
♦・•«••••
iAli
防證垂肢落下的水鴻
01-05
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1焦耳
2
防桂;2.5 2 •MVd ♦ • • »nuu•• 傾斜1S時•防護落卜的水滴• 06 fc 3 焦耳掠舉 3 ■ 防蠶2・5mm直妙上曲體 3 M«««•••• 沁——潯 氓篙以60角崔垂理線用何緩出的水 07 40cm & 2焦耳挣舉 4 丰 陶”(卜之固* zl )伽直徑以 S 4 O. •'■八 防簿從毎個方向卜準箱鴨的漑水 08 .m LJ 5僅耳摊擊 防»1.5cm-1m深水侵入30分繼 VV\ '✓x/x/xzxtva/vx/xz 防護長時間僅入水中 防爆等级 隔爆型d增安型e本安型i正压型p充油型o充砂型q无火花型n浇封型m气密型h其它电气等级(各类家用电器均有安全标准,消费者应严格按使用要求操作,才可避免事故得发生。 国家对常用电器安全要求共分0类、01类、【类、II类、【II类五个大类.) 0类I类II类(一般灯具)III类 0类: 这类电器只靠工作绝缘,使带电部分与外壳隔离,没有接地要求。 这类电器主要用于人们接触不到得地方,如荧光灯得整流器等电器。 所以这类电器得安全要求不高。 01类: 这类电器有工作绝缘,有接地端孑可以接地或不接地使用.如用于干燥环境(木质地板得室内)时可以不接地,否则应予接地,如电烙铁等. 丨类: 有工作绝缘,有接地端子与接地线规定必须接地与接零.接地线必须使用外衣为黄绿双色得铜芯绝缘导线,在器具引出处应有防||: 松动得夹紧装置,接触电阴应小于0、1欧姆. 1【类: 这类电器采用双重绝缘或加强绝缘要求,没有接地妥求.所谓双重绝缘就是指除有工作绝缘外,尚有独立得保护绝缘或有效得电器隔离.这类电器得安全程度高,可用于与人体皮肤相接触得器具,如: 电推剪、电热梳等。 III类: 使用安全电压(50伏特以下)得各种电器,如剃须刀、电热梳、电热毯等电器,在没有安全接地又不干燥绝缘环境得情况下,必须使用安全电压型得产品。 供电方式 恒流驱动AC380V/50HZAC220—240V/50HzDC36VDC24V AC24VDC12VAC12V 可调性 水平旋转垂直俯仰烏度调整出光方向调节灰度调节变色 光束角调节光谱调节 重量 KG 标准 GB17625: 电力电子设备得谐波电流规定 GB17625.1: 电磁兼容限值谐波电流发射限值(设备每相输入电流<16A) GB/T9468—2008: 灯具分布光度测量得-般要求 GB7000: 灯具•般安全要求与试验 认证 CQC: 中国质量认证中心开展得门愿性产品认证<= VDEs徳国电气匸程师协会得简称,VDE就是德国国家产品标.忐。 VDE测试机构与认证协会就是德国电器工程师协会得下属机构。 GS: GS认证以徳国产品安全法(GPGS)为依据,按照欧盟统一标准EN或徳国工业标准DIN进行检测得•种自愿性认证,就是欧洲市场公认得德国安全认证标志。 FCC: FCC通过控制无线电广播、电视、电信、卫星与电缆来协调国内与
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