《led照明基础》课件

照明基础LEDLED照明技术，引领照明行业变革节能高效、寿命长、环保健康技术基础LED半导体材料PN结结构发光效率LED采用半导体材料制成，通过电子LED拥有PN结，当电流通过时，电LED的发光效率取决于材料类型、结和空穴的复合过程发光子和空穴在PN结处复合，释放能量构和工艺的发光机理LEDPN结1电子和空穴复合能级跃迁2电子从高能级跃迁至低能级光子发射3能量差以光子形式释放LED发光原理基于PN结中电子和空穴复合时释放的能量当电流通过LED时，电子从N型半导体迁移到P型半导体，与空穴相遇，发生复合复合过程释放能量，以光子的形式发出光，这就是LED发光的本质的特性分类LED颜色尺寸和形状功率电压LED可以发出各种颜色光，从LED灯珠有各种尺寸和形状，LED灯珠的功率可以从毫瓦到LED灯珠工作电压一般在

1.8V红光到蓝光，甚至紫外光和红可以满足不同的应用需求瓦特不等，适用于各种应用到

3.6V之间，需要使用合适的外光驱动器结构及制造工艺LEDLED芯片是LED灯的核心元件，其结构主要由芯片基板、N型层、P型层、活性层组成LED芯片的制造工艺主要包括外延生长、芯片刻蚀、芯片封装等步骤外延生长是LED芯片制造的核心工艺，通过在衬底上生长高品质的半导体材料，形成LED的活性层芯片刻蚀则是将外延层切割成小块，形成LED芯片LED芯片封装则是将LED芯片与其他材料组合，形成完整的LED灯常用的封装方式包括贴片封装、插件封装、灯珠封装等LED芯片的结构和制造工艺直接决定了LED灯的光效、寿命、可靠性等性能指标白光制造方法LED蓝光芯片激发荧光粉蓝光芯片激发黄光荧光粉，产生白光紫外芯片激发红绿蓝荧光粉紫外芯片激发红绿蓝三色荧光粉，混合产生白光红绿蓝LED芯片混合红绿蓝三色LED芯片混合，直接产生白光发光原理LED电子空穴复合电子和空穴在PN结的界面处发生复合，释放出能量，以光子的形式发射出来，这就是LED发光的原理PN结LED的核心是PN结，它是由P型半导体和N型半导体材料组成当正向电流通过PN结时，电子从N型半导体流向P型半导体，空穴从P型半导体流向N型半导体光源参数及定义LED参数定义单位光通量光源在单位时间内辐射出的总流明lm光量光效光源发光效率，指每瓦电功率流明/瓦lm/W产生的光通量色温光源颜色，指光源光谱与绝对开尔文K黑体在某一温度下辐射的光谱相匹配时的温度显色性光源对物体颜色的还原程度显色指数Ra光束角光源发出的光束在空间的分布度°范围额定功率光源在正常工作状态下的功率瓦W额定电压光源正常工作所需的电压伏特V寿命光源在正常工作条件下，光通小时h量衰减到初始值的50%所需的时间光源性能指标LED色温特性LED暖白光自然光色温在2700K-3200K范围内，适合色温在4000K-4500K范围内，接近营造温馨舒适的氛围，常用于卧室、自然光，让人感觉舒适自然，适用于客厅等环境书房、厨房等环境正白光冷白光色温在6000K-6500K范围内，光线色温在7000K以上，光线偏冷，给明亮，让人精神集中，适用于办公人清凉感，适合用于医院、实验室等室、商店等需要明亮照明的环境需要明亮光线的环境显色性指数LEDLED的显色性指数（Ra）是衡量光源照射物体时呈现颜色的能力，数值范围为0到100Ra值越高，光源还原物体颜色的能力越强，光源显色性越好Ra值低于80的光源，对于物体颜色的还原会有一定偏差，人眼会感到颜色失真Ra值大于80的光源，能够很好地还原物体颜色，人眼感受到的物体颜色接近自然光照射下的效果80Ra80高显色性6060Ra80中等显色性40Ra60低显色性光源驱动技术LED1LED驱动器概述2主要功能LED驱动器是LED照明系统中LED驱动器主要功能包括恒流不可或缺的一部分它们为驱动、电压转换、保护功能LED提供合适的电压和电流，等，以保证LED的正常工作以确保LED正常工作并提供最佳性能驱动技术分类3常见的LED驱动技术包括线性驱动、开关驱动、恒流驱动等，每种技术各有优劣，根据不同的应用场景选择合适的驱动技术电源电路拓扑LED线性电源1结构简单，易于控制，应用广泛开关电源2效率高，体积小，应用广泛恒流电源3稳定LED电流，提高效率恒压电源4稳定LED电压，提高寿命LED电源电路拓扑是LED照明系统中至关重要的组成部分，主要负责将交流电转换为直流电，并为LED提供合适的电压和电流，决定着LED灯具的性能和效率线性电源结构简单、易于控制，但效率较低，体积较大，适合低功率应用；开关电源效率高、体积小，适合高功率应用；恒流电源可以稳定LED电流，提高效率，延长寿命；恒压电源可以稳定LED电压，提高寿命驱动器设计基础led效率优化稳定性设计可靠性考虑保护机制选择合适的拓扑结构，例如设计反馈环路，确保输出电选择耐压、耐电流、耐高温设计过压、过流、短路保护降压型、升压型或隔离型压和电流稳定的元器件电路优化开关频率和占空比，以采用合适的滤波器，减少输进行电磁兼容性设计，避免考虑过热保护，确保设备安减少损耗出纹波干扰其他设备全运行散热设计技术led散热器导热材料散热器是led散热系统的重要组成部导热材料，例如导热硅脂，用于填充分，用于将热量从led芯片传递到周led芯片和散热器之间的空隙，提高围环境热传递效率风冷系统水冷系统风冷系统使用风扇强制空气流动，带水冷系统使用水作为冷却介质，通过走led芯片产生的热量水循环带走热量，适用于高功率led灯具光学设计基础LED光学元件设计光学模拟软件照明设计模型LED光学设计涉及透镜、反射器、导光板专业的光学模拟软件可以帮助设计人员进通过建立照明设计模型，可以模拟光的传等元件这些元件的形状、尺寸和材料会行光学模拟和优化，从而提高光效和光分播路径和光强度分布，优化照明效果影响光的传播方向、角度和强度布光学元件应用LEDLED光学元件对LED照明产品的性能影响很大它们可以有效地控制光线方向，提高照明效率，并改善光线分布常见的LED光学元件包括透镜、反射器和导光板等这些元件可以根据不同的应用场景进行设计和优化，以满足各种照明需求•提高光效•改善光线分布•控制光线方向照明产品设计LED功能需求性能指标满足照明需求，满足特定环境条件光效、显色性、寿命、安全性等指标外观设计成本控制与周围环境协调，满足审美需求经济合理，符合市场价格芯片技术发展LEDLED芯片技术发展迅速，其性能不断提升，效率不断提高10020效率提升寿命延长LED芯片的转化效率不断提高，从早期的LED芯片的寿命不断延长，从早期的几千5%提升到现在的80%以上小时提升到现在的上万小时105成本降低种类丰富随着技术的进步，LED芯片的生产成本不LED芯片的种类不断丰富，涵盖红、橙、断降低黄、绿、青、蓝、白等多种颜色产品发展趋势led高光效智能化12led光效不断提升，更高效的芯片和封装技术，降低能耗，智能控制，智能照明，节能环保，个性化定制，更符合用节约成本户需求多元化可持续发展34产品形态更加多样化，应用领域不断扩展，满足不同场景环保材料，可循环利用，减少环境污染，推动可持续发展的需求理念封装技术进展LED封装材料升级封装结构创新微型化封装封装工艺优化传统环氧树脂封装材料被陶应用倒装芯片、COB、DIP等开发了尺寸更小的封装形式，引入自动化、精密化封装工瓷、硅胶等新型材料替代，提封装技术，提高LED的功率密如贴片式、SMD等，方便了艺，提高LED封装效率和一致高了LED耐高温、耐湿性和抗度和光效LED的应用性腐蚀性能应用领域及前景LED照明领域显示领域12LED照明技术正在快速取代传统光源，LED显示技术在电视、手机、电脑显示应用于室内照明、室外照明、景观照明器等领域得到广泛应用，并逐渐向户外等领域广告、舞台灯光等领域扩展农业领域医疗领域34LED植物照明技术可以提高作物产量和LED技术在医疗设备、美容仪器等领域品质，并在植物工厂、温室栽培等领域发挥着重要作用，并不断拓展新的应用得到应用方向本地化制造现状LED制造能力产业链完善近年来，中国LED制造企业迅速发中国拥有完整的LED产业链，从上游展，技术水平提升显著国内企业在材料、芯片到中游封装、灯具，再到LED芯片、封装、灯具等方面均取得下游应用，各个环节都有成熟的企了长足进步业成本优势市场规模中国拥有丰富的原材料资源和劳动力中国是全球最大的LED市场，为本地优势，在LED生产成本方面具有明显化制造提供了巨大的市场需求的优势品质管控要点LED原材料管控生产过程管控成品检验售后服务严格把控原材料质量，从源实施严格的生产工艺控制，对成品进行全面的检验，确提供完善的售后服务，及时头上确保产品品质确保原确保生产过程的稳定性和可保产品符合相关标准和规解决客户问题，确保客户满材料符合相关标准和规范，靠性建立完善的生产记录范检验项目包括光效、色意度建立产品质量追溯体并进行严格的检验和测试和追溯体系，确保产品可追温、显色性、寿命、可靠性系，方便及时处理产品质量溯等问题产业链及供应链LEDLED产业链包括上游、中游和下游三个部分上游是LED芯片制造，中游是LED封装，下游是LED应用产品LED产业链是一个复杂而完整的体系，需要各个环节紧密配合才能实现高效运作产品认证体系LED安全认证性能认证主要关注产品的安全性，例如电评估产品的性能指标，例如光气安全、防触电、防过热等效、显色性、寿命等能效认证环境认证评估产品的能耗水平，鼓励使用涉及产品对环境的影响，例如材高效节能的LED产品料环保性、可回收性等行业标准体系LED

11.国家标准

22.行业标准我国LED照明行业标准体系逐行业标准对特定产品或应用领渐完善，涵盖了LED产品性域进行细化，以确保产品质量能、测试方法、标识、安全等和安全方面

33.国际标准

44.标准化发展趋势与国际接轨，确保产品符合国LED行业标准化发展趋势包括际标准，提高竞争力提高标准制定效率，完善标准体系，推动技术创新和产业发展国内外政策法规LED中国政策法规国际政策法规中国政府高度重视LED产业发展，制定了多项政策法规，包括欧盟等发达国家已经实施了逐步淘汰传统光源的政策，例如逐《中华人民共和国节约能源法》、《中国制造2025》等，鼓励步禁止销售白炽灯，推动LED照明产品应用节能环保LED照明产品应用国际能源机构（IEA）等国际组织也积极推动LED照明技术发中国政府出台了一系列的补贴和优惠政策，推动LED照明产品推展，制定了相关的节能标准和推广计划，例如推动LED照明产广，例如节能产品惠民工程，促进LED照明产品的普及品节能认证产品市场分析LEDLED产品市场规模不断扩大，市场需求旺盛LED产品市场分析主要趋势应用领域不断扩展照明、显示、通讯等产品种类日益丰富灯泡、灯管、面板灯等价格竞争激烈性价比优势明显技术创新不断涌现提高效率、降低成本LED产品市场竞争激烈，企业需不断提升产品性能、降低成本，满足市场需求产品成本组成LEDLED产品的成本构成主要包括芯片、封装、驱动、散热、光学、外壳等部分其中，LED芯片占成本比例最高，其次是封装50%30%芯片封装LED核心材料，决定光效和寿命芯片封装，影响光分布和散热15%5%驱动其他电源电路，控制电流和电压散热、光学、外壳等此外，LED产品成本还受到生产工艺、原材料价格、品牌溢价等因素的影响项目商业模式LED成本优势市场需求LED照明产品具有较高的节能效随着人们对节能环保意识的提率，降低了能源消耗成本，延长高，LED照明产品在各个领域得了产品使用寿命，降低了维护成到广泛应用，市场需求不断增本长技术创新品牌建设LED技术不断发展，产品性能不建立良好的品牌形象，树立产品断提升，价格不断下降，为LED的竞争优势，提升产品附加值，项目的盈利创造了条件提高市场占有率。