1、第一章 LED的認識一. LED是什么：就是發光二極管，是一種能夠將電能轉化為可見光的半導體器，它改變了白熾燈鎢絲發光與節能燈三基色粉發光的原理，而采用電場發光。據分析，LED的特點非常明顯，壽命長，光效高，無輻射與低功耗，有人還預測，未來的LED壽命上限將無窮大。 二. LED應用 1.顯示屏，交通信號燈，汽車燈，開關，白熾燈，高位剎車等，照明光源，通訊設備，玩具等方面應用。目前LED光源替代白熾燈和熒光燈，這種替代趨勢已從局部應用領域開始發展。2.家用室內照明LED產品越來受人歡迎，LED筒燈，LED天花燈，LED日光燈，LED光釬燈已悄悄地進入家庭！三.LED優點LED的內在特征決定了它

2、具有很多優點，例如：1.體積小 LED基本上是一塊很小的晶片被封裝在環氧樹脂里面，所以它非常小，非常輕。2.耗電量低 LED耗電相當低，直流驅動，超低功耗，電光功率轉換接近100%.它消耗的電能不超過0.1W,相同照明效果比傳統光源節能80%以上。3.使用壽命長 有人稱LED光源為長壽燈。它為固體冷光源，環氧樹脂封裝，燈體內也沒有松動的部位，不存在燈絲發燒，熱沉積，光衰等缺點，在恰當的電流和電壓下，使用壽命可達6萬到10萬小時，比傳統光源壽命長10倍以上。4.高亮度，低熱量： LED使用冷發光技術，發熱量比普通照明燈具低很多。5.環保 LED是有無毒的材料做成 ，不像熒光燈含水銀會造成污染，同

3、時LED也可以回收再利用。光譜中沒有紫外線和紅外線，既沒有熱量，也沒有輻射，炫光小，冷光源，可以安全觸摸，屬于典型的綠色照明光源。6.堅固耐用 LED被完全封裝在環氧樹脂里面，比燈泡和熒光燈管都堅固。燈體內也沒有松動部分，使得LED不易損壞。7.多變幻 LED光源可利用紅，綠，藍三基色原理，在計算機技術控制下使三種顏色具有256級灰度并任意混合，即可產生256*256*256=16777216種顏色，形成不同光色的組合變化多端，實現豐富多彩的動態變化效果及各種圖像。8.技術先進 與傳統光源單調的發光效果相比，LED光源低壓微電子產品。它成功融合了計算機技術，網絡技術，圖像處理技術，嵌入式控制技

4、術等，所以亦是數字信息化產品，是半導體光電器件''高新尖"技術，具有在線編程，無限升級，靈活多變的特點。四.LED缺點1.LED發光二極管已被全球公認為最高效的人造照明技術。雖然國內還有不少人在商家誤導下認為LED是用來替代LCD液晶的顯示技術，但實際上這種高能效照明技術從上世紀六七十年代就已經開始應用，如今從各種指示燈，路燈，節日彩燈再到筆記本，電視背光都在廣泛采用LED照明。由于其高能效，人們普遍認為用LED燈取代傳統的燈泡，熒光燈是一種非常環保的做法。2.LED需要由于單個發光面比較窄，通常大規模集成在線路板上，形成一個比較大的發光源，由此會造成大量熱量積累，有

5、時會擊穿電路板，所以LED燈的散熱一定要好。五.LED發展LED顯示屏的發展可分為以下幾個階段：第一階段為1990年到1995年，主要是單色和16級雙色圖文屏。第二階段是1995年到1999年，出現了64級，256級灰度的雙基色視頻平。視頻控制技術，圖像處理技術，光釬通信技術等的應用將LED顯示屏提升到了一個新的臺階。第三階段從1999年開始，紅，綠，藍三原色LED生產的全彩色顯示屏被廣泛應用，大量進入體育場館，會展中心，廣場等公共場所，從而將國內的大屏幕帶入全彩時代。六.LED的調光控制傳統上，LED的調光是利用一個DC信號或濾液PWM對LED中的正向電流進行調節來完成的。減小LED電流將起

6、到調節LED光輸出強度的作用，然而，正向電流的變化也會改變LED的彩色，因為LED的色度會隨著電流的變化而變化。人們常說的真正彩色 PWM調光是利用一個PWM信號來調節LED 的亮度。七.LED分類1.按發光管發光顏色分 可分成紅色，橙色，綠色（又細分黃綠，標準綠和純綠），藍光等另外，有的發光二極管中包含二中或三種顏色的芯片。2.按發光管出光面特征分 圓燈，方燈，矩形，面發光管，側向管，表面安裝用微型管等。3.按發光二極管的結構分有全環氧包封，金屬底座環氧封裝，陶瓷底座環氧封裝及玻璃封裝等結構。 4.按發光強度和工作電流分由普通亮度的LED(發光強度100mcd）：把發光強度在10-100mc

7、d間的較高亮度發光二極管。八.LED應用于路燈有先天優勢和劣勢（一）.優勢在于;LED作為點光源，如果設計合理，很大程度上可以直接解決傳統球狀光源必須依靠光發射來解決的二次取光及光損耗問題。（二）對光照射面的均勻度可控，理論上可以做到在目標區域內完全均勻，這也能避免傳統光源“燈下亮”現象中的光浪費；（三）色溫可選，這樣在不同場合的應用中，也是提高效率，降低成本的一個重要途徑；（四）技術進步空間依然很大。（五).劣勢（影響路燈推廣應用的因素）有： 當前價格還太高，光通量低，當前同等照度設計的LED光源價格大約相當于傳統光源的4倍（不過在路燈產品中，光源部分占總成本并不高，所以在工程按裝中的成本提

8、高比例也不會太高，應用的空間還是比較大的），在民用中難以承受。當前設計和制造標準比較混亂，損壞比例高，影響了LED的壽命優勢。九LED應用的相關產品1.LED景觀:LED硬燈條，LED柔性燈帶，LED數碼管，LED流星雨，LED投光燈，LED洗墻燈，LED點光源，LED吸頂燈，LED埋地燈，LED水下燈；2.LED室內：LED日光燈，LED射燈，LED球泡燈，LED路燈，LED天花燈，LED柜臺等；3.LED交通；4.LED汽車燈飾；5.LED廣告指示燈，；6.LED顯示屏，LED等其他。十LED產品“貴”的三大原因1.國內企業沒有核心技術 LED行業的上游的絕大部分核心專利被國外的外廠商所掌

9、握。目前，我們沒有掌握核心技術，盡管我們LED應用產品制造能力在全球占到50%，份額占到50%，但利潤卻是最低的一環。 LED芯片隨工藝，數量增長采用更大尺寸晶圓片制作工藝，會不斷的降低成本，近年來每年在20%速度降低，LED芯片價格因數中，要將光效的提升也計入價格降低中，同樣的價格購買了更好的產品。LED照明燈具的成本主要在LED芯片，只要芯片價格降下來，LED的流明單價能降到與現階段的節能燈相當，室內照明就自然遍地開花。LED芯片還大有降價空間。2.LED應用產品散熱難結構設計在燈具中大概占20%，一直以來中國勤勞人民都會定價很低，20%成本認為很合理，最大的問題是怎樣更有創新，設計更合理

10、。 散熱成本要維持在5%，實際散熱設計很簡單，把住兩個方面：一是，LED芯片與外散熱器件路徑越短越好，越短你的散熱設計就越好；二是，散熱阻力，就是要有走夠的散熱傳導路徑同時也有走夠的'散熱道路'。這部分成本主要在結構，用于散熱成本并不多。3.LED應用電源管理電源是LED燈具最薄弱的環節，嚴重滯后LED燈具發展，品質有待提高?，F在設計占燈具成本的20%左右，有些高。隨著技術發展電源大概在5-10%最為合理。LED成本高，其實是相對目前其它光源來說，作為20世紀90年代才發明藍光LED,從而導致LED白光得以實現;LED行業而言，其實現在的成本并不高。尤其是LED環保，節能，不含

11、汞，而且每季度LED燈具的價格都在往下滑，相信一定可以在較短的時間內達到人們能夠接受的水平。十一LED驅動電源九大性能特點和要求根據電網的用電規則和LED驅動電源的特性要求，在選擇和設計LED驅動電源時要考慮到以下就大性能特點要求：1.高可靠性 特別像LED路燈的驅動電源，裝在高空，維修不變，維修的花費也大。2.高效率LED是節能產品，驅動電源的效率要高。對于電源安裝在燈具內的結構，尤為重要。因為LED的發光效率隨著LED溫度的升高而下降，所以LED的散熱非常重要。電源的效率高，它的損耗功率小，在燈具內發熱量就小，也就降低了燈具的溫升。對延緩LED的光衰有利。3.高功率因素 是電網對負載的要求

12、。一般70瓦以下的用電器，沒有強制性指標。雖然功率不大的單個用電器功率因素低一點對電網的影響不大，但晚上大家點燈，同類負載太集中，會對電網產生較嚴重的污染。對于30瓦-40瓦的LED驅動電源，據說不久的將來，也許會對功率因素方面有一定的指標要求。4.驅動方式 現在通行的有兩種：其一，是一個恒壓源供多個恒流源，每個恒流源單獨給每路LED供電。這種方式，組合靈活，一路LED故障，不影響其他LED的工作，但成本會略高一點。另一種是直接恒流供電，LED串聯或并聯運行。它的優點是成本低一點，但靈活性差，還要解決某個LED故障，不影響其他LED運行的問題。這兩種形式，在一段時間內并存。多路恒流輸出供電方式

13、，在成本和性能方面會較好。也許是以后的主流方向。5.浪涌保護LED抗浪涌的能力是比較差的，特別是抗反向電壓能力。加強這方面的保護也很重要。6.保護功能 電源除了常規的保護功能外，最好在恒流輸出中增加LED溫度負反饋，防止LED溫度過高。7.防護方面燈具外安裝型，電源結構要放水，防潮，外殼要耐曬。8.驅動電源的壽命要與LED的壽命相適配。9.要符合安規和電磁兼容的要求。十二. LED封裝技術介紹1.擴晶，把排列的密密麻麻的晶片弄開一點便于固晶。2.固晶，在支架底部點上導電，不導電的膠水（導電與視晶片是上下型PN結還是左右型PN結而定）然后把晶片放入支架里面。3.短烤，讓膠水固化焊線時晶片不移動。

14、4.焊線，用金線把晶片和支架導通。5.前測，初步測試能不能亮。6.灌膠，用膠水把芯片和支架包裹起來。7.長烤，讓膠水固化。8.后測，測試能亮與否以及電性參數是否達標。9. 分光分色，把顏色和電壓大致上一一致的產品分出來。10.包裝。十三. LED焊接技術要求及操作注意事項 1.生產時一定要戴防靜電手套，防靜電手腕，電烙一定要接地，嚴禁徒手觸摸白光LED的兩只引線腳。因為白光LED的防靜電為100V,而在工作臺上工作濕度為60%-90%時人體的靜電會損壞發光二極體的結晶層，工作一段時間后（如10小時）二極體就會失效（不亮），嚴重時會立即失效。 2.焊接溫度為260度，3秒。溫度過高，時間過長會燒壞芯片。為了更好的保護LED,LED膠體與PC板應保持2mm以上的間距，以使焊接熱量在引腳中散除。 3.LED的正常工作電流為20mA，電壓的微小波動（如0.1V)都將引起電流的大幅度波動（10%-15%）。因此，在電路設計時應根據LED的壓降配對不同的限流電阻，以保證LED處于最佳工作狀態。電流過大，LED會縮短壽命，電流過小，達不到所需光強。一般在批量供貨時會將LED分光分色，即同一包產品里的LED光強，電壓，光色都是在分光色表上注明。十四.