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LED照明PPT


led概况
发展历史 led照明特 性 发展现状
小理念大生活
发展趋势
led照明原理
led性质
led照明原理
LED照明的LED是由Ⅲ-Ⅳ族化合物,如GaAs(砷化镓)、GaP(磷 化镓)、GaAsP(磷砷化镓)等半导体制成的,其核心是PN结。 因此它具有一般P-N结的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 ,电子由N区注入P区,空穴由P区注入N区。进入对方区域的少数 载流子(少子)一部分与多数载流子(多子)复合而发光。 假 设发光是在P区中发生的,那么注入的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,每次释放的能量不大 ,不能形成可见光。发光的复合量相对于非发光复合量的比例越 大,光量子效率越高。由于复合是在少子扩散区内发光的,所以 光仅在靠近PN结面数μ m以内产生。
发展现状
当前全球能源短缺的忧虑再度升高的背景下, 节约能源是我们未来面临的重要的问题,在照 明领域,LED发光产品的应用正吸引着世人的 目光,LED作为一种新型的绿色光源产品,必 然是未来发展的趋势,二十一世纪将进入以 LED为代表的新型照明光源时代。 中国LED产业起步于20世纪70年代。经过30 多年的发展,中国LED产业已初步形成了包括 LED外延片的生产、LED芯片的制备、LED芯片 的封装以及LED产品应用在内的较为完整的产 业链
发展历史
应用半导体P·N结发光源原理制成LED问世于20世纪60 年代初,1964年首先出现红色发光二极管,之后出现黄色LED。直 到1994年蓝色、绿色LED才研制成功。1996年由日本Nichia公司( 日亚)成功开发出白色LED。 LED以其固有的特点,如省电、寿命长、耐震动,响应速 度快、冷光源等特点,广泛应用于指示灯、信号灯、显示屏、景 观照明等领域,在我们的日常生活中处处可见,家用电器、电话 机、仪表板照明、汽车防雾灯、交通信号灯等。但由于其亮度差 、价格昂贵等条件的限制,无法作为通用光源推广应用。 近 几年来,随着人们对半导体发光材料研究的不断深入,LED制造工 艺的不断进步和新材料(氮化物晶体和荧光粉)的ห้องสมุดไป่ตู้发和应用, 各种颜色的超高亮度LED取得了突破性进展,其发光效率提高了近 1000倍,色度方面已实现了可见光波段的所有颜色,其中最重要 的是超高亮度白光LED的出现,使LED应用领域跨越至高效率照明 光源市场成为可能。
术语
波长:光的色彩强弱变化,是可以通过数据来描述,这种数据叫波长。我们能见到 的光的波长,范围在380至780nm之间。 单位:纳米(nm) 亮度:亮度是指物体明暗的程度,定义是单位面积的发光强度。 单位:尼特(nit) 光强:指光源的明亮程度。也即表示光源在一定方向和范围内发出的可见光辐射强 弱的物理量。 单位:烛光(cd) 光通量:光源每秒钟所发出的可见光量之总和。 单位:流明(Lm) 光效:光源发出的光通量除以光源的功率。它是衡量光源节能的重要指标。 单位:每瓦流明(Lm/w)。 显色性:光源对物体呈现的程度,也就是颜色的逼真程度。通常叫做"显色指数", 室内显色性通常表示为Ra,以数值表示。Ra100为日光下的显色性。 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。(只有白光才有色温) 单位:开尔文(k)。 眩光:视野内有亮度极高的物体或强烈的亮度对比,所造成的视觉不舒适称为眩光 ,眩光是影响照明质量的重要因素。 同步性:两个或两个以上LED灯在不规定时间内能正常按程序设定的方式运行,一般 指内控方式的LED灯,同步性是LED灯实现协调变化的基本要求。
理论和实践证明,光的峰值波长λ 与发光区域的半导体 材料禁带宽度Eg有关,即 λ ≈1240/Eg(mm)
led照明的特性
极限参数的意义
(1)允许功耗Pm:允许加于LED两端正向直流电压与流过它的电流之积的
最大值。超过此值,LED发热、损坏。 (2)最大正向直流电流IFm :允许加的最大的正向直流电流。超过此值可损坏二极管。 (3) 最大反向电压VRm:所允许加的最大反向电压。超过此值,发光二极管 可能被击穿损坏。 (4)工作环境topm:发光二极管可正常工作的 环境温度范围。低于或高于此温度范围,发光二极管将不能正常工作, 效率大大降低 不改变材质的前提下,在LED的极限范围内,提高亮度的手段就是提高 电流,随着电流升高,LED发热量会剧增。随着功率的增加,LED的散热 问题显得越来越突出,大量实际应用表明,LED不能加大输入功率的基 本原因,是由于LED在工作过程中会放出大量的热,使管芯结温迅速上 升,热阻变大。输入功率越高,发热效应越大。温度的升高将导致器件 性能变化与衰减,非辐射复合增加,器件的漏电流增加,半导体材料缺 陷增长,金属电极电迁移,封装用环氧树脂黄化等等,严重影响LED的 光电参数。甚至使功率LED失效。因此,对于LED器件,降低热阻与结温 、对发光二极管的热特性进行研究显得日趋重要。
适用范围
LED照明灯具里,底灯,吊灯,投射灯等装饰用, 反射用途的LED照明灯具可以完全胜任于任何场合 ,包括美术馆,博物馆等对颜色度要求较高的场 所。但是对于商场,写字楼等大规模设施来说, 作为大范围照明的LED灯具虽然已经诞生,但是其 指向性(LED芯片发出的光是直线,发散性不好)太 高,造成大面积内设计平均的照度很困难。灯管 型LED照明灯具排列过密,设计成本过高,失去节 能效果。因此,现阶段装饰用途场合,LED照明灯 具完全可用,大面积室内照明还不成熟。
LED日光灯和普通日光灯对比来说,优点如下:
优点: 1,节能。2,寿命长。3,适用性好,因单颗LED的体积小 ,可以做成任何形状。4,回应时间短,是ns(纳秒)级别的回应 时间,而普通灯具是ms(毫秒)级别的回应时间。5,环保,无有 害金属,废弃物容易回收。6,色彩绚丽,发光色彩纯正,光谱范 围窄,并能通过红绿蓝三基色混色成七彩或者白光。 缺点: 1,价格贵。2,目前能普遍做到的光效率和理论光效率还 有很大差距。3,目前能做到的寿命和理论寿命(10w小时)还有 很大差距。4,还是有一定的发热量。5,光衰还可以大幅度缩小 。
发展趋势
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,可以广泛应用于各领 域。近年来,世界上一些经济发达国家围绕LED的研制 展开了激烈的技术竞赛。
美国从2000年起投资5亿美 元实施“国家,欧盟也在2000 年7月宣布启动类似的“彩 虹计划”。
我国科技部在“863”计划的支 持下,2003年6月份首次提出 发展半导体照明计划。
led设计理念
LED的出现打破了传统光源的设计方法与思路,目前有两种最新的设计理念。
1.情景照明:是2008年由飞利浦提出的情景照明,以环境的需求 来设计灯具。情景照明以场所为出发点,旨在营造一种漂亮、绚 丽的光照环境,去烘托场景效果,使人感觉到有场景氛围。 2.情调照明:是2009年由凯西欧提出的情调照明,以人的需求 来设计灯具。情调照明是以人情感为出发点,从人的角度去创造 一种意境般的光照环境。情调照明与情景照明有所不同,情调照 明是动态的,可以满足人的精神需求的照明方式,使人感到有情 调;而情景照明是静态的,它只能强调场景光照的需求,而不能表 达人的情绪,从某种意义上说,情调照明涵盖情景照明。情调照 明包含四个方面:一是环保节能,二是健康,三是智能化,四是 人性化。
绿色环保
不含汞、铅等对环境污染很大的重金属,发 光时会产生紫外线,因此LED照明不会象传统 的灯具那样有很多蚊虫围绕在光源旁使环境变 得更加干净卫整洁;金属壳恒流驱动的创新设 计使产品电能转换成光效率非常高。
结束语
让我们告别灰旧照明走进LED照明时代
一束光,一个家
应用领域
1)、信号指示应用:信号照明是LED单色光应用比较广泛也是比较早 的一个领域,约占LED应用市场的4%左右。 2)、显示应用:指示牌、广告牌、大屏幕显示等,LED用于显示屏幕 的应用约占LED应用的20%—25%,显示屏幕可分为单色和彩色 。 3)、照明应用: ①便携灯具:手电筒、头灯、矿工灯、潜水灯等; LED照明手电筒 ②汽车用灯:高位刹车灯、刹车灯、转向灯、倒车灯等,大功率的 LED已被大量用于汽车照明中。 ③特殊照明:太阳能庭院灯、太阳能路灯、水底灯等;由于LED尺寸 小,便于动态的亮度和颜色控制,因此比较适合用于建筑装饰照明 。 ④背光照明:普通电子设备功能显示背光源、笔记本电脑背光源、大 尺寸超大尺寸LCD显示器背光源等,LED作为手机显示的背光源 是LED应用最广泛的领域。 ⑤投影光源:投影仪用RGB光源 ; ⑥普通照明:各类通用照明灯具、照明光源等分为商业 照明和家居照明;
术语
防护等级:IP防护等级是将灯具依其防尘、防湿气之特性加以分级 ,由两个数字所组 LED室内照明灯泡 成,第一个数字代表灯具防尘、防止外物侵入的等级(分0-6 级),第二个数字代表灯具防湿气、防水侵入的密封程度(分 0-8级),数字越大表示其防护等级越高。 光周期:自然界或人造的能够影响生物有机体的亮暗循环。; T/ i" S5 s; ]8 z 光度测量' :根据给定的光效函数,如V(λ )和V’(λ ),测量辐射 量的方法。7 G% u9 g+ t1 P/ x* S 光强分布:光源或者灯具在空间各个方向的光强分布。6 e5 p. t% s: \5 }- U 光强曲线图(表):光强由极坐标或者图表给出,表中的数值为光 源在每1000流明光通时产生的光强。对于光强非对称分布的情 况,可采用两个不同平面内的光强分布图来表示该灯具的光强 分布情况。
LED灯与普通灯的区别
LED日光灯 led日光灯以质优、耐用、节 能为主要特点投射角度调节 范围大,15W的亮度相当于 普通40W日光灯。抗高温、 防潮防水、防漏电。 使用 电压有:110V、220V 可选外罩可选玻璃或PC材质。 灯头与普通日光灯一样。
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