WORD版本 . LED灯照明设计与测试方法毕业论文 目录 第一章 引言…………………………………………………………………………………6 第二章 LED灯模块和电路系统的设计…………………………………………………...8 第一节 LED灯模块的设计……………………………………………………...8 2.1.1 外形设计…………………………………………………………………..7 2.1.2 LED灯珠的选用…………………………………………………………..8 2.1.3 设计时要注意的地方……………………………………………………13 第二节电路系统…………………………………………………………………14 2.2.1组成电源模块的元器件………………………………………………...14 2.2.2 电源板的线路…………………………………………………………..18 第三章 安装与测试…………..……………………………………………………………20 3.1 材料选择………………………………………………………………..….…20 3.2 安装…………………………………………………………………………...21 3.3 测试……………………………………………………………………...……22 总结…………………………………………………………………………………………..25 参考文献……………………………………………………………………………………..26

第一章引言 白炽灯自发明以来已有150年历史，而白光LED灯泡生产才几年。目前在市场上已有白光LED的手电筒、在矿上有白光LED的矿灯，不仅亮度好，而且节电。家用白光LED灯泡目前还没有上市，而目前只能生产小功率的灯泡，在亮度方面 WORD版本 .

还不如节能荧光灯，且价位还较高，普通家庭还难以接受。 随着半导体材料及工艺技术的进步，生产量的增加，我认为可能还需3~5年时间，LED照明灯的性能会进一步地提高，价格也会不断地下降，它将逐步地进入千家万户，给您带来节电、明亮的新的光源。 而且相比于其他灯具，LED灯的优点主要体现在以下几个方面： 1. 高节能： 节能能源无污染即为环保。直流驱动，超低功耗（单管0.03-0.07W）电光功率转换接近100%，想用照明效果比传统光源节能80%以上。 2. 绿色环保： 环保效益更佳，光谱中没有紫外线和红外线，也没有辐射，眩光小，无污染，无汞，冷光源，可以安全触摸，而且废弃物可回收，属于典型的绿色照明光源，无紫外线，红外线是真正的绿色环保光源。 3. 无辐射： 杜绝辐射污染，保护大脑，具有优越的静电防滑功能，光照效果柔和没横流驱动，零频闪，保护视力，预防近视；无紫外线辐射，直流灯无频闪，真正白光似自然昼光，适合视觉要求，保护眼睛皮肤。 4. 使用寿命长： 固体冷光源，环氧树脂封装，灯体也没有松动的部分，不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰灯缺点，使用寿命可达60000到100000小时，是普通灯泡的50倍；相当于不间断照明10年时间，几乎是免维护，不存在要经常更换灯管、整流器、启辉器的问题。 5. 静音设计: WORD版本 .

整的无任何噪音干扰。适用围：写字楼、工厂、商场、学校、居家灯室照明。 WORD版本 .

第二章 LED模块设计和电路系统 第一节 LED灯模块设计 2.1.1外形设计 灯具能不能吸引消费者，灯具的外形至关重要。对于消费者来说第一印象是最重要的，一个产品它的外观特别、新奇，这样会让消费者的好感倍增。 外形的设计你首先考虑的是它的用途和用的地方。它是用来做路灯呢？还是用来做室照明。这可很重要的，以为两者所用的材料差距很大的，路灯注重的是大功率亮度要高，还要防水、防晒、防尘、抗老化能力强。而室照明注重的是外形、功能和色彩。设计灯具外形还要考虑所用的材料，如何能在节约成本的情况下设计出性价比较高的灯具。

图2-1 LED灯外形设计 WORD版本 .

例如：你设计大功率的探照灯 图2-2 大功率探照灯 作为探照灯它工作的环境是户外的，所以防水、防尘等自然因素的影响是首要解决的问

题。接着是因为是探照灯所以功率一定要够大，亮度要够高才能在漆黑的夜晚起到相应的作用，所以灯珠会选用大功率的灯珠，大功率的灯珠发热量是非常大的，所以还要考虑它的散热问题。最后就考虑成本了，控制成本对厂家来说是最主要的问题，成本能控制得当，赚的钱就越多。 2.1.2 LED灯珠的选用

发光二极管简介： 发光二极管（LED）是一种电致发光的光电器件。早在1907年开始，人们就发现某些半导体材料制成的二极管在正向导通时有发光的物理现象，但生产出有一定发光率的红光LED已是1969年了。到今天，LED已生产了30多年，回顾过去，它已茁壮成长。各种类型的LED、利用LED作第二次开发的产品及与LED配套的产品（如白光LED驱动器）发展迅速，新产品不断上市，已发展成不少新型产业。LED发展历史已经几十年，但在照明领域的应用还是新技术。随着LED技术的迅猛发展，其发光效率的逐步提高，LED的应用市场将更加广泛，特别在全球能源短缺的忧虑再度升高的背景下，LED在照明市场的前景更备受全球瞩目， WORD版本 .

被业界认为在未来10年成为最被看好的市场以及最大的市场将是取代白炽灯、钨丝灯和荧光灯的最大商品。展望将来还期望更进一步地提高 早期LED主要用于做指示灯。它的发光强度不高，一般小于1mcd，高的也仅几个mcd；另外，发光效率也不高，一般小于0.21m/w，其功率仅几十mw到上百个mw（属于小功率LED）。本文就从发光强度提高说起。

发光二极管的结构：

LED Lamp(led灯)主要由支架、银胶、晶片、金线、环氧树脂五种物料组成。

图2-1 一、 支架： （1）、支架的作用：用来导电和支撑 （2）、支架的组成：支架有支架素材经过电镀而形成，由里到外是素材、铜、镍、铜、银这五层组成。 WORD版本 .

（3）、支架的种类：带杯支架做聚光灯型，平头支架座大角度散光型的Lamp。 A、2002杯/平头：此支架一般做对角度、亮度要求不是很高的材料，其Pin长比其他支架要短10mm左右。Pin间距为2.28mm。 B、2003杯/平头：一般用来做Φ5以上的Lamp，外露Pin长为+29mm、-27mm。Pin间距为2.54mm。 C、2004杯/平头：用来做Φ3左右的Lamp，Pin长及间距同2003支架。 D、2004LD/DD：用来做蓝、白、纯绿、紫色的Lamp，可焊双线，杯较深。 F、2006：两极均为平头型，用来做闪烁Lamp，固IC，焊多条线。 E、2009：用来做双手的Lamp，杯可固两颗晶片，三支Pin脚控制极性。 G、2009-8/3009：用来做三色的Lamp，杯可固三颗晶片，四支Pin脚。

二、 银胶 银胶的作用：固定晶片和导电的作用。 银胶的主要成份：银粉占75%-80%、EPOXY（环氧树脂）占10%-15%、添加剂占5%-10%. 银胶的使用：冷藏，使用前需解冻并充分搅拌均匀，因银胶放置长时间后。银粉会沉淀，如不搅拌均匀将会影响银胶的使用性能。

三、 晶片（Chip） WORD版本 .

图2-2发光二极管和LED芯片的结构组成 （1）、晶片的作用：晶片是LED Lamp的主要组成物料，是发光的半导体

材料。 （2）、晶片的组成：晶片是采用磷化镓（Gap）、镓铝砷（GaAlAs）或砷化镓（GaAs）、氮化镓（GaN）等材料组成，其部结构具有单向导电性。 （3）、晶片的结构： 焊单线正极性（P/N结构）晶片，双线晶片。晶片的尺寸单位：mil晶片的焊垫一般为金垫或铝垫。其焊垫形状有圆形、方形、十字形等。 （4）、晶片的发光颜色： 晶片的发光颜色取决于波长，常见可见光的分类大致为：暗红色（700nm）、深红色（640-660nm）、红色（615-635nm）、黄色（580-595nm）、蓝色（450-480nm）、紫色（380-430nm）。 白光和分红光是一种光的混合效果，最常见的是由蓝光+黄色荧光粉和蓝光+红色荧光粉混合而成。 （5）、晶片的主要技术参数： A、晶片的伏安图性图 WORD版本 .

B、顺向电流（IF）：晶片在试驾一定电压后，所产生的正向导通电流。IF的大小，与顺向电压的大小有关。晶片的工作电流在10-20mA左右。 C、顺向电压（VF）：施加在晶片两端，是晶片正向导通的电压。此电压与晶片本身和测试电流存在相应的关系。VF过大，会使晶片被击穿。 D、逆向电压（VR）：施加在晶片上的反向电压。 E、逆向电流（IR）：是指晶片在施加反向电压后，所产生的一个漏电流。此电流越小越好。因为电流大了容易造成晶片被反向击穿。 F、亮度（IV）：指光源的明亮程度。单位换算：1cd=1000mcd G、波长：反映晶片的发光颜色。不同波长的晶片其发光颜色也就不同。单位：nm。 H、光：是电磁波的一种。波长在0.1mm-10nm之间的电磁波称为光。 光可分为：波长大于0.1mm称为电波；760nm-0.1nm叫红外光；380nm-760nm叫可见光；10nm-380nm叫紫外光；波长小于10nm的是X光。

四、 金线： 金线的作用：连接晶片PAD（焊垫）与支架，并使其能够导通。 金线的纯度为99.99%Au；延伸率为2-6%，金线的尺寸有：0.9mil、1.0mil、1.1mil等。 五、 环氧树脂： 环氧树脂的作用：保护Lamp的部结构，可稍微改变Lamp的发光颜色，亮度及角度；使Lamp成形。 封装树脂包括：A胶(主剂)、B胶（硬化剂）、DP（扩散剂）、CP（着色剂）、