LED光源在工程应用中的一些常识

第一篇：LED光源在工程应用中的一些常识

LED光源在工程应用中的一些常识

一、关于LED光源应用的简介：

LED照明行业是一个新兴的行业，它以其独特的优点深受人们的青睐。如今在光电工程中，提高光效，节约能源和高可靠性已经成为人们共同追求的目的。我们在讨论和使用LED光源时，都会想到LED的寿命长、节约能源、亮度高等特点。也正是因为如此LED光源才倍受欢迎。LED光源虽有以上优点，却并不如人们所说的那么神奇。只有给其配上合适、高效的LED电源、合理的电路设计、完善的防静电措施、正确的安装工艺才能充分发挥和利用LED光源的以上优点。下面我就LED光源在工程应用中的一些常识做简单的介绍，供大家参考。

二、LED寿命的理解

LED的使用寿命，一般认为在理想状态下有10万小时。实际在使用过程中其光强会随使用时间的推移逐渐衰减，即电能转化为光能的效率逐渐降低。我们能真正使用的有效光强范围应在其衰减到初始光强的70%以上时，寿命是否可以定义为光效逐渐降低至70%的时间段。目前还没有明确的国家标准用来衡量。而且LED的使用寿命与其芯片的质量和封装技术、工艺直接相关，据某LED封装厂的试验数据有些芯片在20mA条件下连续点亮4000小时后其光亮度衰减已达50%。但是随着技术、工艺的提高，光衰时间越来越缓慢，即寿命也越长。

三、LED的节能及可靠性

LED是电流控制元件，通过流过的电流，直接将电能转变为光能，故也称光电转换器。因其不存在摩擦损耗和机械损耗，所以在节能方面比一般的光源的效率高，但是LED光源并不能像一般的普通光源一样可以直接使用电网电压，它必须配置一个电压转换装置，提供满足其额定的电压、电流，才能正常使用，即LED专用电源。但是各种不同的LED电源其性能和转换效率各不相同，所以选择合适、高效的LED专用电源，才能真正体现LED光源高效特性。因为低效率的LED电源本身就需要消耗大量电能，在配合LED的使用过程中根本就体现不出LED的高效节能特性。而且LED电源也必须是高可靠性电源，才能使LED光源系统长寿命。

第二篇：关于LED光源论文

在当今社会中，制造商总是在寻找那些更低能耗和更高效率的设备。

来自IMS研究所的BarryYoung对此做了统计，预计2010年全球发光二极管（LED）的需求将增长61%，手机市场是很大的触发因素。大面积的背光LED电视市场正在迅速扩大，LED也被广泛应用于投影仪、手电筒、汽车尾灯和头灯、普通照明等市场。

固态白光源可以通过混合红光、绿光、蓝光LED来实现，或者通过使用磷光材料将单色蓝光或紫外LED转换成宽光谱的白光。随着LED产量的增加，LED制造商正在寻找可以优化划片宽度、划片速度与加工产量的新工艺进展。

新型LED激光剥离（LLO）和激光晶圆划片设备给LED制造商提供了高性价比的工业工具，可以满足日益增长的市场需求。高亮度垂直结构LED 通常情况下，蓝光/绿光LED是由几微米厚的氮化镓（GaN）薄膜在蓝宝石衬底上外延生长形成的。

一些LED的制造成本主要取决于蓝宝石衬底本身的成本和划片—裂片加工成本。对于传统的LED倒装横向结构，蓝宝石是不会被剥离的，因此，阴极和阳极都在同一侧的氮化镓外延层（epi）。MQW =多量子阱。这种横向结构对于高亮度LED有几个缺点：材料内电流密度大、电流拥挤、可靠性较差、寿命较短；此外，通过蓝宝石的光损很大。设计人员通过激光剥离（LLO）工艺可以实现垂直结构的LED，它克服了传统的横向结构的各种缺陷。垂直结构LED可以提供更大的电流，消除电流拥挤问题以及器件内的瓶颈问题，显著提高LED的最大输出光功率与最大效率。图2.垂直结构的蓝光LED垂直LED结构要求在加电极之前剥离掉蓝宝石。准分子激光器已被证明是分离蓝宝石与氮化镓薄膜的有效工具。

LED激光剥离技术大大减少了LED加工时间，降低了生产成本，使制造商在蓝宝石晶圆上生长氮化镓LED薄膜器件，并使薄膜器件与热沉进行电互连。这个工艺使得氮化镓薄膜可以独立于支撑物，并且氮化镓LED可以集成到任何基板上。激光剥离原理 紫外激光剥离的基本原理是利用外延层材料与蓝宝石材料对于紫外激光具有不同的吸收效率。蓝宝石具有较高的带隙能量（9.9eV），所以蓝宝石对于248nm的氟化氪（KrF）准分子激光（5 eV辐射能量）是透明的，而氮化镓（约3.3eV的带隙能量）则会强烈吸收248nm激光的能量。

激光穿过蓝宝石到达氮化镓缓冲层，在氮化镓与蓝宝石的接触面进行激光剥离。这将产生一个局部的爆炸冲击波，使得在该处的氮化镓与蓝宝石分离。基于同样的原理，193nm的氟化氩（ArF）准分子激光可以用于分离氮化铝（AlN）与蓝宝石。具有6.3 eV带隙能量的氮化铝可以吸收6.4 eV的ArF激光辐射，而9.9eV带隙能量的蓝宝石对

第三篇：LED广告光源专业知识

一、LED是什么?

答:

LED是英文Light Emitting Diode，即发光二极管，是一种半导体固体发光器件，它是利用固体半导体芯片作为发光材料，当两端加上正向电压，半导体中的载流子发生复合引起光子发射而产生光。LED可以直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色等可见光。第一个商用二极管产生于1960年，它的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用，所以LED的抗震性能好。

二、LED有哪些光学特性?

答:

1.LED发出的光既不是单色光，也不是宽带光，而介于二者之间。

2.LED光源似点光源又非点光源。

3.LED发出光的颜色随空间方向不同而不同。

4.恒流操作下的LED的结温强烈影响着正向电压VF。

三、LED的发光机理和工作原理有哪些?

答:世纪光电 188 7331 1450，全彩点光源，模组，软硬灯条，灯串已经控制器。

发光二极管是由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。

四、LED为什么是第四代光源(绿色照明)?

答:

三、按电光源的发光机理分类。

第一代光源:电阻发光如白炽灯。

第二代光源:电弧和气体发光如钠灯。

第三代光源:荧光粉发光如荧光灯。

第四代光源:固态芯片发光如LED。

五、LED有哪几种构成方式?

答:世纪光电 188 7331 1450，全彩点光源，模组，软硬灯条，灯串已经控制器。LED 因其颜色不同,而其化学成份不同

如红色 ：铝-铟-镓-磷化物

绿色和蓝色: 铟-镓-氮化物

白色和其它色都是用RGB三基色按适当的比例混合而成的。

LED 的制造过程类似于半导体，但加工的精度不如半导体，目前成本仍然较高。

六、LED有哪几种封装方式?

答:

1、引脚式（Lamp）LED封装。

2、表面组装（贴片）式（SMT－LED）封装。

3、板上芯片直装式（COB）LED封装。

4、系统封装式（SiP）LED封装。

5、晶片键合和芯片键合。

七、各种颜色的发光波长是多少?

答:目前国内常用几种颜色的超高亮LED的光谱波长分布为460-636nm,波长由短到长依次呈现为蓝色、绿色、黄绿色、黄色、黄橙色、红色。常见几种颜色LED的典型峰值波长是： 蓝色—470nm；

蓝绿色—505nm；

绿色—525nm；

黄色—590nm；

橙色—615nm；

红色—625nm；

八、LED有哪几种分类方法?

答： 世纪光电 188 7331 1450，全彩点光源，模组，软硬灯条，灯串已经控制器。

4．按发光强度和工作电流分：

按发光强度和工作电流分有普通亮度的LED（发光强度<10mcd）；超高亮度的LED（发光强度>100mcd）；把发光强度在10～100mcd间的叫高亮度发光二极管。一般LED的工作电流在十几mA至几十mA,而低电流LED的工作电流在2mA以下（亮度与普通发光管相同）。

除上述分类方法外，还有按芯片材料分类及按功能分类的方法。

1．按发光管发光颜色分：

可分成红色、橙色、绿色（又细分黄绿、标准绿和纯绿）、蓝光等。另外,有的发光二极管中包含二种或三种颜色的芯片。

根据发光二极管出光处掺或不掺散射剂、有色还是无色，上述各种颜色的发光二极管还可分成有色透明、无色透明、有色散射和无色散射四种类型。散射型发光二极管用于做指示灯。

2．按发光管出光面特征分：

按发光管出光面特征分圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等。圆形灯按直径分为φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等。国外通常把φ3mm的发光二极管记作T-1；把φ5mm的记作T-1（3/4）；把φ4.4mm的记作T-1（1/4）。

由半值角大小可以估计圆形发光强度角分布情况。从发光强度角分布图来分有三类：

（1）高指向性：一般为尖头环氧封装，或是带金属反射腔封装，且不加散射剂。半值角为5°-20°或更小,具有很高的指向性,可作局部照明光源用，或与光检出器联用以组成自动检测系统。

（2）标准型：通常作指示灯用，其半值角为20°-45°。

（3）散射型：这是视角较大的指示灯，半值角为45°-90°或更大，散射剂的量较大。

3．按发光二极管的结构分：

按发光二极管的结构分有全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等结构。

第四篇：LED、光纤光源安全照明技术在寺院文物建筑中安全应用的探讨

摘要：本文通过对寺院文物建筑消防安全的分析，提出led安全照明技术概念，探讨寺院消防安全工作。

关键词：寺院；文物建筑；安全；led 寺院文物建筑电气火灾危险性

我国有着十分丰富的寺院、文物古迹和古代建筑，这些寺院、文物和古建筑是中华民族五千年灿烂文化的积淀和宝贵的文化遗产。

1.1 建筑主体、结构多为木质，易引发电气火灾

我国的寺院、文物古建筑中木质结构建筑居多，其它砖木结构建筑中，除了砖墙和瓦顶是非燃烧体外，大量使用木质的梁、柱、斗拱、楼板等可燃构件，此类建筑难免发生火灾。藏传佛教寺院，主要建筑有经堂、佛殿、扎仑（学院）、**住地（囊欠）、佛塔、僧舍等，较大型寺院还建有印经院、藏医院、敬老院等。寺院、文物古建筑占地面积大，缺乏统一规划，僧舍包围寺院殿堂，建筑密集，群落毗连，建筑大多数是土木、砖木、全木结构，以木质横梁、立柱为主要承重结构，房屋隔墙、梁、瓴、椽子等大量采用木质材料，建筑耐火等级低，具有比较大的火灾危险性。而随着经济的快速发展，寺院、古建筑中使用电器现象日益普遍，各类照明均采用白炽灯、日光灯，甚至采用大功率荧光灯照明。

1.2 建筑内电气火灾诱灾因素多，易引发电气火灾

寺院、文物古建筑全木制建筑构件数

十、数百年来饱吸酥油灯（油灯）释放的油烟，类似油浸的“枕木”，一旦发生火灾，燃烧极为迅速；藏传、汉传寺院以常年燃供不同规格的常明酥油灯（油灯），明火源较多；寺院殿堂、僧舍内，僧侣生活、佛事、法事用火、用电、用油、用气现象普遍，照明线路私拉乱扯，易发生电气短路，火灾“明患”遍布于各个殿堂和僧舍。

1.3 一旦发生火灾，易造成重大损失

寺院、文物古建筑其殿堂内存放大量的文物，一旦发生火灾事故，造成的损失将不可估计。加之，旅游的开发，寺院、文物古建筑长期留存大量僧人和游客，一旦发生火灾，极易造成群死群伤。led照明技术的介绍

2.1 led照明概念

当今高科技术产业中，光电子技术是继it 之后又一项新技术革命，其重要内容之一是以半导体技术制造的固体发光器件为新的照明光源，逐步替代传统白炽灯光源；其重要的标志是半导体发光二极管（lightemitting diode），简称led。

2.2 led为冷光源

led是固态发光原理，电光功率转换效率在百分之三十左右；剩余的百分之七十左右的电能会转换为热能。过多的热能如不能及时导出散热，led芯片工作温度超过摄氏70度就会迅速光衰甚至烧毁。因为led芯片工作温度不能超过70度，所以大功率led灯会用各种方法导热、散热，我们触摸led灯具外壳温度一般在摄氏50度以下。

2.3 led光源的特点

2.3.1 电压：led使用低压电源，供电电压在6-24v之间，根据产品不同而异，所以它是一个比使用高压电源更安全的电源，特别适用于公共场所。

2.3.1 效能：消耗能量较同光效的白炽灯减少80%

2.3.2 适用性：很小，每个单元led小片是3-5mm的正方形，所以可以制备成各种形状的器件，并且适合于易变的环境

2.3.3 稳定性：10万小时，光衰为初始的50%

2.3.4 响应时间：其白炽灯的响应时间为毫秒级，led灯的响应时间为纳秒级

2.3.5 对环境污染：无有害金属汞

2.3.6 颜色：改变电流可以变色，发光二极管方便地通过化学修饰方法，调整材料的能带结构和带隙，实现红黄绿兰橙多色发光。如小电流时为红色的led，随着电流的增加，可以依次变为橙色，黄色，最后为绿色

2.3.7 价格：led的价格比较昂贵，较之于白炽灯，几只led的价格就可以与一只白炽灯的价格相当，而通常每组信号灯需由上300～500只二极管构成。

光纤照明技术的介绍

3.1 光纤照明概念

光纤照明是近年新发展起来的一门全新高科技照明技术。它是采用光导纤维（简称光纤，又称光波导），利用全反射原理，通过光纤把光传送到人们需要光的任何地方进行照明。光纤的构造可以简略分为三个部分，分别是核心（core）、外壳（cladding）与保护层（jacket）。光纤本身的导体主要是由玻璃材料（sio2）所抽丝而制成，它的传输是利用光经由高折射率的介质，以高于临界角的角度进入低折射率介质会产生全反射的原理，让光在这个介质里能够维持光波形的特性来进行传输。其中高折射率的核心部分，就是光传输的主要通道。而低折射率的外壳，则包覆住整个核心，由于核心的折射率比外壳高出很多，所以会产生全反射，光也因此可以在核心里来传输。保护层的目的，主要是为了保护外壳与核心不易损坏，同时也可以增加光纤的强度。

3.2 光纤照明的特点

3.2.1 单一的光源可以同时拥有多个发光特性相同的发光点，利于使用在一个较广区域的配置上。

3.2.2 光源易于更换，也易于维修。前面提到光纤照明使用了两个组件：投射主机与光纤。其中光纤的使用寿命长达二十年，而投射主机可分离，因此易于更换与维修。

3.2.3 投射主机与真正的发光点是透过光纤来传输的，因此投射主机可以放置在安全的位置，具有防止破坏的功能。

3.2.4 发光点的光是经由光纤传导而来，光源发出的波长是经过过滤的，只包含某段光谱，因此发射出来的光无紫外线与红外线光，这种特性可以减少对于某些物品的伤害。

3.2.5 发光点小型化、重量轻、易于更换与安装，它可以制做成很小的尺寸，放置在不同的容器或其设计空间里，因此可以营造出与众不同的装饰照明效果。

3.2.6 它的光与电是分离的。一般的照明设备最重要的问题就是它需要电力供输。也因为电力能源的转换，发光体相对的也都会产生热。然而在很多空间的属性里，为了安全的考量，大多希望光与电能够分离，例如石油、化工、天然气、水池、游泳池等的空间，都希望能避开电的部分，因此光纤照明就很适合应用在这些领域里。同时它的发热来源可以分离，因此可以降低空调系统的负担。

3.2.7 安全，光纤本身不带电、不怕水、不易破损，而且体积小、柔软可挠性好，使用安全，使用寿命长，维修工作量很小。

led、光纤安全照明技术在寺院、文物古建筑应用方面的探讨

消防照明技术是一项受到国际上极度重视的课题，它已有多年的历史，他不仅仅涉及到建筑物及发生火灾时保障人员迅速逃离现场的重要救生疏散技术。led 超高亮度白光、穿透力强、亮度高、节能、寿命长、故障率低，的特点在安全照明领域更显的突出。那么以led安全照明技术为基础的人工光源 必将广泛应用于寺院、文物古建筑安全照明领域。

4.1 寺院、文物古建筑安全照明的原则

4.1.1 保护和利用的原则。古建筑照明既要达到展示其古建筑的风采，体现她的文化艺术内涵，又不能损伤古建筑，达到保护和利用古建筑的双重要求。

4.2.2 不改变古建筑原状的原则。如800年以上的古建筑严禁敷设电线。

4.2.3 按标准设计的原则。照明的照度或亮度、光源的红外线和紫外线的含量、照射时间以及光源的颜色参数等均需严格按标准进行设计。

4.2.4 严格管理的原则。在夜景照明设计时，必须考虑照明设施维护管理方法及措施。之前由于受光效和光源的限制，古建筑照明中存在着一系列的问题，比如：a、照明装置的安装。将大体积的灯光装置直接固定于建筑之上，既破坏了建筑物结构及其白天景观。且没办法展现古建筑细腻的丰富的光影变化之美。b、照明方法问题。为保护建筑采用远距离投射，而且大多数投光灯没有遮光措施，致使向被照物之外的溢出光较多，初步估算大约有1/4～1/3的光线溢散到空中和被照物之外，形成光污染。更是忽视了节能的大前提。c、照明装置的选择。缺少对 照明装置的紫外线、红外线辐射的考量，造成对古建筑不可弥补的破坏。

4.2 led、光纤光源文物建筑安全照明装置的设想

4.2.1 光纤光源。包括能发射高照度、低红紫外光谱光的专用光源机，与专用光源机连接并能滤除红紫外光谱的光纤滤光耦合器，以及通过照明传输光纤与光纤滤光耦合器连接的散射尾件。专用光源机发出的光经光纤滤光耦合器滤除后，光波长集中在585nm-750nm。

4.2.2 led光源。包括led户外照明、led应急照明和led蓄电式手持照明。

4.3 led、光纤光源文物建筑安全照明装置的特点

4.3.1 led、光纤光源照明装置照明度高、能量转化率高、发热量低。

4.3.2 led光源功率小，全部采取低压驱动，解决了散热问题，没有较大的热量堆积，安全防火要求容易满足。

4.3.3 led、光纤光源无红外和紫外光谱，光纤光源光的波长主要集中在540nm与590nm，因此照明光不会对文物造损坏，同时，光源不含水银，不会对环境造成污染。

4.3.4 光谱与昆虫趋光性光谱重合波段少，有利于文物保护。

4.3.5 在光缆的尾端可加装聚光透镜，平面镜，散射透镜，以适应不同场合对照度的要求。同时，加装监控系统，随时对光源机进行监控，可以有效保证其正常工作。

4.3.6 使用寿命长，可达数万小时，维修维护费用低。

第五篇：LED光源使用论文

日本灯光工业会（JELMA）于2010年10月8日就光源使用LED的直管型LED灯制定了“带L型灯口的直管型LED灯系统（普通照明用）”（JEL801:2010）标准。写字楼等普遍使用的直管型荧光灯的替代品，直管型LED灯受到的期待日益强烈。虽然日本市场上已有韩国等制造的直管型LED灯面市，但涉足的厂商以中小企业为中心，主要灯管厂商因没有标准而对投放产品犹豫不决。

此次标准的制定将推动直管型LED灯普及。在直管型LED灯方面，此前曾被指出在灯管兼容性、亮度、重量及安全性等方面存在问题。此次的标准加入了可消除这些担心的内容。标准的特点 不仅对灯管单体，而且还对使用直管型LED灯的照明系统也制定了标准。系统上的特点大致有四项。首先是电源电路设置在灯管外侧，向灯管供给直流电。也就是说，灯管单体省去了电源电路，变为了直流驱动。其次是采用了L型灯口。然后是灯座可以更换。最后是灯管从一侧的端面进行供电（单侧供电）。外置电源电路的最大原因是为了提高直管型LED灯的发光效率。现阶段要通过LED灯达到不亚于40W级直管型荧光灯的亮度及效率。将电源电路改为外置方式，是考虑到这样可增加灯管内的光学设计自由度，提高亮度及效率。

将具备L型灯口的灯座改为可更换的设计，是为了长期使用照明器具也可确保高安全性。不论哪种光源，灯座长期使用后都避免不了劣化。将灯座改为可更换的设计后，便可确保照明器具能够长期使用。改为单侧供电是为了提高更换LED灯时的安全性。在LED灯的两端设置电极的话，即使将单侧电极接入灯口时，徒手接触另一侧电极时也会发生触电。而通过将电极集中在一侧，便可避免这种触电危险。另外，直管型荧光灯虽然在两端都有端子，但这种灯在两端电极都接入灯口时才会通电，因此不用担心发生触电。也有人指出直管型LED灯存在掉落的危险。

此次制定标准时对这一点做了什么样的考虑？ 的确，荧光灯中40W级的产品只有200g，而市面上的直管型LED灯中还有重量超过600g的产品。LED发热会导致灯管弯曲，使用过程中还可能发生热收缩，伴随着掉落的危险。不制定标准的话，在长期使用LED灯管时就会让消费者担心。因此，此次的标准对热收缩注1)及挠曲注2)进行了规定。与使用玻璃的荧光灯相比，大多使用树脂材料的LED灯容易受到热收缩及挠曲的影响。注1）此次的标准将热收缩规定为周围温度差为50K时灯管与灯口间的距离变化要控制在2.0mm以下。注2）此次的标准将灯管本身重量导致的挠曲规定为中央部在10mm以下。有人指出有LED灯产品存在“闪烁”问题。对于灯管中流动的电流的波形，我们规定“波动率不能超过1.3”。这正是为了防止发生闪烁问题。波动率是指以灯管中流动的电流的平均值为分母，以电流值的变化为分子进行计算得到的数值。这一数值规定为最大1.4的话，灯管中流动的电流就会周期性接近为零。不超过1.3的话，就不会发生这种现象。