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LED照明基础知识概论LEDLightingIntroduction内容大纲一，LED照明发展介绍二，LED发光介绍三，LED照明灯具参数介绍一，LED照明发展介绍：1.1，人类照明史简单回顾：燃烧照明钨丝灯荧光灯LED灯1.1.1，燃烧照明：在古代，人类只有靠燃烧木柴发出的火光来用来照明，直到1772年，燃气照明进入人类的生活。1.1.2，1879年，爱迪生发明了白炽灯（又叫钨丝灯），直到现在很多地区还在使用。1.1.3，由于白炽灯的各种缺点，人类又发明了荧光灯，如日光灯。从此以后各种新式灯具层出不穷，如各种节能灯，金属卤灯，氙气灯等。1.1.4，二十世纪九十年代末期，随着半导体技术和微电子技术的发展，LED照明来到了普通照明领域。1.2，LED照明发展简史：20世纪九十年代末，随着第三代半导体材料GaN的突破，半导体技术继引发微电子革命之后又在孕育一场新的产业革命——照明革命，其标志是基于半导体发光二极管（LED）的固态照明（亦称“半导体灯”），将逐步代替白炽灯和荧光灯进入普通照明领域。到20世纪90年代早期，采用铟铝磷化镓生产出了桔红、橙、黄和绿光的LED。在很长的一段时间内都无法提供发射蓝光的LED，设计工程师仅能采用已有的色彩：红色、绿色和黄色，早期的“蓝光”器件并不是真正的蓝光LED，而是包围有蓝色散射材料的白炽灯。第一个有历史意义的蓝光LED也出现在20世纪90年代早期（日亚公司1993宣布，中村修二博士发明），再一次利用金钢砂—早期的半导体光源的障碍物。20世纪90年代中期，出现了超亮度的氮化镓LED，当前制造蓝光LED的晶体外延材料是氮化铟镓（InGaN），发射波长的范围为450nm至470nm，氮化铟镓LED可以产生五倍于氮化镓LED的光强。超亮度蓝光芯片是白光LED的核心，在这个发光芯片上抹上荧光磷，然后荧光磷通过吸收来自芯片上的蓝色光源再转化为白光，利用这种技术可制造出任何可见颜色的光，今天在LED市场上就能看到生产出来的新奇颜色，如浅绿色和粉红色。在2000年，前者做成的LED在红、橙区（λp=615nm）的光效达到100流明/瓦，而后者制成的LED在绿色区域（λp=530nm）的光效可以达到50流明/瓦。LED不仅能发射出纯紫外光而且能发射出真实的“黑色”紫外光，LED发展到底能走多远还不得而知，也许某天就能开发出能发X射线的LED。然而，LED的发展不单纯是它的颜色还有它的亮度，像计算机一样，遵守摩尔定律的发展，即每隔18个月它的亮度就会增加一倍，曾经暗淡的发光二极管现在真正预示着LED新时代的来临。1.3，LED照明的优点：1，节能.白光LED的能耗仅为白炽灯的1/10，节能灯的1/4。采用超高亮大功率LED光源，配合高效率电源，比传统白炽灯节电80%以上，相同功率下亮度是白炽灯的10倍；2，长寿.寿命可达5万小时以上,对普通家庭照明可谓“一劳永逸”.是传统钨丝灯的50倍以上。LED采用高可靠的先进封装工艺—共晶焊，充分保障LED的超长寿命；3，可以工作在高速状态.传统节能灯如果频繁的启动或关断灯丝就会发黑很快的坏掉.4，固态封装，属于冷光源类型。所以它很方便运输和安装，可以被装置在任何微型和封闭的设备中，不怕振动。5，LED技术正日新月异的在进步，它的发光效率正在取得惊人的突破，价格也在不断的降低。一个白光LED进入家庭的时代正在迅速到来。6，环保，LED灯泡的组装部件可以非常容易的拆装，不用厂家回收都可以通过其它人回收。不含铅、汞等污染元素，对环境没有任何污染；7，配光技术使LED点光源扩展为面光源，增大发光面，消除眩光，升华视觉效果，消除视觉疲劳；8，透镜与灯罩一体化设计。透镜同时具备聚光与防护作用，避免了光的重复浪费，让产品更加简洁美观1.3，LED照明的优点（续）：9,大功率LED平面集群封装，及散热器与灯座一体化设计。充分保障了LED散热要求及使用寿命，从根本上满足了LED灯具结构及造型的任意设计，极具LED灯具的鲜明特色；10,无频闪。纯直流工作，消除了传统光源频闪引起的视觉疲劳；11,耐冲击，抗雷力强，无紫外线（UV）和红外线（IR）辐射。无灯丝及玻璃外壳，没有传统灯管碎裂问题，对人体无伤害、无辐射。12,低热电压下工作，安全可靠。表面温度≤60℃（环境温度Ta=25℃时）；13,宽电压范围，全球通用。85V~265VAC全电压范围恒流，保证寿命及亮度不受电压波动影响；14,采用PWM恒流技术，效率高，热量低，恒流精度高；15,降低线路损耗，对电网无污染。功率因数≥0.9，谐波失真≤20%，EMI符合全球指标，降低了供电线路的电能损耗和避免了对电网的高频干扰污染；16,通用标准灯头，可直接替换现有卤素灯、白炽灯、荧光灯；17,发光效率可高达1001m/w，多种色温可选，显色指数高，显色性好；总结：很明显，只要LED灯的成本随led技术的不断提高而降低。节能灯及白炽灯必然会被LED灯泡所取代。目前国家越来越重视照明节能及环保问题，已经在大力推行使用LED灯泡了。1.4，LED照明的市场前景：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。欧美发达国家：美国，日本，欧洲，澳大利亚等各国政府都已经立法从2012年开始禁止白炽灯的生产。白炽灯的退市将留下巨大的市场空间，将来会是LED灯具和普通节能灯角逐的天下。中国：从2016年开始禁止白炽灯的生产，将白炽灯淘汰出市场。据了解，去年一年中国生产了900万支日光灯管。其中800万支用于出口，按照每支140元销售价格计算，出口销售额约合人民币112亿。LED产品出口同比增长27.3%。全球照明大厂飞利浦(Philips)认为，尽管于2008年LED占全球照明市场产值的比重约8%,但预计到了2020年，LED占所有照明产品比重将大幅成长至75%以上，而2015年将是LED照明超过传统光源市场的分水岭。1.5目前市场竞争态势：由于LED照明有其明显的优势，是未来照明的必然之路。因此很多国际巨头和以前的传统灯具制造商纷纷进入这个行业，以求获取更大更好的利润。下面简单介绍成品市场几家我们的竞争对手。国际巨头：各巨头由于自己有其传统的灯具在创造利润，所以他们目前只是以他们的技术优势切入市场，开发了一些LED产品，但是还没有大批量的投入市场。去年他们集体开了一个协调会议，但是还没有就LED的产品标准达成一致。其中飞利浦，欧司朗，通用是其中的三巨头，而日本的松下，夏普，东芝等实力也很强大。飞利浦（Philips）：荷兰公司，1891年成立。2010年第一季度，其照明销售价值已达18亿欧元，从去年12个月到2010年3月，其照明销售价值达69亿欧元。据此可推算他一年的销售额最少为80亿欧元，其中LED产品的贡献为10%，同比增长率为18%。那么就是说2010年，飞利浦公司从LED相关产品赢得了8亿欧元，约合72亿人民币。欧司朗（Osram）：德国公司，1906年成立，西门子公司的子公司，全球超过4万名员工。2007年全年销售额为50亿欧元，而来自LED的贡献为7亿欧元，合计人民币63亿人民币，占14%。是全球汽车车灯的最主要供应商，占23%的市场份额。通用（GE：GeneralElectric）:美国公司，1876年，托马斯·爱迪生创立了爱迪生电灯公司，是通用电气的前身。松下电工（Panasonic）：日本公司，1918年成立。2012年LED产品的销售目标是300亿日元，约合人民币25亿人民币。夏普（Sharp）：日本公司，1912年成立。未来两年的销售目标是500亿日元，约合人民币42亿。东芝（Toshiba）：日本公司，1875年成立，以生产白炽灯起家，现在已经停止生产白炽灯了，全面进军LED灯具。2015年的销售目标是3500亿日元，约合人民币将400亿。国内有影响力靠LED灯具起家的公司：勤上光电（上市公司，路灯为主，强大的政府关系），雷曼光电（上市公司，显示屏为主），洲明（准备上市，路灯为主），真明丽（香港上市公司），鸿利光电（上市公司）国内传统灯具制造商，现在也在做LED灯具的公司：佛山照明，雷士照明，欧普照明，TCL，史福特照明国内其他行业有影响力的公司：富士康，比亚迪照明，美的照明，创维照明1.6，公司的LED照明的初步发展方向：1，以欧美的中高端客户作为我们的目标客户群体，以超市，办公室，酒店，KTV，商铺等做为我们的最终使用场所。开发生产出来适合他们使用和销售的LED室内灯具。如LED日光灯，LED面板灯，LED球泡灯，LED射灯，PAR灯，LED横插灯，LED-H型灯等常规室内照明系列作为我们的基础性产品。2，把基础性产品作出自己的特点，如超级稳定，外观好看，包装漂亮，可替换电源，和其他公司的LED产品相比，更加的省电，安全性强等。3，再开发出一些具有自己特色的产品，树立公司形象，确立核心优势。如用在灾区或地下车库使用的可以在断电后照明12小时的LED日光灯，装饰用的七彩灯等。4，向金兰田的忠实客户推广我们有竞争力的产品。二，LED发光介绍：2.1，LED:中文名：发光二极管lightemittingdiode.2.2，LED发光原理：发光原理：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。LED结构图如下图所示发光二极管的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片，在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层，称为p-n结。在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。当它处于正向工作状态时(即两端加上正向电压)，电流从LED阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。2.3,白光LED发光原理：一种方式是蓝光LED发光二极管激发黄色荧光粉产生白光,另一种方式是紫外光LED激发RGB三波长萤光粉来产生白光。许多厂商主要从事白光LED的研究，通常都先从蓝光LED开始研发及量产，有了蓝光LED的技术之后再开始研发白光LED，然而目前最常用蓝光LED激发黄色萤光粉来产生白光，但是用蓝光LED来发白光的方式的发光效率仍然不足，许多厂商开始向另外一个方向就是往紫外光LED来发展，利用紫外光LED加RGB三波长萤光粉来达到白光的效果，其发光效率比蓝光好上许多。而紫外光LED加RGB三波长萤光粉的方法，则关键技术在高效率的荧光体合成法，也就是如何把荧光粉有效的附着在晶粒上的一项技术。日本日亚公司在此技术有专利和垄断。2.4：LED生产大公司介绍：国际知名品牌：科瑞CREE（美国），惠普（HP）（美国），日亚化学（Nichia）（日本），丰田合成（日本），大洋日酸（日本），东芝（日本）、昭和电工（SDK）（日本），Lumileds（本来是美国公司，现在被飞利浦收购），旭明（Smileds）（美国），Genelite（日本），欧司朗（Osram）（德国），GeLcore，首尔半导体（汉半）（韩国）等，普瑞（美国），韩国安萤（Epivalley）等。台湾品牌：晶元光电（Epistar）简称：ES、（联诠、元坤，连勇，国联），广镓光电（Huga），新世纪（GenesisPhotonics），华上（ArimaOptoelectronics）简称：AOC，泰谷光电（Tekcore），奇力，钜新，光宏，晶发，视创，洲磊，联胜（HPO），汉光（HL），光磊（ED），鼎元（Tyntek）简称：TK，曜富洲技TC，灿圆（FormosaEpitaxy），国通，联鼎，全新光电（VPEC），华兴（LedtechElectronics）、东贝（UnityOptoTec