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业务培训教材珠海商照光电科技有限公司Tel:0756-6299099Fax:0756-6299098定义：LED（LightingEmittingDiode）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，在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射，直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。LED照明产品就是利用LED作为光源制造出来的照明器具。标示符号：实体一、LED的定义F5圆形二、LED的种类食人鱼发光字模组1WLED光源二、LED的种类3WLED光源红光、黄光、蓝光，电压为：2.2-2.4V,电流为：700MA-750MA绿光、红外光。3.2-4.0V电流为：700MA-750MA二、LED的种类二、LED的种类二、LED的工作原理及特性1、LED发光原理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，如图1所示。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μm以内产生。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）式中Eg的单位为电子伏特（eV）。若能产生可见光（波长在380nm紫光～780nm红光），半导体材料的Eg应在3.26～1.63eV之间。比红光波长长的光为红外光。现在已有红、黄、绿、蓝、红外发光二极管，但其中蓝光二极管成本、价格很高，使用不普遍。二、LED的工作原理及特性2、LED的特性A．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。B．电参数的意义1）光谱分布和峰值波长：某一个发光二极管所发之光并非单一波长，其波长大体按图2所示。由图可见，该发光管所发之光中某一波长λ0的光强最大，该波长为峰值波长。2）发光强度IV：发光二极管的发光强度通常是指法线（对圆柱形发光管是指其轴线）方向上的发光强度。若在该方向上辐射强度为（1/683）W/sr时，则发光1坎德拉（符号为cd）。由于一般LED的发光二强度小，所以发光强度常用坎德拉(mcd)作单位。3）光谱半宽度Δλ:它表示发光管的光谱纯度.是指图3中1/2峰值光强所对应两波长之间隔.二、LED的工作原理及特性（4）半值角θ1/2和视角：θ1/2是指发光强度值为轴向强度值一半的方向与发光轴向（法向）的夹角。半值角的2倍为视角（或称半功率角）。3给出的二只不同型号发光二极管发光强度角分布的情况。中垂线（法线）AO的坐标为相对发光强度（即发光强度与最大发光强度的之比）。显然，法线方向上的相对发光强度为1，离开法线方向的角度越大，相对发光强度越小。由此图可以得到半值角或视角值。（5）正向工作电流If：它是指发光二极管正常发光时的正向电流值。在实际使用中应根据需要选择IF在0.6·IFm以下。6）正向工作电压VF：参数表中给出的工作电压是在给定的正向电流下得到的。一般是在IF=20mA时测得的。发光二极管正向工作电压VF在1.4～3V。在外界温度升高时，VF将下降。7）V-I特性：发光二极管的电压与电流的关系可用图4表示。在正向电压正小于某一值（叫阈值）时，电流极小，不发光。当电压超过某一值后，正向电流随电压迅速增加，发光。由V-I曲线可以得出发光管的正向电压，反向电流及反向电压等参数。正向的发光管反向漏电流IR10μA以下。1、体积小，高效，高节能：节能能源无污染即为环保。直流驱动，超低功耗（单管0.03-0.06瓦）电光功率转换接近100%，相同照明效果比传统光源节能80%以上。2、寿命长：LED光源有人称它为长寿灯，意为永不熄灭的灯。固体冷光源，环氧树脂封装，灯体内也没有松动的部分，不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点，使用寿命可达6万到10万小时，比传统光源寿命长10倍以上。3、有一致及稳定的颜色，多彩变幻：LED光源可利用红、绿、篮三基色原理，在计算机技术控制下使三种颜色具有256级灰度并任意混合，即可产生256×256×256＝16777216种颜色，形成不同光色的组合变化多端，实现丰富多彩的动态变化效果及各种图像。4、利环保：环保效益更佳，光谱中没有紫外线和红外线，既没有热量，也没有辐射，眩光小，而且废弃物可回收，没有污染不含汞元素，冷光源，可以安全触摸，属于典型的绿色照明光源。5、高新尖：与传统光源单调的发光效果相比，LED光源是低压微电子产品，成功融合了计算机技术、网络通信技术、图像处理技术、嵌入式控制技术等，所以亦是数字信息化产品，是半导体光电器件“高新尖”技术，具有在线编程，无限升级，灵活多变的特点。三、LED的优点1、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）2、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）3、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）4、光通量：光源每秒钟所发出的可见光量之总和。单位：流明（Lm）5、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）。6、显色性：光源对物体呈现的程度，也就是颜色的逼真程度。通常叫做显色指数单位：Ra。7、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。单位：开尔文（k）。8、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。9、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。10、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，由两个数字所组成，第一个数字代表灯具防尘、防止外物侵人的等级（分0-6级），第二个数字代表灯具防湿气、防水侵人的密封程度（分0-8级），数字越大表示其防护等级越高。四、LED照明术语1、指示信号（普通亮度）：家电、信息产品、通讯产品、消费性电子产品2、标志：高亮度AIAS（红、橙、黄光）大型看板、交通号志、背光源、汽车第三煞车灯3、照明用灯：LED护栏灯、LED轮廓灯、LED地砖灯、LED幕墙灯、LED显示屏、LED线条灯、LED水底灯、LED地埋灯、LED吸顶灯、LED灯杯、LED灯串、LED球泡。五、LED的应用范围护栏灯轮廓灯地砖灯幕墙灯显示屏线条灯水底灯地埋灯吸顶灯灯杯灯串球泡1、串联电路定义：把导体一个接一个地首尾依次连接起来，所组成的电路就为串联电路。2、串联电路表示方法：3、串联电路特点：A、串联电路的总电阻等于各段电路中电阻之和：R=R1+R2+R3+…+RnB、电路中各处的电流相等；I1=I2=I3=…=InC、电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和；U=U1+U2+U3+…+UnD、电路中消耗的总功率等于各个用电阻消耗的电功率之和P=I2RP=P1+P2+P3+…+Pn总之，串联电路中，各节点电流相等，总电压等于各节点电压之和。七、串并联电路4、并联电路定义：把导体一个接一个并接起来，所组成的电路就为串联电路。5、并联电路表示方法：6、并联电路特点：A．并联电路中各支路两端电压相等，即：U=U1=U2=……=Un2．并联电路总电流强度等于各支路电流强度之和,即：I=I1+I2+……+In3．并联电路总电阻倒数，等于各个导体的电阻倒数之和,即：1/R=1/R1+1/R2+……+1/RN4．分流作用：并联电路中通过各导体的电流强度跟它的电阻成反比U=I1R1=I2R2=……=InRn可见在并联电路中，电阻越小通过电流强度越大。5．并联电路功率分配：并联电路中各电阻消耗电功率跟它阻值成反比。P=U/RP1=U2/R1P2=U2/R2Pｎ=Uｎ/Rｎ可见在并联电路中，电阻越小消耗电功率越大。总之，并联电路中，各支路电压相等，总电流等于各之路电流之和。七、串并联电路7、串并联结合电路七、串并联电路U总=U1+U2+U3+……+UnU1U2U3UnI1I2I3InI总=I1+I2+I3+……+InP总=U总*I总LED开关电源采用当今开关电源技术中最先进的一种技术：PWM（脉冲宽度调节）控制方式的开关电源。其主要由五部分组成：1）电磁干扰抑制网络；2）输入整流滤波；3）PWM稳定电压（或电流）控制；4）开关能量转换；5）输出整流滤波。PWM开关稳定的基本工作原理就是在输入电压及外接负载变化的情况下，控制电路通过对控制信号与基准信号的差值进行闭环反馈，调节主电路开关器件导通的脉冲宽度，使得开关电源的输出电压或电流稳定（即相应恒压或恒流电源）。八、LED电源工作原理LED开关电源采用当今开关电源技术中最先进的一种技术：PWM（脉冲宽度调节）控制方式的开关电源。其主要由五部分组成：1）电磁干扰抑制网络；2）输入整流滤波；3）PWM稳定电压（或电流）控制；4）开关能量转换；5）输出整流滤波。PWM开关稳定的基本工作原理就是在输入电压及外接负载变化的情况下，控制电路通过对控制信号与基准信号的差值进行闭环反馈，调节主电路开关器件导通的脉冲宽度，使得开关电源的输出电压或电流稳定（即相应恒压或恒流电源）。八、LED电源工作原理EMC定义为设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中的任何设备的任何事物够成不能承受的电磁干扰的能力EMI为电磁干扰.总的来说,EMI是EMC其中的一部分,EMC整的称呼为电磁兼容.EMI(ElectroMagneticInterference)电磁干扰EMC(ElectromagneticCompatibility)电磁兼容EMC=EMI+EMSEMI包括传导、辐射、谐波等等。在深圳比较大的EMC试验室有华测（CTI）、信测、信华、华通威等。EMC是电磁兼容，它包括EMI(电磁干扰)和EMS（电磁抗干扰）。像美国的FCC只测EMI中的辐射和传导，不测EMS。有些国家EMI和EMS是分开测的，有些国家是一起像CCC认证CE认证。现在很多电器类产品做CE还要加测EMF，就是电磁波干扰，标准是EN-50336。八、EMC和EMI的区别