光电产品基本知识培训教材.doc

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光电产品基本知识培训材料是英文（发光二极管）缩写，它是半导体材料制成的组件，是一种新型的用微弱的电能就能发光的高效固体光源。常用照明术语光通量：单位流明，发光体每秒种所发出的光亮之总和。光强：单位坎德拉，发光体在特定方向单位立体角内所发射的光通量。照度：单位勒克斯，发光体照射在被照物体单位面积上的光通量²。亮度：单位坎德拉每平方米²，发光体在特定方向单位立体角单位面积内的光通量光效：单位每瓦流明，电光源将电能转化为光的能力，以发出的光通量除以耗电量来表示平均寿命：单位小时，指一批灯泡至的数量损坏时的小时数经济寿命：单位小时，在同时考虑灯泡的损坏以与光束输出衰减的状况下，其综合光束输出减至一特定的小时数。此比例用于室外的光源为百分之七十，用于室内的光源如日光灯则为百分之八十。频闪：电光源光通量随交流电电压周期变化而变化称为频闪，研究表明，频闪是引起近视和偏头痛的主要原因。的特性 .节能：被誉为“ 绿色照明 ” ，其发光效率达到，是白炽灯倍，钨丝灯的倍,荧光灯的倍； .光照效率高：光的方向性强，光的利用率高，光学部分做好了，光效可达以上； .使用寿命长：的寿命理论上可达万个小时 .环保：①、光的方向性强，利用率高，减少了光的漫射，也就减少了光的污染；②、光源为半导体材料，不含任何有害物质，因此安全、环保； .色彩丰富：光源的颜色几乎可以覆盖整个光谱 .可控性：这是有区别于其它光源的显著特性，利用控制系统进行各种控制； .反应速度快：这也是控制系统得以实现的关键。的主要特点是：寿命长、能耗低、显色度高、易维护、体积小、直流电驱动、驱动电压低、点亮速度快、无频闪、眩光少、耐震性佳、发热少、防爆（无高气压元件）等特性，是近年来全球最具发展前景的高新技术领域之一。的最主要优点是节能，目前发光效率已远高于其它所有光源，在照明领域显现出明显的节能效果，例如景观照明（替代霓虹灯）节能、交通信号灯（替代白炽灯）节能，道路照明（替代高压钠灯）节能。旭光大功率路灯主要特点目前白光功率型已进入稳定批量产业化阶段，发光效率可达到。旭光路灯采用当今最高亮度和高稳定性的芯片，结合旭光的封装技术, 达到了国际技术水准，具有以下主要特点： .独特的二次光学设计，可将取光效率达以上，在米高的情况下，形成40m 的矩形光场，且光分布非常均匀，完全能满足道路照明要求。 .整个灯具使用当今业已成熟的光效率最高的最先进的的列阵而成，每颗都具有一个独立的二次光学系统。 .低热阻的结构设计与良好的散热设计，保证了温升不会超过30℃，从而保证了的工作寿命。 .目前研制出的、、与大功率路灯比普通高压钠灯节约电量以上。路灯自动控制: 可根据不同时间段的需要设定不同的亮度，更加提高节能的效果。 . 驱动电源部分与灯具分开安装，降低了灯体的额外温升，并使维护方便。 . 与白光功率型研究已取得阶段性成果，即将进入批量产业化阶段。 . 在大功率路灯项目上已取得国家项发明专利，另有项发明专利、项发明和实用新型专利、项实用新型专利和项外观设计专利正在申报之中。大功率作为一门新兴固态照明光源，其实际应用时间不长，制造工艺复杂，导致目前主流的光源价格普遍较高，所形成的配套产品投资额相对传统光源还较大，虽号称为固态冷光源，但实质上是有热功耗的，而且非常害怕热量的聚集和累积效应，因此就需要考虑特殊的散热装置，这样给产品的成本等带来诸多不利因素，这也是导致目前该类产品没有进入大规模生产从而进一步快速替换传统光源阶段的根本原因之一。其实，经过我们多年的实际测试和实际应用案例证明，采用照明产品比采用传统照明产品在初始投资方面并不是人们想象的那样，综合因素考虑反而更省钱。综合起来，凡是好的设计，在确保产品寿命的基础上，在相对一个比较长的时间段内，逐步使用照明产品替代传统照明灯具是完全合理的，而且也是势在必行。光衰问题大功率与小功率从芯片贴装结构上完全不同，通常说的3MM，5MM都是小功率，其光衰特性类似。大功率通常指的是以为首的反装晶片式结构，这种工艺直接将从指示灯的地位推上了照明领域。常用光源光衰曲线灯节能控制模式时间点时间段时间段(小数）功率控制关灯总功率总节省功率偏光效应路灯项目关于偏光效应的路灯项目，是目前我公司路灯系列产品较为经典的一款，该项目经国家一级查新机构查新，属国内首创。由广州易测检验中心作出文件，列出其配光曲线，表明其偏光效应可更有利于路灯的投光设计，以减少光能浪费。尤其是纵向投光夹角高达度，可使路灯间距加大，减少使用方资金投入。此项目不失为一个具有高新技术含量的好项目。在当今市场竞争的形式下，有利于对外营销。偏光效应路灯项目属于“半导体发光二极管照明产品”的技术领域，是公司根据市场需求为依据，依靠本企业技术团队自主研发确立了本项目。其核心技术——偏光透镜已申报了国家发明专利（已进入公布程序，见专利公布卷号）。这种具有偏光效应的功率型路灯，在设计上实现了高光效、高均匀度的投光效果，而且纵向投光光束夹角中心向路面轴心偏移，可减少路面以外投光损失，以提高路灯的光照效应。本项目产品纵向投光光束夹角可达度、横向投光光束夹角度、纵向投光光束夹角中心偏移度。由于纵向投光光束夹角大，因而可使灯杆设计适度降低，增强路灯的照度，或拓宽两灯灯间距离、降低投资量，为国家节省资金。对城市道路照明灯具的技术进步以与节能减排、实施低碳经济均作出了贡献。光学的终端输出是这种新光源的技术焦点。开发现状：由于（发光二极管）高光效、高寿命的诸多技术优势，功率型路灯正以迅猛之势蓬勃发展，的光通量已从年前的上升到今天的,价位也大幅度回落，一些瓶颈技术，诸如散热技术、恒流源驱动技术、恒流驱动电源等也逐一得到解决。ＬＥＤ照明相关技术规范相继出台，国家也陆续颁布了各种奖励政策，从而使得功率型ＬＥＤ路灯得以广泛普与应用。旭光公司在取得２０余项有关ＬＥＤ照明技术专利的基础上，又研发出适用于功率型ＬＥＤ路灯的偏光透镜，与时申报了国家发明专利，并制作出模组式的光学透镜，与德国欧司朗公司、英国飞利浦公司达成了合作意向，旭光公司的偏光透镜模组与两大国际品牌的ＬＥＤ发光管相互优势结合，共同推向市场，从而使得功率型ＬＥＤ路灯的投光效果进一步提高。旭光公司开发出的新一代具有偏光效应的功率型ＬＥＤ路灯，与现有国内普遍沿用的对称型光学透镜所制作的路灯相比较，不仅提高了路面有效投光率，而且大大提高了投光夹角的角度，两灯灯间投光相互覆盖率高、消除了路面投光盲区，光效均匀度明显提高本申报项目研究开发的内容中，共涉与三方面，、灯壳与散热一体化结构 .恒流驱动电源的创新 .具有偏光效应的透镜模组。下面分别描述： . 关于灯壳与散热一体化的结构部分，它关乎着灯具的散热效果，我们公司经过反复多次的理论模拟与实践检测，得出了模块式散热所需求的材质导热性能、物理量、以与比表面积合理的技术参数，制作出了低热阻的结构设计，继之在散热器结构设计上又作了热流动方面的改进，有效的提高了的散热技术要求，从而使产品发光效率高，光衰比较小，有效的保证了产品的寿命。项目创新点：本项目属于在应用领域的技术创新。它突破以前业界普遍沿用的对称型双向聚光透镜制作功率型路灯技术模式，使得功率型路灯的投光效果得到显著改善，减少了传统路灯因技术局限投向路面以外的光能浪费，而且使路面光照均匀度进一步提高。由于本项目偏光透镜设计的纵向投光光束夹角的加大，从而使得灯杆的设计高度降低，降低工程投资成本，节约资金。在结构创新方面，本项目采用了灯壳与散热一体化的结构设计，减小了灯体体重，使的散热更加科学合理。在透镜与光源板扣合的边缘部分采用硅胶垫密封，使得防水性能达到的技术指标，从而省略了防水玻璃的传统工艺，减少了的光损，大大提高了路灯的实际光效，突显了本项目节能减排的技术进步。对于路灯，最为重要的是处理好一些关键技术：散热和光衰；品质的保障（所采用什么样的芯片、芯片尺寸、什么样的荧光粉和封装技术等相关信息）；电源和恒流驱动器寿命的保障；达到一个什么合理的马路照明效果—配光的要求（需要经过专业的二次光学处理）；户外抗击恶劣环境的要求（感应雷电、沙尘暴、盐雾腐蚀等）；产品的重量控制；控制系统的健全（该项很多公司目前未考虑），其他还比如产品外观结构的合理性，美观性等因素都必须要去考虑。只有先把的特性弄清楚以后，再对症下药的去开发产品，解决道路照明中的实际需要，也就是说只有完全完全掌握了的相关特性并具备一定设计开发实力的公司或人，才能够去做也才能够胜任这项工作任务。路灯，我这里一般分为，和系列为主，其中主要用于农村或者太阳能路灯上面，主要为庭院灯，为小区和二级道路照明为主，适用于快速干道，主要适用于高速路。这些款基本成为一个系列，其电路和结构均有相似之处。该系列路灯电路部分由以下几大部分组成：（交流转直流）电源适配器、（直流恒定电压转直流恒定电流）驱动模块、负载灯板、控制器单元（远程无线功能也在此集成）。结构件部分由以下几部分构成：外壳（包括压铸电源仓、上下盖板、挤压铝型材、边框盖板、装饰盖）套件、透镜、透镜支架、散热模组（包含散热器、塑料堵头）、面罩与螺丝。其电路工作过程为：电网交流强电，通过以后转换为稳定的直流电平和提供强有力的电流支持。该直流为恒压源，电流值相对较大，直流（恒压源）加载到恒流驱动电路单元，恒流电路单元可以输出恒定的电流，用于驱动后级模组。模组为多颗串并连构成。控制器单元与恒流驱动电路单元连接，所产生的控制器信号用于控制恒流模块所输出给的电流，用于调整的亮度等级众所周知，传统荧光灯管管内物质含汞（又名水银，属于剧毒物质，在自然界中无法自动降解），实际研究表明，每毫克的汞含量足以污染吨水，灯管损坏以后打碎抛掷到自然界，会随着雨水的冲刷浸入地下水资源，严重影响人类的健康。为造福人类社会，给子孙后代留下清洁的地球，我们必须从现在开始做起路灯与传统灯具光效性对比仅从发光效率数字字面去理解，目前的发光效率与高压钠灯的效率已相差不大。通常大功率目前普遍在(流明瓦)，高品质高压钠灯的效率在左右。但是，高压钠灯的光谱比较集中于黄颜色，它的色温比较低只有，而的色温比较高，可以有比较宽的范围，例如偏暖色温的左右，以与偏白光的甚至更高，其色温可以根据实际应用需要更换不同的就可以实现，变化较为灵活多变。另外，高压钠灯的光线几乎是度立体空间无指向性四处发光，有很大一部分无法达到路面，即使能够到达路面的，因为没有有效的二次光学折射处理，其光斑呈水滴形状，光斑比较集中，中间很亮，过度不均匀，而且容易形成灯杆之间的阴影区，甚至有很大一部分光照射到马路以外很远的地方造成光污染。还有，高压钠灯的显色指数差，只有到，感觉非常昏暗；而的显色指数高，可以达到，所以采用路灯的路面，感觉路面明亮，很舒适。从实际发光效果来看，反而可以比高压钠灯高出许多。的路灯完全可以取代的高压钠灯，或者多瓦的水银灯。可以挂在距离地面米或米高的杆上使用。的，其裸光源总光通量大约有左右，经过二次光学透镜后会有所损失，但由于其度平面内指向性发光，到达路面的光通量大约在流明，而路面的平均照度就可以达到以上，的高压钠灯的输出光通量大约为流明，但真正到达路面的光通却只有流明，路面照度大约为,由于显色系数的差别，照度在米高度的修正系数为倍，高压钠灯的修正系数为倍，所以的经过修正以后地面的照度大于，而高压钠灯的修正后的照度为，对比综合效果，路灯反而比高压钠灯更胜一筹。所以，的路灯可以取代的高压钠灯，节能至少倍。高压钠灯和路灯之间的整体比较在照明没有规模化大量进军整个商用以与民用市场的时候，目前市场上绝大多数道路照明依旧采用的是高压钠灯，而此类高压钠灯用于道路照明有以下优点和弊端： . 优点为：，色温低偏黄光，雨雾天气穿透力强。，功率可以做到比较大。，体积小，较轻，抗风能力强。，技术成熟，稳定可靠性较好。，灯具价格较为低廉。 . 缺点：，功耗大，电源效率低。例如通常标称的高压钠灯，其整体消耗功率实测一般在左右，电源效率只有。，显色指数低，通常只有左右，光线显得昏暗，颜色还原能力差；，亮度可控性差。对于高压钠灯而言，有专用升压电源给灯进行供电才能点亮，其亮度不能瞬态快速改变，在夜晚为了节约电能一般道路照明只能采取隔二亮一的方式降低功率消耗，但隔二亮一的方式会使得路面存在阴影区，忽明忽亮的现象，人们肉眼对某一种亮度的光线具有相对稳定的适应性，所以忽明忽暗的亮灯模式会产生一定的危险性，而且也不能满足《城市道路照明设计标准》道路照明环境比所提出的要求。，寿命短，维护成本高。，配光性差，水滴型光斑效果，使得很多无用光透射到马路以外很远的地方。最理想的光斑效果应该为矩形光斑，照亮马路以与两侧一定的范围（即蝙蝠翼配光曲线）。，功率大，线路铺设成本极高。由于功耗大，因此所采用的电源铜线线径比较粗，而路灯则可以用相对较细的铜线就可以满足同样的需要。，其他缺陷。为了便于更为清晰的看到传统高压钠灯与路灯之间的区别，我们针对这两者进行了相关比较。光源比较项目传统高压钠灯路灯说明配光性能差好前者为水滴型，后者为矩形（二次光学处理，蝙蝠翼配光曲线）路面照度均匀性差极好矩形光斑散热性能差优秀后者为积木散热模组设计电气性能易触电安全前者为高压，后者为低压供电使用寿命短（≤）极长（≥）为固态照明，理论寿命可达万小时工作电压范围窄（±）宽（± ）后者交流输入范围甚至可达到功耗极高极低启动速度很慢（分钟以上）极快（）后者无须预热亮度可控性不可以极好后者可以通过控制器和软件实现不同灰度等级的亮度频闪有（交流驱动）无（直流驱动）肉眼无法分辨出光效率低（＜）高（＞）显色性辨识性差（＜）好（＞）前者被照物体颜色不真实，使人，郁闷、催眠；后者被照物体颜色鲜艳、真实，使人倍感舒适色温色温太低（很黄或很橙，不舒适）色温合适（舒适）不良眩光眩光很强（刺眼）无不良眩光光污染强无前者无需照射的地方也会被强行照射发热严重（＞℃）低（＜℃）灯罩发黑容易（吸尘）不会后者具备防静电措施灯罩老化发黄很快不会抗震性能差好前者有玻璃易碎和灯丝易断，后者无玻璃和灯丝环境污染含铅等污染元素无维护成本高极低前者使用期限短，需要即时更换产品体积大小产品重量二者相当一次投入成本低高仅指灯具部分供电系统成本极高低性价比差高综合性能差优实例：高压钠灯与路灯进行单灯替换的比较高压钠灯与路灯适用效益对比分析（以一盏灯，寿命年计）项目光源高压钠灯路灯备注光源规格电线费用截面积 ××16mm ×× 按间距，盏灯，即线路计算单价￥￥数量（长度） 30m 30m 金额（小计）￥￥盏电缆支出金额合计￥￥变压器容量变压器与增容费￥电缆节约支出（合计）￥灯具单价（造价）￥￥盏灯具支出金额合计￥￥公里，盏灯具节约支出（合计）￥耗电量光源功率配电器损耗镇流器开关电源高压钠灯必须配备飞利浦电子整流器才能达到此标准，如果采用国产三乐电感整流器则达不到此标准综合线损国际标准变压器损耗的最低水平为无功补偿功率因数大于功率因数大于高压钠灯必须配备飞利浦电子整流器才能达到此标准，如果采用国产三乐电感整流器则达不到此标准灯具总功率节约电量和电费路灯节约功率盏节约用电盏天盏以每天工作计算节约用电盏年年节约电费盏功率因素以上统一用元度计算年总共节约用电￥年节约支出（小计）￥维护费用光源寿命年年高压钠灯寿命，寿命更换次数次次单价￥公里盏￥小计￥￥年光源成本节约合计￥配电器寿命镇流器年年更换次数次次单价￥单颗￥单颗公里盏￥￥年节约小计￥人工费工价￥盏￥盏次更换次数次次光源、电源更换公里盏年节约小计￥投资回报每年节省电缆费用￥变压器费用节省￥灯具节约费用￥每年节省电费￥每年节省维护费￥年净收益￥ 7 / 7

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