LED工程师必备知识.pdf

一一一一、LED是什么是什么是什么是什么?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。二二二二、LED为什么是为什么是为什么是为什么是*光源光源光源光源(绿色照明绿色照明绿色照明绿色照明)?答: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。*光源:固态芯片发光如LED。三三三三、LED的发光机理和工作原理有哪些的发光机理和工作原理有哪些的发光机理和工作原理有哪些的发光机理和工作原理有哪些?答:发光二极管是由-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*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。四四四四、LED有哪些光学特性有哪些光学特性有哪些光学特性有哪些光学特性?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。五五五五、LED有哪几种构成方式有哪几种构成方式有哪几种构成方式有哪几种构成方式?答ED 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。六六六六、各种颜色的发光波长是多少各种颜色的发光波长是多少各种颜色的发光波长是多少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；*590nm；橙色615nm；红色625nm；七七七七、LED有哪几种封装方式有哪几种封装方式有哪几种封装方式有哪几种封装方式?答:封装方式:1、引脚式（Lamp）LED封装。2、表面组装（贴片）式（SMTLED）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。八八八八、LED有哪几种分类方法有哪几种分类方法有哪几种分类方法有哪几种分类方法?答: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2mm、4.4mm、5mm、8mm、10mm及20mm等。国外通常把3mm的发光二极管记作T-1；把5mm的记作T-1（3/4）；把4.4mm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。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100mcd）；把发光强度在 10100mcd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。九九九九、LED的生产工艺步骤有哪些的生产工艺步骤有哪些的生产工艺步骤有哪些的生产工艺步骤有哪些?答:1.工艺：a)清洗：采用超声波清洗PCB或LED支架，并烘干。b)装架：在LED管芯（大圆片）底部电极备上银胶后进行扩张,将扩张后的管芯（大圆片）安置在刺晶台上，在显微镜下用刺晶笔将管芯一个一个安装在PCB或 LED支架相应的焊盘上，随后进行烧结使银胶固化。c)压焊：用铝丝或金丝焊机将电极连接到LED管芯上，以作电流注入的引线。LED直接安装在PCB上的，一般采用铝丝焊机。（制作白光TOP-LED需要金线焊机）d)封装：通过点胶，用环氧将LED管芯和焊线保护起来。在PCB板上点胶，对固化后胶体形状有严格要求，这直接关系到背光源成品的出光亮度。这道工序还将承担点荧光粉（白光LED）的任务。e)焊接：如果背光源是采用SMD-LED或其它已封装的LED，则在装配工艺之前，需要将LED焊接到PCB板上。f)切膜：用冲床模切背光源所需的各种扩散膜、反光膜等。g)装配：根据图纸要求，将背光源的各种材料手工安装正确的位置。h)测试：检查背光源光电参数及出光均匀性是否良好。1.LED的封装的任务 是将外引线连接到LED芯片的电极上，同时保护好LED芯片，并且起到提高光取出效率的作用。关键工序有装架、压焊、封装。2.LED封装形式 LED封装形式可以说是五花八门,主要根据不同的应用场合采用相应的外形尺寸,散热对策和出光效果。LED按封装形式分类有Lamp-LED、TOP-LED、Side-LED、SMD-LED、High-Power-LED等。3.LED封装工艺流程 4.封装工艺说明 01.芯片检验 镜检：材料表面是否有机械损伤及麻点麻坑（lockhill）芯片尺寸及电极大小是否符合工艺要求电极图案是否完整。02.扩片 由于LED芯片在划片后依然排列紧密间距很小（约0.1mm），不利于后工序的操作。我们采用扩片机对黏结芯片的膜进行扩张，是LED芯片的间距拉伸到约0.6mm.也可以采用手工扩张，但很容易造成芯片掉落浪费等不良问题。03.点胶 在LED支架的相应位置点上银胶或绝缘胶.（对于GaAs、SiC导电衬底，具有背面电极的红光、黄光、黄绿芯片，采用银胶。对于蓝宝石绝缘衬底的蓝光、绿光LED芯片，采用绝缘胶来固定芯片。）工艺难点在于点胶量的控制，在胶体高度、点胶位置均有详细的工艺要求。由于银胶和绝缘胶在贮存和使用均有严格的要求，银胶的醒料、搅拌、使用时间都是工艺上必须注意的事项。04.备胶 和点胶相反，备胶是用备胶机先把银胶涂在LED背面电极上，然后把背部带银胶的LED安装在LED支架上.备胶的效率远高于点胶，但不是所有产品均适用备胶工艺。05.手工刺片 将扩张后LED芯片（备胶或未备胶）安置在刺片台的夹具上，LED支架放在夹具底下，在显微镜下用针将LED芯片一个一个刺到相应的位置上。手工刺片和自动装架相比有一个好处，便于随时更换不同的芯片，适用于需要安装多种芯片的产品。06.自动装架 自动装架其实是结合了沾胶（点胶）和安装芯片两大步骤，先在LED支架上点上银胶（绝缘胶）,然后用真空吸嘴将LED芯片吸起移动位置,再安置在相应的支架位置上。自动装架在工艺上要熟悉设备操作编程，同时对设备的沾胶及安装精度进行调整。在吸嘴的选用上尽量选用胶木吸嘴，防止对LED芯片表面的损伤，特别是兰、绿色芯片必须用胶木的。因为钢嘴会划伤芯片表面的电流扩散层。07.烧结 烧结的目的是使银胶固化，烧结要求对温度进行监控，防止批次性不良.银胶烧结的温度一般控制在150，烧结时间2小时。根据实际情况可以调整到170，1小时.绝缘胶一般150，1小时。银胶烧结烘箱的必须按工艺要求隔2小时（或1小时）打开更换烧结的产品，中间不得随意打开.烧结烘箱不得再其他用途,防止污染。08.压焊 压焊的目的将电极引到LED芯片上，完成产品内外引线的连接工作。LED的压焊工艺有金丝球焊和铝丝压焊两种。右图是铝丝压焊的过程，先在LED芯片电极上压上第一点，再将铝丝拉到相应的支架上方，压上第二点后扯断铝丝。金丝球焊过程则在压第一点前先烧个球，其余过程类似。压焊是LED封装技术中的关键环节，工艺上主要需要监控的是压焊金丝（铝丝）拱丝形状，焊点形状，拉力。对压焊工艺的深入研究涉及到多方面的问题，如金（铝）丝材料、超声功率、压焊压力、劈刀（钢嘴）选用、劈刀（钢嘴）运动轨迹等等。（下图是同等条件下，两种不同的劈刀压出的焊点微观照片，两者在微观结构上存在差别，从而影响着产品质量。）我们在这里不再累述。09.点胶封装 LED的封装主要有点胶、灌封、模压三种.基本上工艺控制的难点是气泡、多缺料、黑点。设计上主要是对材料的选型，选用结合良好的环氧和支架。（一般的 LED无法通过气密性试验）如右图所示的TOP-LED和Side-LED适用点胶封装。手动点胶封装对操作水平要求很高（特别是白光LED），主要难点 是对点胶量的控制，因为环氧在使用过程中会变稠。白光LED的点胶还存在荧光粉沉淀导致出光色差的问题。010.灌胶封装 Lamp-LED的封装采用灌封的形式.灌封的过程是先在LED成型模腔内注入液态环氧，然后插入压焊好的LED支架，放入烘箱让环氧固化后，将LED从模腔中脱出即成型。十十十十、LED的基本照的基本照的基本照的基本照明术语有哪些明术语有哪些明术语有哪些明术语有哪些?答:常用照明术语光通量：符号：，单位：流明 Lm,说明：发光体每秒种所发出的光量之总和，即光通量。光强：符号:I，单位：坎德拉 cd，说明：发光体在特定方向单位立体角内所发射的光通量。照度：符号:E，单位：勒克斯 Lm/m2，说明：发光体照射在被照物体单位面积上的光通量。亮度：符号，单位：尼脱 cd/m2，说明：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 Lm/w，说明：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，说明：指一批灯泡至百分之五十的数量损坏时的小时数。经济寿命：单位：小时，说明：在同时考虑灯泡的损坏以及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。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。光源色温不同，光色也不同，色温在3300K以下有稳重的气氛，温暖的感觉；色温在3000-5000K为中间色温，有爽快的感觉；色温在5000K以上有冷的感觉。不同光源的不同光色组成最佳环境，如表：色温5000k:光色为清凉型（带蓝的白色）,冷的气氛效果；色温在3300-5000K：光色为 中间(白)，爽快的气氛效果；色温 白-蓝。色温的特性：1.在高纬度的地区,色温较高，所见到的颜色偏蓝。2.在低纬度的地区,色温较低，所见到的颜色偏红。()3.在一天之中，色温亦有变化，当太阳光斜射时,能量被(云层、空气)吸收较多,所以色温较低。当太阳光直射时,能量被吸收较少,所以色温较高。4.Windows 的 sRGB 色彩模型是以 6500 K 做为标准色温,以 D65 表示之。5.清晨的色温大约在 4400 K。6.高山上色温大约在 6000 K。不同光源环境的相关色温度光源色温 北方晴空 8000-8500k 阴天 6500-7500k 夏日正午阳光 5500k 金属卤化物灯 4000-4600k 下午日光 4000k 冷色营光灯 4000-5000k 高压汞灯 3450-3750k 暖色营光灯 2500-3000k 卤素灯 3000k 钨丝灯 2700k 高压钠灯 1950-2250k 蜡烛光 2000k 光源色温不同,光色也不同,色温在3300K以下有稳重的气氛,温暖的感觉；色温在3000-5000K为中间色温,有爽快的感觉；色温在5000K以上有冷的感觉。不同光源的不同光色组成最佳环境。如表:色 温光 色气氛效果 5000K：清凉(带蓝的白色)冷的气氛：3300-5000K 中间：(白)爽快的气氛 十四十四十四十四、现在世界上知名的现在世界上知名的现在世界上知名的现在世界上知名的LED光源品牌有哪些光源品牌有哪些光源品牌有哪些光源品牌有哪些？答:美国:CREE,LUMILED。日本:CIZITEN，NICHIA。德国:ORSAM等。十五十五十五十五、LED现有哪些知识产权现有哪些知识产权现有哪些知识产权现有哪些知识产权？答:科锐:大功率蓝光芯片,日亚:白光荧光粉技术。十六十六十六十六、什么是大功率什么是大功率什么是大功率什么是大功率LED灯具灯具灯具灯具？答:一种采用大功率LED作为光源的照明器具。十七十七十七十七、大功率大功率大功率大功率LED灯具与传统灯具相比有何的优势灯具与传统灯具相比有何的优势灯具与传统灯具相比有何的优势灯具与传统灯具相比有何的优势？答:1.高光效 2.高节能 3.光色多 4.安全性高 5.设计形状的多样性 6.寿命长 7.快速响应 8.灯具结构合理 9.利环保,环保效益更佳 10.高新尖。11.运行成本低 12.色温变化不大,小于100K,色温一致性好 13.流明维持率高,光衰慢,使用5000小时左右光衰不超过10%。十八十八十八十八、认为认为认为认为LED作为路灯来取代高压钠灯在技术上还不成熟的主要理由有几点作为路灯来取代高压钠灯在技术上还不成熟的主要理由有几点作为路灯来取代高压钠灯在技术上还不成熟的主要理由有几点作为路灯来取代高压钠灯在技术上还不成熟的主要理由有几点？1LED的发光效率无法和高压钠灯相比 2LED的照射过于集中，其照射的均匀度差 3LED路灯的长期光衰严重，寿命不长 4LED发光量不稳定（短期光衰），会随时间、季节变化 5LED路灯本身自重过重，不利于安装，防风。6LED路灯造价过高，无法普及。当然，所有这些都是根据国内很多试验线路的使用经验得出的。是有一定依据的。但是国内的试验线路的性能，能不能代表LED目前的状况是值得探讨的。十九十九十九十九、怎样克服怎样克服怎样克服怎样克服LED发光效率问题发光效率问题发光效率问题发光效率问题 目前来说，LED的发光效率从数字上来看的确不如高压钠灯。目前LED在6575流明/瓦，而高压钠灯可以达到125流明/瓦。但是，高压钠灯的光谱比较集中于*，它的色温比较低只有20002500oK，而LED的色温较高，可以达到35004500以上。另外高压钠灯的光线是向四处发射的，有很大一部分光无法到达路面。还有，高压钠灯的显色指数差，只有20到40，感觉昏暗；而LED的显色指数高，可以达到7580。所以路面明亮，感觉舒适。所以从实际的发光效果来看，LED反而可以比高压钠灯高出很多。瑞煌70W的LED可以取代250W的高压钠灯，或300W的水银灯。70W的LED，其输出光通量大约只有6250流明（经过二次光学设计，会有所损失），到达路面时的流明数仍为6000流明，而路面的平均照度可以达到16Lux（12m高杆）。250W高压钠灯的输出光通量为20,000流明。但到达路面的流明数就只有7000流明。路面的照度大约为3040Lux，由于显色系数的差别，LED的照度修正系数为2.35倍，高压钠灯的修正系数为0.94倍。所以70W的LED经过修正以后地面的照度为37.6Lux，而高压钠灯的修正后的照度为28.2-37.6。二者相当。所以，70W的LED可以取代250W的高压钠灯，LED可以节能近4倍。二十二十二十二十、瑞煌怎样克服瑞煌怎样克服瑞煌怎样克服瑞煌怎样克服LED照射均匀度问题照射均匀度问题照射均匀度问题照射均匀度问题？的确，如果不进行二次光学设计，LED的照射是比较集中，所以一定要进行二次光路设计，使其光强呈蝙蝠形。瑞煌再用自主创新的反光板、曲面镜和导光板的专利技术，这个问题是很容易解决的。二十一二十一二十一二十一、瑞煌怎样克服瑞煌怎样克服瑞煌怎样克服瑞煌怎样克服LEDLEDLEDLED的光衰问题的光衰问题的光衰问题的光衰问题？现在有的商家，为了降低成本，就采用几百只5的小功率LED。然而这种小功率的LED的光衰是非常严重的，按照其光衰至80的寿命只有1000小时。所以，作为需要长期使用的路灯是绝对不能允许采用这种小功率LED的。作为大功率LED，其光衰就要好很多。然而国内不少厂家也还是只能做到10000小时下降10，远远不能满足使用要求。实际上，LED寿命问题主要是由于长期在高温下工作而形成的问题。当结温从115提高到135，就会使寿命从50,000小时降低到20,000小时。目前来说，在LED的发光效率还没有提高到极高的程度，还只能尽量改善其散热来延长LED的寿命。瑞煌的采用自主研发散热技术来散热已经很好地解决了这个问题，可以把LED的结温降低到50以下，这就大大地提高了LED灯具的使用寿命。他们经过了3年实际测试表明，在每天工作12小时，其光衰小于3。预计在工作十年以后，其光衰只有10，这就基本上解决了寿命的问题。二十二二十二二十二二十二、瑞煌瑞煌瑞煌瑞煌LEDLEDLEDLED发光量的稳定问题发光量的稳定问题发光量的稳定问题发光量的稳定问题 这个问题实际上是由电源放电的降压和LED的温度特性造成。通常蓄电池的放电过程大约有10以上的压降。对于一个1W的LED，假如正向电压从3.4变到3.1V，其正向电流将会从350mA降低至100mA。即改变250mA。其输出光通量将会降低60左右。此外，通常LED的伏安特性具有负温度系数，大约为2mV/。如果环境温度变化50，那么正向电压就有可能变化0.1V。对于一个1W的LED，其正向电流就有可能变化100mA,即从350mA降低至250mA。而其发光量也会降低20。相当于随温度变化的光衰。为了彻底解决这个问题，就必须要采用恒流芯片来保持LED的正向电流不变。瑞煌采用一种恒流控制芯片，它可以在不论是由温度变化还是由电池放电所引起的电压变化情况下，保持LED的正向电流在3以内。也就是可以保持其短期光衰在3以内。二十三二十三二十三二十三、LEDLEDLEDLED灯具的自重问题灯具的自重问题灯具的自重问题灯具的自重问题 的确，目前，大部分厂商所生产的LED灯具，其自重极重，通常都超过10公斤。这样大的自重往往会使灯杆不胜负荷，降低了其抗风能力。这主要是由于采用了巨大的散热器而造成的。同样采用瑞煌自主散热技术，就可以大大减轻其重量。公司所生产的100W的LED灯具，其自重只有5.5公斤。而能够完全取代250瓦的高压钠灯。因为其自重很轻，所以可以采用12m高杆，因为采用蝙蝠形的二次光路，其照射范围可以达到66m。二十四二十四二十四二十四、LEDLEDLEDLED灯具的造价问题灯具的造价问题灯具的造价问题灯具的造价问题 目前由于LED本身的单价比较高，所以整个LED的成本比较贵。但是，由于LED在技术上的进步很快。其成本降低也很快。现在1W的LED单价大约在8元人民币左右，100个也只不过800元。整个灯具的单价会在3000元左右。而太阳能灯具的单价也可以控制在4500元左右。其实对于LED灯具，不应该只考虑其单个灯具的单价，而应该考虑其整条线路的工程投资，不应该只考虑其初始投资，而应该考虑其营运投资。假如采用LED路灯，那么其每年的节省远远超过其初始投资。下面举一个例子来说明：假定普通高压钠灯每个单价为1500元，而100瓦LED灯具每个单价3,500元。假定其照射范围可以达到66米。那么对于3公里、5公里和10公里这三种不同的距离，我们来比较一下它们的初始投资（灯具），架设成本（只考虑电缆，还没有考虑变压器）和营运成本（电费）。五年下来，采用LED路灯，可以节省总开支分别为1.78万、33.4万、和246万元。其节省是十分可观的。二十五二十五二十五二十五、LEDLEDLEDLED发展中要攻克的主要问题发展中要攻克的主要问题发展中要攻克的主要问题发展中要攻克的主要问题 LED进入照明领域是新生事物，具有划时代的意义。但是，与任何新技术一样，LED还存在一些急需完善的方面。、研发led高功率点光源 国际上，、等大公司都有双端的球形产品，这是目前世界上最先进的大功率光源，特别是公司基于这种光源的体育场馆灯具，灯具效率和配光曲线非常优秀。尽管LED有很多独特的优势，但目前这方面却是空白。高功率密度的点状光源对用于半导体发光原理的LED可能是一个很大的技术难点。、发展高效率、高功率因数、价优的紧凑型模块化LED电源 LED供电简便，既可直流供电，又可脉冲供电。没有和高压霓虹灯的一系列麻烦。目前，低效率的供电系统，拖了LED的后腿，节能水平大打折扣。开关电源从年代的的标准到目前已达到以上的软开关技术，问题关键在于如何做到质优价廉。、发展新型LED混光、混色技术 lLED光源，单位体积很小，在很多场合明显是优点，但有时又是缺点。如：在LED平面型光源上，通常出现点状光斑以及混色不均匀现象。目前，混光、混色存在的问题是：混光、混色的均匀水平与透光率的矛盾。这个问题也是阻碍LED发展的因素，主要是材料的原因，急待攻克，对LED景观灯具实用性有很重要的意义。LED进入照明领域，是照明技术的*性飞跃。LED对绿色照明发展的历史性贡献，将丝豪不逊于从电子管时代到晶体管时代的飞跃，即使评价为如同晶体管跨越到大规模集成电路的巨变一样，也毫不夸张。在景观照明方面，LED有着更为独特的优势，可以深信，LED景观灯具将沿着多学科交叉融合的大道，朝着艺术化、智能化、柔性化的方向快速发展。LED正孕育着无限商机。二十六二十六二十六二十六、大功率大功率大功率大功率LEDLEDLEDLED灯具如何散热的灯具如何散热的灯具如何散热的灯具如何散热的？答:采用铝基板热把LED光源产生的热量传导到散热器上,再利用散热器的面积进行热辐射散热和空气空冷散热。二十七二十七二十七二十七、LEDLEDLEDLED为何节能为何节能为何节能为何节能？答:高亮度单色光的LED已经在市场上取得了进展.尽管它们与传统的灯泡相比更加昂贵，但是它们的优点完全可以抵消其较高的价格，即它具有更高的性价比。首先，一个红色LED发光达到某个亮度时所需消耗的能量是15瓦，而传统的灯泡要达到同等量度则要消耗高达150瓦的能量；另外据科学家们测定，LED通电发光时，有10%的电能可以转化成光能，而白炽灯泡的转化效率只有7-8%，由此可见，要达到同等的照明效果，LED灯比白炽灯节能是显而易见的了。二十八二十八二十八二十八、LEDLEDLEDLED为何寿命长为何寿命长为何寿命长为何寿命长？答:白炽灯的发光机理是电能将发光钨丝进行加热而发光的，经过相当长时间的加热，钨丝就会老化甚至烧断，至此，白炽灯泡的寿命也就此告终了，而发光二极管的发光机理是由二极管特殊的组成结构决定的，二极管主要由PN结晶片、电极和光学系统组成，当在电极上加上正向偏压之后，使电子和空*分别注入P区和N区，当非平衡少数载流子和多数载流子复合时，就会以辐射光子的形式将多余的能量转化为光能。其发光过程包括三个部分：正向偏压下的载流子注入、复合辐射和光能传输。由此可见二极管主要是靠载流子的不断移动而发光的，不存在老化和烧断的现象，其特殊的发光机理决定了它的发光寿命长达5-10万个小时。LED照明灯具我们必须认识到，单个或多个白光LED与用作照明光源的灯具的概念是有差异的。到目前，国内外所研发和生产的白光LED还远不能达到照明光源的要求。我们应该利用和发挥我国在发展各类小型紧凑型荧光灯在世界所处的优势和先进技术，抓住机遇，在发展新固体光源中有所作为。白光LED在实现照明光源的灯具所面临的一些重大问题与紧凑型荧光灯曾面临已解决或正在解决的问题相似。1、灯具中安装的AC-DC转换电路应适应LED电流驱动的特点。这个电源既要有供LED所需的接近恒流的正向电流输出，又要有高的转换率，以保证LED安全可靠工作，当然还要注意成本。2、LED灯具可靠性 影响灯具可靠性的因素主要是LED器件和上述电气元器件。我司所用的LED光源为世界一流厂商的，电器配件的主要元器件为欧美厂商的。3、灯具散热 单个LED导热的克服，并不等于照明光源灯具散热的解决，随着大功率、大尺寸、高亮度芯片发展，LED器件和灯具的散热必须解决。我司大功率LED灯具采用自主研发具有发明专利的散热器散热。4、灯具光色的均匀性和光学系统 由于小小的LED特殊结构导致的光特性不像白炽灯泡和荧光灯那样,存在白光光色的不均匀性问题。组合成照明灯具后,光色的均匀性又如何？由若干LED组合成的“二次光源”的配光分布及构成LED灯具的光学系统如何满足照明光源要求是一个复杂的系统工程，这是需要认真考虑和解决的。二十九二十九二十九二十九、现阶段大功率现阶段大功率现阶段大功率现阶段大功率LEDLEDLEDLED的流明数为多少的流明数为多少的流明数为多少的流明数为多少？答:现市场上常用单颗大功率LED为60-70LM/W,有的国外厂商做到100LM/W以上。三十三十三十三十、影响大功率影响大功率影响大功率影响大功率LEDLEDLEDLED灯具的使用寿命的关键因素有哪些灯具的使用寿命的关键因素有哪些灯具的使用寿命的关键因素有哪些灯具的使用寿命的关键因素有哪些？答:1.开关电源的使用寿命；2.LED光源本身的光衰和散热结构组成；3.整个大功率LED灯具的散热结构设计。三十一三十一三十一三十一、大功率大功率大功率大功率LEDLEDLEDLED灯具有多长的使用寿命灯具有多长的使用寿命灯具有多长的使用寿命灯具有多长的使用寿命？答:根据LED的HATIZ定理ED工作温度为25以下时,使用寿命为10万个小时,25-50时,使用寿命为5万个小时,50-75时,使用寿命为2万个小时,75-100 时,使用寿命为1万个小时,100-125时,使用寿命为5千个小时,125-150时,使用寿命为2千个小时.故影响大功率LED灯具的使用寿命关键在于是否很好地解决了其散热问题。三十二三十二三十二三十二、什么是什么是什么是什么是LEDLEDLEDLED的结温的结温的结温的结温？LED的基本结构是一个半导体的PN结。实验指出，当电流流过LED元件时，PN结的温度将上升，严格意义上说，就把PN结区的温度定义为LED的结温。通常由于元件芯片均具有很小的尺寸，因此我们也可把LED芯片的温度视之为结温。发光二极管（LED）由于其亮度高、功耗低、寿命长、可靠性高、易驱动、节能、环保等特点，已被广泛应用于交通、广告和仪器仪表的显示中，现已在特殊照明中获得应用12，并将成为普通照明中的主要光源3。目前世界上生产和使用LED 呈现急速上升的趋势，但是LED存在发热现象，随着LED的工作时间和工作电流的增加，其发光强度和光通量会下降，寿命降低，对白光还会导致激发效率的下降4，这主要是由于LED结温升高导致的。2002年Hong et al.5研究结果表明，AlGaInP红色LEDs的峰值波长的偏移与结温的变化存在线性关系。对于白光LED，随着结温的增加，LED发出黄光和蓝光的强度以不同的速率下降,白光LED的总能量和蓝光能量比率（W/B）与结温存在关系。三十三三十三三十三三十三、产生产生产生产生LEDLEDLEDLED结温的原因有哪些结温的原因有哪些结温的原因有哪些结温的原因有哪些？在LED工作时，可存在以下五种情况促使结温不同程度的上升：a、元件不良的电极结构，视窗层衬底或结区的材料以及导电银胶等均存在一定的电阻值，这些电阻相互垒加，构成LED元件的串联电阻。当电流流过PN结时，同时也会流过这些电阻，从而产生焦耳热，引致芯片温度或结温的升高。b、由于PN结不可能极端完美，元件的注人效率不会达到100，也即是说，在LED工作时除P区向N区注入电荷(空*)外，N区也会向P区注人电荷(电子)，一般情况下，后一类的电荷注人不会产生光电效应，而以发热的形式消耗掉了。即使有用的那部分注入电荷，也不会全部变成光，有一部分与结区的杂质或缺陷相结合，最终也会变成热。c、实践证明，出光效率的*是导致LED结温升高的主要原因。目前，先进的材料生长与元件制造工艺已能使LED极大多数输入电能转换成光辐射能，然而由于LED芯片材料与周围介质相比，具有大得多的折射係数，致使芯片内部产生的极大部分光子(90)无法顺利地溢出介面，而在芯片与介质介面产生全反射，返回芯片内部并通过多次内部反射最终被芯片材料或衬底吸收，并以晶格振动的形式变成热，促使结温升高。d、显然，LED元件的热散失能力是决定结温高低的又一个关键条件。散热能力强时，结温下降，反之，散热能力差时结温将上升。由于环氧胶是低热导材料，因此PN结处产生的热量很难通过透明环氧向上散发到环境中去，大部分热量通过衬底、银浆、管壳、环氧粘接层，PCB与热沉向下发散。显然，相关材料的导热能力将直接影响元件的热散失效率。一个普通型的LED，从PN结区到环境温度的总热阻在300到600w之间，对于一个具有良好结构的功率型LED元件，其总热阻约为15到30w。巨大的热阻差异表明普通型LED元件只能在很小的输入功率条件下，才能正常地工作，而功率型元件的耗散功率可大到瓦级甚至更高。三十四三十四三十四三十四、降低降低降低降低LEDLEDLEDLED结温的途径有哪些结温的途径有哪些结温的途径有哪些结温的途径有哪些？a、减少LED本身的热阻；b、良好的二次散热机构；c、减少LED与二次散热机构安装介面之间的热阻；d、控制额定输入功率;e、降低环境温度 LED的输入功率是元件热效应的唯一来源，能量的一部分变成了辐射光能，其余部分最终均变成了热，从而抬升了元件的温度。显然，减小LED温升效应的主要方法，一是设法提高元件的电光转换效率（又称外量子效率），使尽可能多的输入功率转变成光能，另一个重要的途径是设法提高元件的热散失能力，使结温产生的热，通过各种途径散发到周围环境中去。三十五三十五三十五三十五、国产国产国产国产LEDLEDLEDLED芯片与国外知名厂商的芯片与国外知名厂商的芯片与国外知名厂商的芯片与国外知名厂商的LEDLEDLEDLED芯片有何区别芯片有何区别芯片有何区别芯片有何区别？答:1.国内在芯片结构和电路的制作、封装的工艺水平比较低,制作比较粗糙。2.晶片进行切割形成芯片时的精度不够。3.芯片封装选材比较差,封装成品率和可靠性比较差。三十六三十六三十六三十六、大功率大功率大功率大功率LEDLEDLEDLED灯具现有哪几种散热方式灯具现有哪几种散热方式灯具现有哪几种散热方式灯具现有哪几种散热方式？答:1.热辐射,2.热传导,3.热对流4.自然空冷。三十七三十七三十七三十七、大功率大功率大功率大功率LEDLEDLEDLED灯具的电源有哪几种灯具的电源有哪几种灯具的电源有哪几种灯具的电源有哪几种？答:a、按工作原理分:1.AC TO DC.2.AC TO DC,DC TO DC.3.逆变电源。b、按是否隔离:分隔离和非隔离。c、LED电源按驱动方式:恒流式和稳压式。d、LED电源按电路结构:1.常规变压器降压。2.电子变压器降压。3.电容降压。4.电阻降压。5.RCC降压式开关电源。6.PWM控制式开关电源。三十八三十八三十八三十八、大功率大功率大功率大功率LEDLEDLEDLED灯具有哪几种恒流供电方式灯具有哪几种恒流供电方式灯具有哪几种恒流供电方式灯具有哪几种恒流供电方式?答:1.串联供电,2.并联供电,3.串并联,4.多管芯组合在一起。三十九三十九三十九三十九、大功率大功率大功率大功率LEDLEDLEDLED灯具里的光源有哪几种联接方式灯具里的光源有哪几种联接方式灯具里的光源有哪几种联接方式灯具里的光源有哪几种联接方式？答:1.并联；2.串联；3.串并联；4.SIP集成。四十四十四十四十、太阳能电池板有那几种类别太阳能电池板有那几种类别太阳能电池板有那几种类别太阳能电池板有那几种类别？答:非晶硅,单晶硅,多晶硅,纳米晶材料,高分子材料。四十一、在便携LED灯具里有那几种常用的蓄电池类型？答:铅酸电池,锰酸铁锂电池,磷酸铁锂电池,锂电池,镍氢电池,镍镉电池,水银电池,碳锌电池,锂离子电池,碱锰电池,太阳能电池。四十二四十二四十二四十二、ROHSROHSROHSROHS包含那几种重金属元素不能超标包含那几种重金属元素不能超标包含那几种重金属元素不能超标包含那几种重金属元素不能超标？答:1.水银（汞）2.铅 3.镉 4.铬（六价）5.多溴联苯（PBB）6.多溴二苯醚（PBDE）四十三四十三四十三四十三、灯具灯具灯具灯具EMCEMCEMCEMC和和和和LVDLVDLVDLVD的各自包含的范围的各自包含的范围的各自包含的范围的各自包含的范围？答:灯具里的EMC为电磁兼容指令,包括空间辐射和磁场辐射、传导、谐波。LVD为灯具低电压指令，具体为电气安全性能测试。灯具功率大于75W的检测标准为CLASS D,25-75W的为CLASS C,5-25W的为CLASS B,5W以下的为CLASS A.灯具的功率越大其检测标准越严。四十四四十四四十四四十四、大功率大功率大功率大功率LEDLEDLEDLED灯具现一般用于哪些领域灯具现一般用于哪些领域灯具现一般用于哪些领域灯具现一般用于哪些领域？答:1.景观夜景照明；2.普通照明；3.车灯；4.装饰照明；5.特种照明；6.交通照明。四十五四十五四十五四十五、大功率大功率大功率大功率LEDLEDLEDLED灯具一般的承受温度范围灯具一般的承受温度范围灯具一般的承受温度范围灯具一般的承受温度范围？答:因大功率LED灯具的光源的结点温度一般为125,环境温度一般为25,再除去光源热阻产生的温度,即:125=25+8*单颗瓦数*K+散热器温度。故大功率LED灯具的温度不应超过75。四十六四十六四十六四十六、大功率大功率大功率大功率LEDLEDLEDLED灯具发出的光能使人兴奋吗灯具发出的光能使人兴奋吗灯具发出的光能使人兴奋吗灯具发出的光能使人兴奋吗？答:在运动场所使用大功率LED泛光灯可使场所的光线更均匀柔和，同时又是冷光源，不会给人以闷热感，极佳的色彩还原性有利于电视的传播和记者拍照，另灯具可发出一定波长的光线，有利于促进运动员的兴奋感给他舒筋活血，使之更好地创造好成绩。同时产品节能环保使用寿命长，免维护，这也给运动管理部门带来经济效益和维护方面的便利。四十七四十七四十七四十七、电光源有哪几种分类方法和各自区别电光源有哪几种分类方法和各自区别电光源有哪几种分类方法和各自区别电光源有哪几种分类方法和各自区别？答:一）、电光源的发光方法(发光机理)：1.电阻发光；2.电弧发光；3.气体发光；4.荧光粉发光；5.固态芯片发光。二)、电光源的起动方式:1.电压自适应；2.辅助触发型。四十八四十八四十八四十八、灯具有那几种分类方法和各自区别灯具有那几种分类方法和各自区别灯具有那几种分类方法和各自区别灯具有那几种分类方法和各自区别？答：一).按防触电类型分:0类，1类，2类，3类；二).按IP等级分类；三).按支承面材料分类:可难和非可难；四).按是否可移动分:固定式,移动式,嵌入式。四十九四十九四十九四十九、请阐述大功率请阐述大功率请阐述大功率请阐述大功率LEDLEDLEDLED筒灯筒灯筒灯筒灯,射灯射灯射灯射灯,泛光灯泛光灯泛光灯泛光灯,投光灯的各自区别投光灯的各自区别投光灯的各自区别投光灯的各自区别？答：筒灯：是一种相对于普通明装的灯具更具有聚光性的灯具，一般是用于普通照明或辅助照明。射灯：是一种高度聚光的灯具，它的光线照射是具有可指定特定目标的。泛光灯：是一种可以向四面