LED照明设计基础与技术应用文摘

LED发射的彩光（发射波长）在正向电流、工作电压和环境温度变化时能相对保持恒定。标准绿光LED的发射波长为565nm左右，公差只有25nm。因其色差是很小的，几个这样的LED可以并联工作，如图1.10b所示。正向电压的正常变化会导致光强略有变化，但这种差别也是较小的。通常，可以忽略来自同一厂家和同一批号的LED的差别。

在正向电流接近10mA时，正向电压随正向电流有小的变化，红光LED的变化大约为200mY，其他LED的变化为400mV左右。在正向电流低于10mA时，红光LED的正向电压比蓝光或白光LED小很多，这样可直接用Li+电池或3节NiMH电池为它们供电。因此，使标准LED工作的供电成本是比较低的。

③热性能：照明用LED发光效率和功率的提高是当前LED产业发展的关键问题之一，与此同时，LED的PN结温度及壳体散热问题显得尤为重要，一般用热阻、壳体温度、结温等参数表示。

④辐射安全：目前，国际电工委员会IEC将LED产品等同于半导体激光器的要求进行辐射的安全测试和论证。因LED是窄光束、高亮度的发光器件，考虑到其辐射可能危害人眼视网膜，因此，对于在不同场合应用的LED，国际标准规定了其有效辐射的限值要求和测试方法。目前在欧盟和美国，照明LED产品的辐射安全作为一项强制性的安全要求执行。

⑤可靠性和寿命：可靠性指标是衡量LED在各种环境中正常工作的能力。在液晶背光源和大屏幕显示中特别重要。寿命是评价LED产品可用周期的质量指标，通常用有效寿命或终了寿命表示。在照明应用中，有效寿命是指LED在额定功率条件下，光通量衰减到初始值的规定百分比时所持续的时间。

4.LED的发光效率

（1）内部效率和外部效率

发光效率是光通量与电功率之比。LED的效率有内部效率（PN结附近由电能转化成光能的效率）与外部效率（辐射到外部的效率）之分，内部效率只是用来分析和评价芯片优劣的特性。LED最重要的特性是辐射出光能量（发光量）与输入电能之比，即发光效率。发光效率代表了光源的节能特性，这是衡量现代光源性能的一个重要指标。

第1章LED基础知识

1.1LED的基本概述

1.1.1LED照明技术的发展

1.1.2LED的技术特性与参数

1.1.3LED及其产品的种类

1.1.4白光LED的原理与光电特性

1.2LED芯片的基本概述

1.2.1LED芯片的结构与类型

1.2.2LED芯片的新技术

1.3LED外延片的选择要点及相关参数

1.3.1LED外延片的作用及选择要点

1.3.2外延片的相关参数

第2章光与照明的基础知识

2.1光与电光源

2.1.1光的基础知识与基本度量

2.1.2常用的电光源及其分类

2.1.3照明电器附件

2.1.4灯具

2.2光与视觉效果

2.2.1视觉

2.2.2光视效能

2.2.3视觉适应

2.2.4可见度与眩光

2.2.5照度及其均匀度

2.2.6亮度与光色舒适度

第3章LED技术与应用

3.1LED驱动技术

3.1.1LED驱动

3.1.2LED驱动的技术方案

3.1.3LED驱动器的选配要求与技巧

3.1.4典型LED的选配应用

3.2LED使用的技术

3.2.1LED的封装技术

3.2.2LED安装与焊接技术

3.3LED照明设计技术

3.3.1LED照明设计的一般步骤

3.3.2LED灯具的设计技术

3.3.3LED照明设计需要注意的技术细节

第4章LED射灯的设计与应用

4.1MR16灯杯的设计

4.1.1MR16灯杯

4.1.2MR16驱动的设计

4.1.3MR16灯杯3×1W的组装

4.2E27/GU103W射灯的设计

4.2.1E27/GU103W驱动的设计

4.2.2E27/GU103W射灯的组装

4.3PARLED灯的设计

4.3.1PARLED灯

4.3.25W/7WPAR30LED的组装

4.3.312WPAR38LED的设计

4.4球泡灯的设计

4.4.1球泡灯

4.4.2球泡灯的设计

4.5LED灯杯的设计

4.5.1财神灯的设计

4.5.224/60颗LED的白色节能灯的设计

第5章LED路灯的设计与应用

5.1LED路灯的基础知识

5.1.1道路照明的设计原则

5.1.2LED路灯的二次光学设计

5.1.3LED路灯的灯具及散热设计

5.1.4LED路灯驱动器与电源配置

5.2LED路灯的设计

5.2.1LED路灯的技术优势

5.2.2LED路灯的设计与组装

5.3LED路灯应用的实例

5.3.1LED用于城市主干道路灯的实例

5.3.2LED用于城市次干道路灯的实例

第6章LED城市景观照明的设计与应用

6.1LED城市景观照明的基础知识

6.1.1城市灯光环境与景观照明

6.1.2景观照明方案设计

6.1.3LED照明技术在景观照明中的应用

6.2不同场合的景观照明的设计与组装

6.2.1LED护栏灯（管）的设计与组装

6.2.2LED埋地灯的设计与组装

6.2.3LED洗墙灯的设计与组装

6.2.4LED数码管的设计与组装

6.3LED城市景观照明的应用

6.3.1LED草坪灯的应用

6.3.2LED投光灯的应用

第7章LED广告灯光的设计与应用

7.1LED广告灯光的种类

7.1.1LED广告灯箱

7.1.2LED广告字

7.1.3LED灯带

7.2LED控制系统

7.2.1LED控制系统功能分类

7.2.2LED控制系统的结构与组成

7.3LED广告灯光设计的实例

7.3.1LED彩虹管的应用实例

7.3.2LED星星灯串的应用实例

7.3.3室内LED条屏的制作与组装

第8章LED台灯、日光的设计与应用

8.1LED台灯的设计

8.1.1LED台灯的方案设计

8.1.2触控开关芯片

8.1.3触摸开关LED台灯的设计

8.2LED荧光灯的设计

8.2.1LED荧光灯

8.2.2LEDT8管驱动的设计

8.2.3LED荧光灯T8管的组装

8.2.4LED荧光灯的选择要点

第9章LED安装与施工

9.1LED的室内安装与施工

9.1.1小功率灯泡的电气连接

9.1.2大功率LED单元灯的电气连接

9.1.3LED熔丝灯串的安装

9.1.4柔性PCB背光源的安装

9.1.5室内安装的注意事项

9.2LED的户外安装与施工

9.2.1安装作业安全常识

9.2.2连接件的安装

9.2.3配电装置的安装

附录

参考文献

《LED照明设计基础与技术应用》以市场上常见的LED产品为例，从其性能参数、特点为起点，一一讲述该产品的设计方案、组装步骤等，并给出了大量LED照明灯具与其驱动电路，将工程施工的步骤及方法和注意事项等内容纷纷纳入其中，还配以诸多实例，以启迪读者，帮助他们举一反三。

LED中的TCL加入了动态对比度和自然光调节技术，除了提升画面的显示效果外，还有效改善了动态画面的拖尾现象。另外在提升画面显示效果的同时，TCL中的LED还加入了智能音效，通过这一技术的加入，用户可以享受到影院般的视听效果。作为娱乐机的代表产品，TCL中的LED在娱乐功能方面有着不俗的表现，用户除了可以实现主流视频文件的播放外，还可以通过网络的连接对资讯进行在线浏览以及软件的升级，充分满足了用户的日常使用需求

led 的发光颜色和发光效率与制作led的材料和工艺有关 ，目前广泛使用的有红、绿、蓝三种。由于led显示屏led工作电压低(仅 5v)，能主动发光且有一定亮度 ，亮度又能用电压(或电流)调节，本身又耐冲击、抗振动、寿命长(10 万小时)，所以在大型的显示设备中，目前尚无其他的显示方式与 led 显示方式匹敌。

把红色和绿色的led放在一起作为一个象素制作的显示屏叫双色屏或彩色屏 ;把红、绿、蓝三种 led 管放在一起作为一个象素的显示屏叫三色屏或全彩屏。制作室内 led 屏的象素尺寸一般是2-20 毫米，常常采用把几种能产生不同基色的led管芯封装成一体，室外led 屏的象素尺寸多为8-32毫米，每个象素由若干个各种单色led组成，常见的成品称象素筒，双色象素筒一般由2红1绿组成，三色象素筒用1红1绿1蓝组成。

无论用led制作单色、双色或三色屏，欲显示图象需要构成象素的每个led的发光亮度都必须能调节，其调节的精细程度就是显示屏的灰度等级。灰度等级越高，显示的图像就越细腻，色彩也越丰富，相应的显示控制系统也越复杂。一般 256 级灰度的图像，颜色过渡已十分柔和，而16级灰度的彩色图像，颜色过渡界线十分明显。所以，彩色led屏当前都要求做成256级到4096级灰度的。

应用于显示屏的led发光材料有以下几种形式:

① led发光灯(或称单灯) 一般由单个led晶片，反光碗，金属阳极，金属阴极构成，外包具有透光聚光能力的环氧树脂外壳。可用一个或多个(不同颜色的)单灯构成一个基本像素，由于亮度高，多用于户外显示屏。

② led点阵模块 由若干晶片构成发光矩阵，用环氧树脂封装于塑料壳内。适合行列扫描驱动，容易构成高密度的显示屏，多用于户内显示屏。

③ 贴片式led发光灯(或称smd led) 就是led发光灯的贴焊形式的封装，可用于户内全彩色显示屏，可实现单点维护，有效克服马赛克现象。