LED灯简介 - 图文

LED照明简介

1、LED照明产品

在爱迪生1879年发明碳丝白炽灯后，照明技术便进入了崭新的时代。回顾20世纪的照明史，荧光灯、汞灯、高/低压钠灯、金属卤化物灯、紧凑型荧光灯、高频无极荧光灯以及微波硫灯等新光源层出不穷。白炽灯从其问世的那一天起就带有先天性缺陷，钨丝加热耗电大，灯泡易碎，而且容易使人触电。荧光灯虽说比白炽灯节电节能，但对人的视力不利，灯管内的汞有害于人体和环境。真正引发照明技术发生质变的还是LED。与传统照明技术相比，LED的最大区别是结构和材料不同，它是一种能够将电能转化为可见光的半导体，上下两层装有电极，中间有导电材料，可以发光的材料在两电极的夹层中，光的颜色根据材料性质的不同而有所变化。

LED属于全固体冷光源，体积更小，质量更轻，结构更坚固，而且工作电压低，实用寿命长。按照通常的光效定义，LED的发光效率并不高，但由于LED的光谱几乎全部集中于可见光频段，效率可达80%~90%。而同等光效的白炽灯的可见效率仅为10%~20%，单体LED的功率一般为0.05~1W，通过集群方式可以满足不同需求。

LED作为一种新型的绿色产品，必然是未来发展的趋势，21世纪将进入以LED为代表的新型照明光源时代。

2、LED光源特点

(1) 新型绿色环保光源：LED运用冷光源，眩光小，无辐射，实用中不产生有害物质。LED的工

作电压低，采用直流驱动方式，超低功耗，电光功率转换近100%，在相同照明效果下比传统光源节能80%以上。LED的环保效益更佳，光谱中没有紫外线和红外线，而且废弃物可回收，没有污染，不含汞元素，可以安全触摸，属于典型的绿色照明光源。

(2) 寿命长：LED作为固体冷光源, 环氧树脂封装，抗震动，灯体内也没有松动的部件,不存在灯

丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点，使用寿命可达6万-10万小时，是传统光源使用寿命的10倍以上。LED性能稳定，可在-30℃——50℃环境下正常工作。

(3) 多变换：LED光源可利用红、绿、蓝三基色原理，在计算机的控制下使用三种颜色具有256

级灰色并任意混合，即可产生256×256×256（16777216）种颜色，形成不同光色的组合。LED组合的光色变化多端，可实现丰富多彩的动态变化效果及各种图象。

(4) 高新技术：与传统光源的发光效果相比，LED光源是低压微笑电子产品，成功地融合了计算机

技术、网络通信技术、图像处理技术、嵌入式控制技术等。传统LED灯中使用的芯片尺寸为0.25mm×0.25mm，而照明用的LEDDE 尺寸为1.0mm×1.0mm以上。LED裸片成型的工作台式结构、倒金字塔结构和倒装芯片设计能够改善其发光效率，从而发出更多的光。LED封装设计方面的革新包括高传导率金属块基底、倒装芯片设计和裸盘浇铸式引线框等，采用这些方法都能设计出高效率、低热阻的器件，而且这些器件的照度比传统LED产品的照度更大。

1

目前状况

9月6日，比亚迪正式亮相光博会，此举标志着比亚迪布局LED 产业战略计划的重要开始。比亚迪方面表示，未来比亚迪将在LED产业的发展方面投入高达数十亿元，并包括LED所有材料的研发和上游芯片环节。LED产业正在吸引越来越多的企业加入其中，但是在混战之中，中国企业的机会究竟几何?

“你不要以为城市很先进，才能用上LED灯。在蒙古包里也用太阳能LED灯，旁边就吊着驴肉、马肉。”科锐(纳斯达克：Cree)中国区总经理唐国庆善于发现细节，他的另一身份是中国照明 电器协会半导体照明专业委员会主任，其对中国LED市场前景的乐观态度有数据为证。在LED全彩屏、LED交通信 号灯、太阳能LED灯以及LED景观照明的产量上，我国目前都已是世界第一。

LED市场的增长趋势

LED即发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态半导体器件，主要特点是绿色、节能。中国节能灯 占据全球70%的份额，但半导体照明只占整个市场的1%，所以仅节能灯一项便有庞大的发展空间。预计到2010年我国LED销售 产值将突破1500亿元，这一数据是2008年的两倍，并以每年30%的速度高速增长。未来15年，中国的LED产业市场和中国出口市场预计可做到5万亿元左右。

庞大的中国LED市场，带来了两种高增长，一类是外资巨头业绩大增，另一类是中国涉足LED的企业与日俱增。科锐与日亚、欧司朗、飞利浦等并称全球四大LED芯片巨头，刚刚公布的截至2010年6月30日的年报预估数据显示，其2010财年营收达到8.5亿美元，同比增长53%;净利润增长402%至1.523亿美元。获得增长的也不仅是科锐，飞利浦今年第二季度财报显示，净利润为2.62亿欧元(约合3.40亿美元)，去年同期仅为4500万欧元。飞利浦不忘强调，利润大增是由于照明和消费电子 产品部门的销售业绩强势增长。

2

中国及亚洲地区的LED市场增长，是这些外资企业获得增长的最大动力。2010财年，科锐亚洲市场营收占其总营收约2/3，其在中国内地以及香港地区的营收增长高达100%。科锐已计划将LED产业重点转移到中国，该公司2010年约1.67亿美元的投资绝大部分将在中国使用。

与外资巨头高质量的业绩增长相比，中国企业的庞大军团有种“外强中干”的味道。目前国内仅LED照明企业就有三四千家，品种涵盖了家居 、商照、电工等各个领域。但是多集中在中下游产业链，具备LED芯片生产能力的企业仅62家，即便算上有大规模封装能力的企业，布局产业链中上游的也不过几百家。而LED的利润在产业链上的比重分布，LED外延片与芯片约占70%，LED封装约占10%~20%，LED应用大概也占10%~20%。

业内人士认为，中国LED企业在技术上与欧美日顶尖企业尚有3~5年的差距。很多LED企业都在依靠政府补贴完成利润的增长。政府确实在推动LED产业上不遗余力，2009年初科技部推出“十城万盏”半导体照明应用示范城市方案，涵盖北京、深圳等21个国内发达城市;地方政府也加入其中，比如东莞市政府把LED产业定为“战略性新兴产业”并融入到东莞的“五年倍增”(五年内产值翻一番)计划之中。有人曾激烈地指出，刚刚上市的国内LED企业乾照光电光鲜的增长速度就是得益于政府补贴，2007年至2009年，其收到政府补助分别为180万元、868.86万元、3712.04万元。

政府的大力推动导致了目前国内的应用多是政府采购，没有真正进入民用领域，所以市场需求非常小。一面是因此不断加大的中国LED企业军团，一面是核心技术受制于人。这与中国液晶产业是何等地相似!

国家发改委出台了产业指导意见，要求到2015年，国产芯片市场占有率达到70%。寄希望政府去帮助中国LED企业剔除繁华背后的阴影，对这样庞大的产业来说，应该是最好的解决途径之一。

led封装

LED（发光二极管）封装是指发光芯片的封装，相比集成电路封装有较大不同。LED的封装不仅要求能够保护灯芯，而且还要能够透光。所以LED的封装对封装材料有特殊的要求。 目录

1 产品封装结构类型 2 引脚式封装 3 表面贴装封装 4 功率型封装 LED封装技术介绍 编辑本段简介 LED封装技术大都是在分立器件封装技术基础上发展与演变而来的，但却有很大的特殊性。一般情况下，分立器件的管芯被密封在封装体内，封装的作用主要是保护管芯和完成电气互连。而LED封装则是完成输出

3

电信号，保护管芯正常工作，输出：可见光的功能，既有电参数，又有光参数的设计及 LED封装 技术要求，无法简单地将分立器件的封装用于LED。 LED的核心发光部分是由p型和n型半导体构成的pn结管芯，当注入pn结的少数载流子与多数载流子复合时，就会发出可见光，紫外光或近红外光。但pn结区发出的光子是非定向的，即向各个方向发射有相同的几率，因此，并不是管芯产生的所有光都可以释放出来，这主要取决于半导体材料质量、管芯结构及几何形状、封装内部结构与包封材料，应用要求提高LED的内、外部量子效率。常规Φ5mm型LED封装是将边长0.25mm的正方形管芯粘结或烧结在引线架上，管芯的正极通过球形接触点与金丝，键合为内引线与一条管脚相连，负极通过反射杯和引线架的另一管脚相连，然后其顶部用环氧树脂包封。反射杯的作用是收集管芯侧面、界面发出的光，向期望的方向角内发射。顶部包封的环氧树脂做成一定形状，有这样几种作用：保护管芯等不受外界侵蚀；采用不同的形状和材料性质(掺或不掺散色剂)，起透镜或漫射透镜功能，控制光的发散角；管芯折射率与空气折射率相关太大，致使管芯内部的全反射临界角很小，其有源层产生的光只有小部分被取出，大部分易在管芯内部经多次反射而被吸收，易发生全反射导致过多光损失，选用相应折射率的环氧树脂作过渡，提高管芯的光出射效率。用作构成管壳的环氧树脂须具有耐湿性，绝缘性，机械强度，对管芯发出光的折射率和透射率高。选择不同折射率的封装材料，封装几何形状对光子逸出效率的影响是不同的，发光强度的角分布也与管芯结构、光输出方式、封装透镜所用材质和形状有关。若采用尖形树脂透镜，可使光集中到LED的轴线方向，相应的视角较小；如果顶部的树脂透镜为圆形或平面型，其相应视角将增大。 一般情况下，LED的发光波长随温度变化为0．2-0．3nm／℃，光谱宽度随之增加，影响颜色鲜艳度。另外，当正向电流流经pn结，发热性损耗使结区产生温升，在室温附近，温度每升高1℃，LED的发光强度会相应地减少1％左右，封装散热；时保持色纯度与发光强度非常重要，以往多采用减少其驱动电流的办法，降低结温，多数LED的驱动电流限制在20mA左右。但是，LED的光输出会随电流的增大而增加，目前，很多功率型LED的驱动电流可以达到70mA、100mA甚至1A级，需要改进封装结构，全新的LED封装设计理念和低热阻封装结构及技术，改善热特性。例如，采用大面积芯片倒装结构，选用导热性能好的银胶，增大金属支架的表面积，焊料凸点的硅载体直接装在热沉上等方法。此外，在应用设计中，PCB线路板等的热设计、导热性能也十分重要。 进入21世纪后，LED的高效化、超高亮度化、全色化不断发展创新，红、橙LED光效已达到100Im／W，绿LED为501m／W，单只LED的光通量也达到数十Im。LED芯片和封装不再沿龚传统的设计理念与制造生产模式，在增加芯片的光输出方面，研发不仅仅限于改变材料内杂质数量，晶格缺陷和位错来提高内部效率，同时，如何改善管芯及封装内部结构，增强LED内部产生光子出射的几率，提高光效，解决散热，取光和热沉优化设计，改进光学性能，加速表面贴装化SMD进程更是产业界研发的主流方向。 编辑本段1 产品封装结构类型 自上世纪九十年代以来，LED芯片及材料制作技术的研发取得多项突破，透明衬底梯形结构、纹理表面结构、芯片倒装结构，商品化的超高亮度(1cd以上)红、橙、黄、绿、蓝的LED产品相继问市，如表1所示，2000

4

年开始在低、中光通量的特殊照明中获得应用。LED的上、中游产业受到前所未有的重视，进一步推动下游的封装技术及产业发展，采用不同封装结构形式与尺寸，不同发光颜色的管芯及其双色、或三色组合方式，可生产出多种系列，品种、规格的产品。

LED产品封装结构的类型如表2所示，也有根据发光颜色、芯片材料、发光亮度、尺寸大小等情况特征来分类的。单个管芯一般构成点光源，多个管芯组装一般可构成面光源和线光源，作信息、状态指示及显示用，发光显示器也是用多个管芯，通过管芯的适当连接(包括串联和并联)与合适的光学结构组合而成的，构成发光显示器的发光段和发光点。表面贴装LED可逐渐替代引脚式LED，应用设计更灵活，已在LED显示市场中占有一定的份额，有加速发展趋势。固体照明光源有部分产品上市，成为今后LED的中、长期发展方向。

编辑本段2 引脚式封装

LED脚式封装采用引线架作各种封装外型的引脚，是最先研发成功投放市场的封装结构，品种数量繁多，技术成熟度较高，封装内结构与反射层仍在不断改进。标准LED被大多数客户认为是目前显示行业中最方便、最经济的解决方案，典型的传统LED安置在能承受0．1W输入功率的包封内，其90％的热量是由负极的引脚架散发至PCB板，再散发到空气中，如何降低工作时pn结的温升是封装与应用必须考虑的。包封材料多采用高温固化环氧树脂，其光性能优良，工艺适应性好，产品可*性高，可做成有色透明或无色透明和有色散射或无色散射的透镜封装，不同的透镜形状构成多种外形及尺寸，例如，圆形按直径分为Φ2mm、Φ3mm、Φ4．4mm、Φ5mm、Φ7mm等数种，环氧树脂的不同组份可产生不同的发光效果。花色点光源有多种不同的封装结构：陶瓷底座环氧树脂封装具有较好的工作温度性能，引脚可弯曲成所需形状，体积小；金属底座塑料反射罩式封装是一种节能指示灯，适作电源指示用；闪烁式将CMOS振荡电路芯片与LED管芯组合封装，可自行产生较强视觉冲击的闪烁光；双色型由两种不同发光颜色的管芯组成，封装在同一环氧树脂透镜中，除双色外还可获得第三种的混合色，在大屏幕显示系统中的应用极为广泛，并可封装组成双色显示器件；电压型将恒流源芯片与LED管芯组合封装，可直接替代5—24V的各种电压指示灯。面光源是多个LED管芯粘结在微型PCB板的规定位置上，采用塑料反射框罩并灌封环氧树脂而形成，PCB板的不同设计确定外引线排列和连接方式，有双列直插与单列直插等结构形式。点、面光源现已开发出数百种封装外形及尺寸，供市场及客户适用。

LED发光显示器可由数码管或米字管、符号管、矩陈管组成各种多位产品，由实际需求设计成各种形状与结构。以数码管为例，有反射罩式、单片集成式、单条七段式等三种封装结构，连接方式有共阳极和共阴极两种，一位就是通常说的数码管，两位以上的一般称作显示器。反射罩式具有字型大，用料省，组装灵活的混合封装特点，一般用白色塑料制作成带反射腔的七段形外壳，将单个LED管芯粘结在与反射罩的七个反射腔互相对位的PCB板上，每个反射腔底部的中心位置是管芯形成的发光区，用压焊方法键合引线，在反射罩内滴人环氧树脂，与粘好管芯的PCB板对位粘合，然后固化即成。反射罩式又分为空封和实封两种，前者采用散射剂与染料的环氧树脂，多用于单位、双位器件；后者上盖滤色片与匀光膜，并在管芯与底板上涂透明绝缘胶，提高出光效率，一般用于四位以上的数字显示。单片集成式是在发光材料晶片上制作大量七段数码显示器图形管芯，然后划片分割成单片图形管芯，粘结、压焊、封装带透镜(俗称鱼眼透镜)的外壳。单条七段式将已制作好的大面积LED芯片，划割成内含一只或多只管芯的发光条，如此同样的七条粘结在数码字形的可伐架上，经压焊、环氧树脂封装构成。单片式、单条式的特点是微小型化，可采用双列直插式封装，大多是专用产品。LED光柱显示器在106mm长度的线路板上，安置101只管芯(最多可达201只管芯)，属于高密度封装，利用光学的折射原理，使点光源通过透明罩壳的13-15条光栅成像，完成每只管芯由点到线的显示，封装技术较为复杂。

半导体pn结的电致发光机理决定LED不可能产生具有连续光谱的白光，同时单只LED也不可能产生两种以上的高亮度单色光，只能在封装时借助荧光物质，蓝或紫外LED管芯上涂敷荧光粉，间接产生宽带光谱，合成白光；或采用几种(两种或三种、多种)发不同色光的管芯封装在一个组件外壳内，通过色光的混合构成白光LED。这两种方法都取得实用化，日本2000年生产白光LED达1亿只，发展成一类稳定地发白光的产品，

5

并将多只白光LED设计组装成对光通量要求不高，以局部装饰作用为主，追求新潮的电光源。

编辑本段3 表面贴装封装

在2002年，表面贴装封装的LED(SMD LED)逐渐被市场所接受，并获得一定的市场份额，从引脚式封装转向SMD符合整个电子行业发展大趋势，很多生产厂商推出此类产品。

早期的SMD LED大多采用带透明塑料体的SOT-23改进型，外形尺寸3．04×1．11mm，卷盘式容器编带包装。在SOT-23基础上，研发出带透镜的高亮度SMD的SLM-125系列，SLM-245系列LED，前者为单色发光，后者为双色或三色发光。近些年，SMD LED成为一个发展热点，很好地解决了亮度、视角、平整度、可*性、一致性等问题，采用更轻的PCB板和反射层材料，在显示反射层需要填充的环氧树脂更少，并去除较重的碳钢材料引脚，通过缩小尺寸，降低重量，可轻易地将产品重量减轻一半，最终使应用更趋完美，尤其适合户内，半户外全彩显示屏应用。

表3示出常见的SMD LED的几种尺寸，以及根据尺寸(加上必要的间隙)计算出来的最佳观视距离。焊盘是其散热的重要渠道，厂商提供的SMD LED的数据都是以4．0×4．0mm的焊盘为基础的，采用回流焊可设计成焊盘与引脚相等。超高亮度LED产品可采用PLCC(塑封带引线片式载体)-2封装，外形尺寸为3．0×2．8mm，通过独特方法装配高亮度管芯，产品热阻为400K／W，可按CECC方式焊接，其发光强度在50mA驱动电流下达1250mcd。七段式的一位、两位、三位和四位数码SMD LED显示器件的字符高度为5．08-12．7mm，显示尺寸选择范围宽。PLCC封装避免了引脚七段数码显示器所需的手工插入与引脚对齐工序，符合自动拾取—贴装设备的生产要求，应用设计空间灵活，显示鲜艳清晰。多色PLCC封装带有一个外部反射器，可简便地与发光管或光导相结合，用反射型替代目前的透射型光学设计，为大范围区域提供统一的照明，研发在3．5V、1A驱动条件下工作的功率型SMD LED封装。

编辑本段4 功率型封装

LED芯片及封装向大功率方向发展，在大电流下产生比Φ5mmLED大10-20倍的光通量，必须采用有效的散热与不劣化的封装材料解决光衰问题，因此，管壳及封装也是其关键技术，能承受数W功率的LED封装已出现。5W系列白、绿、蓝绿、蓝的功率型LED从2003年初开始供货，白光LED光输出达1871lm，光效44．31lm／W绿光衰问题，开发出可承受10W功率的LED，大面积管；匕尺寸为2．5×2．5mm，可在5A电流下工作，光输出达2001lm，作为固体照明光源有很大发展空间。

Luxeon系列功率LED是将A1GalnN功率型倒装管芯倒装焊接在具有焊料凸点的硅载体上，然后把完成倒装焊接的硅载体装入热沉与管壳中，键合引线进行封装。这种封装对于取光效率，散热性能，加大工作电流密度的设计都是最佳的。其主要特点：热阻低，一般仅为14℃／W，只有常规LED的1／10；可*性高，封装内部填充稳定的柔性胶凝体，在-40-120℃范围，不会因温度骤变产生的内应力，使金丝与引线框架断开，并防止环氧树脂透镜变黄，引线框架也不会因氧化而玷污；反射杯和透镜的最佳设计使辐射图样可控和光学效率最高。另外，其输出光功率，外量子效率等性能优异，将LED固体光源发展到一个新水平。

Norlux系列功率LED的封装结构为六角形铝板作底座(使其不导电)的多芯片组合，底座直径31．75mm，发光区位于其中心部位，直径约(0.375×25．4)mm，可容纳40只LED管芯，铝板同时作为热沉。管芯的键合引线通过底座上制作的两个接触点与正、负极连接，根据所需输出光功率的大小来确定底座上排列管芯的数目，可组合封装的超高亮度的AlGaInN和AlGaInP管芯，其发射光分别为单色，彩色或合成的白色，最后用高折射率的材料按光学设计形状进行包封。这种封装采用常规管芯高密度组合封装，取光效率高，热阻低，较好地保护管芯与键合引线，在大电流下有较高的光输出功率，也是一种有发展前景的LED固体光源。

在应用中，可将已封装产品组装在一个带有铝夹层的金属芯PCB板上，形成功率密度LED，PCB板作为器件电极连接的布线之用，铝芯夹层则可作热沉使用，获得较高的发光通量和光电转换效率。此外，封装好的

6

SMD LED体积很小，可灵活地组合起来，构成模块型、导光板型、聚光型、反射型等多姿多彩的照明光源。 功率型LED的热特性直接影响到LED的工作温度、发光效率、发光波长、使用寿命等，因此，对功率型LED芯片的封装设计、制造技术更显得尤为重要。

编辑本段LED封装技术介绍

1、扩晶，把排列的密密麻麻的晶片弄开一点便于固晶。

2、固晶，在支架底部点上导电/不导电的胶水(导电与否视晶片是上下型PN结还是左右型PN结而定）然后把晶片放入支架里面。

3、短烤，让胶水固化焊线时晶片不移动。 4、焊线，用金线把晶片和支架导通。 5、前测，初步测试能不能亮。

6、灌胶，用胶水把芯片和支架包裹起来。 7、长烤，让胶水固化。

8、后测，测试能亮与否以及电性参数是否达标。 9、分光分色，把颜色和电压大致上一致的产品分出来。

10、包装。

led节能灯

LED即半导体发光二极管，LED节能灯是用高亮度白色发光二极管发光源，光效高、耗电少，寿命长、易控制、免维护、安全环保；是新一代固体冷光源，光色柔和、艳丽、丰富多彩、低损耗、低能耗，绿色环保，适用家庭，商场，银行，医院，宾馆，饭店他各种公共场所长时间照明。无闪直流电，对眼睛起到很好的保护作用，是台灯，手电的最佳选择。 目录

基本概述 发展历程 什么是LED节能灯？ 特性 led节能灯比起普通节能灯的缺点 如何选购LED节能灯 特点 LED节能灯的必然性 基本概述 发展历程 什么是LED节能灯？ 特性 led节能灯比起普通节能灯的缺点 如何选购LED节能灯

7

特点 LED节能灯的必然性 ? 总结 展开

编辑本段基本概述

LED（Light Emitting Diode），发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个P-N结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。而光的波长也就是光的颜色，是由形成P-N结的材料决定的。

50年前人们已经了解半导体材料可产生光线的基本知识，第一个商用二极管产生于1960年。LED是英文light emitting diode（发光二极管）的缩写，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。

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。

最初LED用作仪器仪表的指示光源，后来各种光色的LED在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用，产生了很好的经济效益和社会效益。以12英寸的红色交通信号灯为例，在美国本来是采用长寿命，低光效的140瓦白炽灯作为光源，它产生2000流明的白光。经红色滤光片后，光损失90%，只剩下200流明的红光。而在新设计的灯中，Lumileds公司采用了18个红色LED光源，包括电路损失在内，共耗电14瓦，即可产生同样的光效。 汽车信号灯也是LED光源应用的重要领域。

对于一般照明而言，人们更需要白色的光源。1998年发白光的LED开发成功。这种LED是将GaN芯片和钇铝石榴石（YAG）封装在一起做成。GaN芯片发蓝光（λp=465nm，Wd=30nm），高温烧结制成的含Ce3+的YAG荧光粉受此蓝光激发后发出黄色光射，峰值550nm。蓝光LED基片安装在碗形反射腔中，覆盖以混有YAG的树脂薄层，约200-500nm。 LED基片发出的蓝光部分被荧光粉吸收，另一部分蓝光与荧光粉发出的黄光混合，可以得到得白光。现在，对于InGaN/YAG白色LED，通过改变YAG荧光粉的化学组成和调节荧光粉层的厚度，可以获得色温3500-10000K的各色白光。这种通过蓝光LED得到白光的方法，构造简单、成本低廉、技术成熟度高，因此运用最多。

上个世纪６０年代，科技工作者利用半导体ＰＮ结发光的原理，研制成了ＬＥＤ发光二极管。当时研制的ＬＥＤ，所用的材料是ＧａＡＳＰ，其发光颜色为红色。经过近３０年的发展，现在大家十分熟悉的ＬＥＤ，已能发出红、橙、黄、绿、蓝等多种色光。然而照明需用的白色光ＬＥＤ仅在近年才发展起来，这里向读者介绍有关照明用白光ＬＥＤ。

编辑本段发展历程

8

—产业照明技术在IT及BIO革命中起着主角和配角的（举足轻重）的作用 —LED是21世纪的新光，其应用及研究并迅速发展

—韩国及东亚的LED技术领先于世界市场（占世 界市场的70%） —LED技术的巨大浪潮将是人类照明史的第二次革命

—在未来五年，LED技术将迈向白热灯，日光灯，卤素灯的替代地位。 —2010年LED灯将占世界照明市场的16%。 照明大事记

—1879 爱迪生发明电灯 —1959 卤素灯问世 —1961 高压钠灯问世 —1962 金属卤化物灯 —1969 第一盏LED灯(红色) —1976 绿色LED灯 —1983 荧光灯问世 —1993 蓝色LED灯 —1999 白色LED灯 —2000 LED应用于室内照明

—LED的开发是继白热灯照明发展历史120年以来的第二革命

—21世纪开始的现在，通过在自然，人类和科学之间奇妙的相遇而开发的LED，将成为光世界的创新，对人类必不可少的绿色技术光革命。

—LED将是继爱迪生发明电灯泡以来重新将开始巨大的光革命。

LED灯泡目前现状LED照明灯主要还是以大功率白光LED单灯为主，目前世界前三的LED照明灯生产厂家 质保三年，大颗粒每瓦大于等于100流明，小颗粒每瓦大于等于110流明。 光衰大颗粒小于3%每年，光衰小颗粒小于3%每年。

LED太阳能路灯，LED投光灯，LED吊顶灯，LED日光灯都已经可以批量生产了。例如10瓦的LED日光灯就可以替换40瓦的普通日光灯或者节能灯。

目前led节能灯已经进入平常百姓家，但是尚未普及！

编辑本段什么是LED节能灯？

LED节能灯是用高亮度白色发光二极管发光源，光效高、耗电少，寿命长，易控制，免维护，安全环保，是新一代固体冷光源，比管形节能灯省电，亮度高，投光远，投光性能好，使用电压范围宽，光源通过微电脑内置控制器，可实现LED七种色彩变化，光色柔和、艳丽、丰富多彩、低损耗、低能耗，绿色环保，适用家庭，商场，银行，医院，宾馆，饭店他各种公共场所长时间照明。与白炽灯管或低压荧光灯管，LED的稳定性和长寿命是明显优势：白炽灯的连续工作时间很少超过1000小时，采用电子驱动器的荧光灯管的连续工作时间可超过8000小时，但LED无故障工作50 000小时。您没听说过谁家的电视机电源指示灯坏了吧？没见过电脑的指示灯或硬盘灯损坏吧？

9

led节能灯 编辑本段特性 1、 高效节能：一千小时仅耗几度电（普通60W白炽灯十七小时耗1度电，普通10W节能灯一百小时耗1度电） 2、超长寿命：半导体芯片发光，无灯丝，无玻璃泡，不怕震动，不易破碎，使用寿命可达五万小时（普通白炽灯使用寿命仅有一千小时，普通节能灯使用寿命也只有八千小时） 3、健康：光线健康光线中不含紫外线和红外线，不产生辐射（普通灯光线中含有紫外线和红外线） 4、绿色环保：不含汞和氙等有害元素，利于回收和，而且不会产生电磁干扰（普通灯管中含有汞和铅等元素，节能灯中的电子镇流器会产生电磁干扰） 5、保护视力：直流驱动，无频闪（普通灯都是交流驱动，就必然产生频闪） 6、光效率高：发热小，90%的电能转化为可见光（普通白炽灯80%的电能转化为热能，仅有20%电能转化为光能） 7、安全系数高：所需电压、电流较小，发热较小，不产生安全隐患，于矿场等危险场所 8、市场潜力大：低压、直流供电，电池、太阳能供电，于边远山区及野外照明等缺电、少电场所。 编辑本段led节能灯比起普通节能灯的缺点 三丰led节能灯 1、led节能灯在交流电驱动下和普通白炽灯一样会有频闪现象，而普通节能灯没有频闪现象。频闪会使眼睛容易疲劳。 2、每个led灯泡的光线过亮，会强烈刺激眼睛，不可直视，哪怕短时间，而普通节能灯相对要柔和些！ 3、照射角度有限制，一般只能照射120°，而普通节能灯几乎可照射360°。 4、照射房间的亮度并不比节能灯出色，因为led只在直视的狭小角度内有高亮度，而偏离该角度后光线迅速减弱。 因此，led节能灯作为室内照明灯具的优势未必比普通节能灯明显，但作为电筒、台灯、射灯等只需照射狭小角度的灯具使用时还是非常优秀的。

10

led节能灯 编辑本段如何选购LED节能灯 1、LED亮度（MCD）不同，价格不同。用于LED灯具的LED应符合雷射等级Ⅰ类标准。 2、抗静电能力抗静电能力强的LED，寿命长，因而价格高。通常抗静电大于700V的LED才能用于LED灯饰 3、波长一致的LED，颜色一致，如要求颜色一致，则价格高。没有LED分光分色仪的生产商很难生产色彩纯正的产品。 4、漏电电流LED是单向导电的发光体，如果有反向电流，则称为漏电，漏电电流大的LED，寿命短，价格低 5、发光角度用途不同的LED其发光角度不一样。特殊的发光角度，价格较高。如全漫射角，价格较高。 6、寿命不同品质的关键是寿命，寿命由光衰决定。光衰小、寿命长，寿命长，价格高。 7、晶片LED的发光体为晶片，不同的晶片，价格差异很大。日本、美国的晶片较贵，一般台湾及国产的晶片价格低于日、美（CREE）。 8、晶片大小晶片的大小以边长表示，大晶片LED的品质比小晶片的要好。价格同晶片大小成正比。 9、胶体普通的LED的胶体一般为环氧树脂，加有抗紫外线及防火剂的LED价格较贵，高品质的户外LED灯饰应抗紫外线及防火。每一种产品都会有不同的设计，不同的设计适用于不同的用途，LED灯饰的可靠性设计方面包含：电气安全、防火安全、适用环境安全、机械安全、健康安全、安全使用时间等因素。从电气安全角度看，应符合相关的国际、国家标准。 编辑本段特点 1、节能. 白光LED的能耗仅为白炽灯的1/10，节能灯的1/4. 2、长寿. 寿命可达10万小时以上,对普通家庭照明可谓\\\一劳永逸\\\ 3、可以工作在高速状态.节能灯如果频繁的启动或关断灯丝就会发黑很快的坏掉. 11

led节能灯

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，基本上用不着考虑散热。

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，没有汞的有害物质。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。

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； 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、节能显著。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；

11、 超长寿命50,000小时以上，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；

12、无频闪。纯直流工作，消除了传统光源频闪引起的视觉疲劳； 13、绿色环保。不含铅、汞等污染元素，对环境没有任何污染；

14、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。

15、低热电压下工作，安全可靠。表面温度≤60℃（环境温度Ta=25℃时）；

16、宽电压范围，全球通用。85V~ 264VAC全电压范围恒流，保证寿命及亮度不受电压波动影响； 17、采用PWM恒流技术，效率高，热量低，恒流精度高；

18、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；

19、通用标准灯头，可直接替换现有卤素灯、白炽灯、荧光灯； 20、发光效率可高达801m/w，多种色温可选，显色指数高，显色性好；

编辑本段LED节能灯的必然性

LED光源是21世纪光源市场的希望，众多优点预告其未来将逐步取代传统光源，奥科委指出高亮度LED将是人类继爱迪生发明白炽灯泡之后，最伟大的发明之一，当前全球能源危机的时候，能源是一种宝贵的资源，所以节约能源是我们未来面临的问题。

LED作为一种新型的节能、环保的绿色光源产品，必然是未来发展的趋势。

编辑本段总结

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。

12

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。

LED照明节能环保长寿，目前经济性已经超过荧光节能灯照明，相信老百姓会越来越认可。

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为代表的新型照明时代。LED被称为第四代照明光源或绿色光源，具有节能、环保、寿命长、体积小等特点，可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明、道路照明和城市夜景等领域。 一、灯具总效率对照：

(光源发展的历史：白炽灯→直管型荧光灯→高效电子节能灯→LED灯) 使用光源 光源光效 电源效率 有效光照效率 灯具(取光)效率 寿 命 LED 90流明/瓦 90% 90% 90% 50000小时 荧光灯 80流明/瓦 85% 60% 60% 2000小时 普通灯泡 20流明/瓦 100% 60% 60% 2000小时 高压钠灯 100流明/瓦 90% 60% 60% 10000小时 综上，各种光源灯具的实际效率：

LED计算：90*0.90*0.90*0.9=65.6流明/瓦 荧光灯计算：80*0.85*0.6*0.6=24.5流明/瓦 普通灯泡计算：20*1*0.6*0.6=7.2流明/瓦 高压钠灯计算：100*0.9*0.60*0.60=32.4流明/瓦

可见，LED灯具实际效率是一般荧光灯的2.6倍，是普通白炽灯泡的9倍，是高压钠灯的2.02倍。 即：LED灯钠灯之间功率可换算为：

75W LED灯=150W钠灯；125W LED灯=250W钠灯；225W LED灯=400W钠灯

二、LED商用、民用光源使用效益分析表

LED办公、商用照明灯使用适用场所：

采用光源：LED球泡、管灯、广告灯箱、广告霓虹灯

13

适 合：家庭照明、酒店、办公室、娱乐场所、餐饮、工厂、医院 改进场所：

1)家庭照明、酒店餐饮、娱乐场所：

办公室照明、大厅照明、餐厅照明、客房照明、走廊照明、会议室照明、厨房照明、卫生间照明、门前照明、景观照明。

2)工厂：办公室、车间、实验室、工作间、卫生间照明。

1、节省预算： 1)寿命长

节能灯的寿命一般在1800小时，按照每天10小时照明计算为180天。LED灯的寿命为7万小时，按照每天照明10小时为7000天（20年）。如果按照一个14W节能灯平均12元来计算20年内要换40个灯泡（480元）。一个LED灯泡5W（LED功率为3W）平均90元，总计节省390元。 2 )省电

一个40W的普通灯泡每小时耗电0.04度*0.8元=0.032元 40W灯泡=5W LED每小时耗电0.005度*0.8=0.004元

每小时可节省0.028元*10小时/天*365天=102.2元（对比一个灯泡一年节省的费用） ★ 实例：

1000盏40W白炽灯与1000盏5WLED灯光源费用对比：(每天平均使用10小时) 一盏40W白炽灯： 一年耗电：0.04*10*365=146度.

电费：146*0.8=116.8元/年

1000盏40W白炽灯： 电费：116.8元*1000=116800元/年

一盏5WLED灯： 一年耗电：0.005*10*365=18.25度 电费：18.25*0.8=14.6元/年

1000盏5WLED灯： 电费：14.6*1000=14600元/年

14

节省电费总额：102，200元/年 2、其它优点：

?不产生光污染和热辐射 ?免维护 ?易控制

?环保,无紫外线对人体无害

三、LED路灯光源使用效益分析表

对比项目 对比内容 高压钠灯 LED路灯 光源功率 250瓦 110瓦 整灯系统实际功率 300瓦 130瓦 每盏路灯1.8万小时节约电费(5年) 整灯系统实际耗电量 5400度电 2340度电 节电量 / 3060度电 节省电费 / 2448元 更换灯管1支(50元/支) 50元 / 每盏灯1.8万小时维更换镇流器1只(200元/只) 200元 / 护费节约支出 机械人工费用(元) 200元 / 节省支出(元) / 450 更换光源投资效益 1.8万小时每盏灯节省费用(元) / 2898元 光源使用寿命 平均寿命（小时） 1万小时 大于5万小时 如果一座省级城市按10万盏路灯计算,更换成LED光源的灯具，1.8万小时可节省总支出2.9亿元.如果每盏路灯每天照亮10小时,则5万小时相当于可以使用14年。

四、公园节电改造方案

15

目前在公园的照明方面，不管是公园道路灯还是景观灯或者草坪灯，大部分采用的是节能灯泡进行照明，但是就目前来讲存在2大问题： (一)、寿命短，要长期频繁更换。 (二)、耗电量大。

就是一个中等规模的公园来说，也要有上万个灯泡。我们可以做一个计算，一个节能灯泡平均15W，每天照明6小时计算，年耗电量在32.85度（26.28元），那么一万个灯泡年耗电量在262800元。如果换成LED灯泡可节省以下费用。 节省预算：按照一个灯泡来计算节省资金 1、寿命计算

节能灯的寿命一般在1800小时，按照每天6小时照明计算为300天。如果按照一个节能灯平均15元来计算，10年内要换至少10次灯泡，一万个节能灯泡在10年内要更换10万个节能灯泡。总花费（150万元）

LED灯泡的寿命我们按照最保守的时间来计算，10年内不用更换灯泡，每个灯泡以5W的功率就可取代15W的节能灯泡，每个灯泡价格在90元，那么1万个灯泡的价格是90万元， 在灯泡方面可节省60万的费用。 2、耗电计算

节能灯：15W*6小时*365天=32.850W*0.8元*1万只=26.28万元 LED：5W*6小时*365天=10.95W*0.8=8.76元*1万只=8.76万元 公园1万只灯每年可节省电费：17.52万元 3、一次性投资计算

一次性投资90万元，按照每年节省17.52万元计算，在5年收回投资，剩下的6年可节省105.12万元+80万元（灯泡更换费用），总共可节省185.12万元。

五、关于太阳能改造造价问题

16

照明投资造价到底节省在哪里？很显然，节能改造目的是要节省耗电，目前不管是景观灯、道路灯还是草坪灯的照明，在太阳能改造方面都存在着造价的问题。其实很简单，真正的节能是节省在光源上，只有光源在耗电，其他的如：灯杆、太阳能板、逆变器、蓄电池等都是为光源配套服务的。

使用者值得关注的是什么？在使用太阳能产品价格咨询方面，很多人进入一个误区，就是把主要造价的着眼点放在了配套设施上（灯杆、太阳能板、逆变器等），实际上这是不应该的，大部分产生造价是在光源上，太阳能板的瓦数和蓄电池的瓦数完全取决于照明的瓦数，比如您需要10瓦的光源，那么就要配套30瓦的太阳能板，您需要20瓦的光源就要配套60瓦的太阳能板，连带着蓄电池的容量也要增加。所以在选择太阳能产品的时候要关注的是光源部分。

举例来判断造价：

目前市场流通的LED光源每瓦可达到90流明，如果您使用10瓦的每瓦90流明的LED光源，您需要配备30瓦的太阳能板，相反如果您采用了等效实际效率为30流明/瓦的其它光源，要达到10瓦LED光源的光照度就必须采用30瓦的光源，太阳能板需要配套90瓦。成本翻了3倍，蓄电池的成本也会大幅度增加。

LED光源技术市场前景：

预计在未来1～3年内LED光源将达到每瓦300流明的光效率。目前美国进口批量供货的LED已达到了每瓦160流明的光效率。

六、新技术LED灯具特点

(一)、LED灯功能特点

1、革命性的配光设计。合理控制光的分布使光斑呈矩形，保证理想的路面亮度及均匀度的同时，消除了LED的眩光并使LED光能利用率发挥到极致，没有光污染；

2、独特的透镜与灯罩一体化设计。透镜阵列同时担当聚光与防护的作用，避免了光的重复浪费，降低了光的损耗，同时也减轻了产品重量，并使结构简单化，让产品更加轻薄；

3、首创散热器与灯壳一体化设计。充分保障了LED散热要求及使用寿命，从根本上满足了LED灯具结构及任意设计，极具LED灯具的鲜明特色；

17

4、独特创新的模块化一体设计。可任意组合成不同功率及亮度需求的产品。每个模块是一个独立的光源且可互换，局部故障不影响整个灯具的正常工作，方便拆卸及维护，节约维护成本，使维护工作变得非常轻松；

5、外观轻薄。有效降低风阻与重量，减轻灯杆的负荷，增强安全系数；

6、智能控制检测电流。每个LED模块实行智能控制，无论出现任何非正常情况，都能精准恒流，确保LED在安全电流下工作。

7、无不良眩光。消除普通路灯的不良眩光所引起的刺眼、视觉疲劳与视线干扰，提高驾驶的安全性，减少交通事故的发生，充分体现了“科技以人为本”的精神；

8、没有光污染。光分布专为道路照明设计，除照亮道路本身，对周围环境没有光污染； 9、无高压，不吸灰尘。消除了普通路灯因高压吸收灰尘导致灯罩发黑引起的亮度降低；

10、无高温，灯罩不会老化发黄。消除了普通路灯因高温烘烤灯罩使其老化发黄引起的亮度降低和寿命的缩短；

11、启动无延时。通电即达正常亮度，无需等待，消除了传统路灯长时间的启动过程； 12、无频闪。纯直流工作，消除了传统路灯频闪引起的视觉疲劳；

13、耐冲压，抗震力强，无紫外线（uv）和红外（ir）辐射。无灯丝和玻璃外壳，没有传统灯管破裂的问题，对人体无伤害、无辐射；

14、显色指数高，显色性好。对颜色的呈现更真实，更鲜艳；

15、多种色温可选。能满足不同场合对色温的需求，消除了钠灯色温过低和汞灯色温过高引起的催眠情绪和压抑情绪，使观察者倍感舒适；

16、节能显著。采用超高亮大功率LED光源配合高效率电源，比传统钠灯、汞灯节电80%以上； 17、超长寿命50，000小时以上。LED采用高可靠性的先进封装工艺—共晶焊，充分保障LED的超长寿命，使传统钠灯、汞灯的5～10倍；

18

18、绿色环保。不含铅、贡等污染元素，对环境没有任何污染；

19、输入电压全球通用。185-264VAC全电压范围恒流，PWM横流技术，效率高，热量低，恒流精度高； 20、对电网无污染。功率因数≥0.9，谐波失真≤20%，EMI符合全球指标，减少输电线路的电能损耗和避免对电网的高频干扰污染；

21、低热低电压下工作，安全可靠。LED结温控制在理想的温度下60℃,环境温度Ta=25℃时）； 22、与太阳能结合，“最佳组合”。充分发挥LED低压工作与节能环保的优点，根据当地太阳能资源状况，还可将市电与太阳能供电相结合，为客户实现最佳性价比和高可靠性；

23、发光效率高。LED在现有条件下的发光效率≥90 lm/w。灯具实际效率是一般荧光灯的3倍，是普通白炽灯泡的8倍，是高压钠灯的4倍。随着LED亮度的迅速提高，发光效率达到160lm/w时，400W钠灯将被100W LED灯代替。

(二)、LED灯具主要技术参数 工作电压 频率范围 功率因数（pF) 总谐波失真（THD) 电源效率 系统功耗 LED发光效率 5000 lm LED初始光通量 (Tj=25℃) 4600 lm LED维持光通量 75W AC180～264V 47～63HZ ﹥0.9 <20% ﹥090% 125W ≥90 Lm/W 8500 lm (Tj=25℃) 8000 lm 12500 lm (Tj=25℃) 11000 lm 200W (Tj=25℃,Ta=25℃) (Tj=60℃,Ta=25℃) (Tj=60℃,Ta=25℃) 4200 lm 7500 lm 10500 lm 灯具光通量

(Tj=60℃,Ta=25℃) (Tj=60℃,Ta=25℃) (Tj=60℃,Ta=25℃) 19

灯具效率（%） ﹥90% 照度（E) ≥26 lux(高度=6m) ≥43 lux(高度=6m) ≥70 lux(高度=6m) 有效照射范围 18*8m(高度=6m) 相关色温 纯白：5000～7000K,暖白：3000～4000K 显色指数(CRI) Ra﹥75 光源 1W 3W 3W 配光曲线/光斑 非对称（蝙蝠翼形）/矩形光斑 最大光强角度 横轴：110°，纵轴：45° 光束度 横轴：120°，纵轴：60° 结温（Tj) 60℃±10%(Ta=25℃) 工作温度 ﹣30℃～40℃ 工作湿度 10%～90%RH 储存温度 10℃～85℃ 使用寿命 ＞50,000Hrs 灯体与灯罩 铝合金与PC IP65 防护等级 20

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/5ic7.html