2008年7月28日星期一
固态照明的能效问题
固态照明（SSL）技术宣称在能效方面取得了重大进步，能够实现大幅度的节能效果。2005年有一篇研究文章《高能效照明技术》（Energy Efficient Lighting Technology Options）指出，美国每年在照明方面要用掉7650亿度的电力。通过提高照明系统的能效，可以在很大程度上改善全国的用电状况。 最近在波士顿召开的2007年度美国能源部（DOE）SSL能效研讨会上，与会者了解到DOE已经开始支持SSL照明装置的推广工作。目前两项正在进行中的DOE研究项目包括制订SSL照明装置的能源之星（Energy Star）计划性能目标，以及开发用于验证SSL照明装置性能的测试程序。这些项目仍处于规划起草阶段，读者可以从www.em.avnet.com/lightspeed上下载有关资料。DOE之所以对SSL技术如此感兴趣，是因为其他照明技术的能效几乎都已达到了极限，而基于LED照明技术的能效有望在今后10年内提高一到两倍。 能效的数值表示 自从出现标准的白炽灯以来，我们一直根据光源消耗的功率（瓦特），而不是根据它们所产生的亮度来标定它们的能效。这种 方法显然是不合适的。随着技术的进步，如果白炽灯继续存在，那么白炽灯的包装标识有望采用新的标定方法。在照明领域，点光源向各个方向发出的光的亮度通常用流明来表示。 光源的性能，即能效，可以用它的功率与它所产生的亮度二者的比值来衡量，用流明/瓦（lm/W）来表示。一只普通的Philips 60W磨砂白炽灯能够产生890流明的亮度，因此该光源的能效就是15.8lm/W。 根据灯泡封装类型的不同，照明装置的实际性能可能会出现大幅度下降。例如，如果将一个标准白炽灯放在凹进式光源中，用一个反光镜反射光源，那么由于反光镜的损耗我们最终只能得到50%的照明效率。整个照明装置的能效就变成了7.5lm/W。 对于其他类型的光源也可以采用类似的计算方法。但是，对于基于荧光灯、紧凑型荧光灯（CCFL）和LED的照明装置，我们在计算时必须考虑镇流器损耗和隔离直流-交流的恒流控制损耗。表1对比了各种照明光源的能效。接下来，我们来分析基于LED的照明装置能效计算方法。 LED灯的能效计算 我们经常能够看到某些LED制造商声称又进一步提高了LED照明光源的lm/W性能。DOE制订的研究计划是将商用照明领域的SSL光源效率从当前的30lm/W提高到150lm/W以上。 根据当前SSL凹进式照明装置的能源之星计划草案，我们可以计算出利用现有的元件构成的SLL照明装置的总体能效。对于孔径略大于4英寸、相关色温（CCT）为3000K的照明装置，它的最小亮度为500lm，最小光源效率为35lm/W。 我们使用一种常见的暖白色LED灯作为照明光源的基本例子。该LED的额定指标为3000K CCT、350mA、3.8V的最大正向压降。LED灯是按照亮度进行分类标识的，我们在这里选择最小60lm@350mA的一部分。在测试条件下，LED结温为25℃，电流脉冲作用时间为25ms。在实际工作过程中，LED的结温将会根据照明器材的热设计效果上升到某个稳定值。对于任何LED而言，随着温度的上升，其产生的亮度就会下降。相比测试值，工作在60℃下的LED的亮度将会降低10%。这就意味着在稳定工作状态下LED实际产生的亮度大小为54lm。 要想获得所需的照明亮度，我们至少需要10个这样大小的LED，这里我们采用5个LED两排并列的方式来实现。利用Light Tech公司的LED-18W直流700mA恒流源驱动器就能够驱动两排350mA的LED。它的能效为80%，可以产生24V的输出电压。 通过计算，10个工作在350mA、3.8V下的LED总功耗为13.3W。因此，该光源的能效就等于54lm×10（即540lm）除以总功耗，得41.5lm/W。 如果将驱动器的能效考虑在内，那么可以计算出最差情况下的能效为33.2lm/W。这一结果能够满足当前能源之星计划的要求，接近于反射式CCFL照明灯的性能，但是仍然比白炽灯性能的四倍还要高。 千差万别的LED 这个例子使用了一种亮度为60lm、电流为350mA、CCT值为3000K的暖色温LED。已有多个LED厂商宣布推出了性能超过100lm@350mA的照明装置。这些LED是冷白色的LED，CCT值为6500K，其中使用了多种混合荧光剂产生白色的光。 冷白色LED的性能在过去两年内已经提高了一倍。如果暖白色LED的能效也有类似的性能提升，那么不久的将来我们就能够看到具有80lm/W的暖白色LED。 在上述例子中，隔离型驱动器的选择对于提高整个照明装置的能效也发挥了重要作用。目前这是一个价格和性能二者之间的权衡选择问题。线性驱动器的价格是最低的，但是其能效处于50%～60%的范围之间。 开关式驱动器的能效是最高的，一般在80%～85%之间。要想实现更高的能效，就需要更复杂的电路，因此驱动器的成本也就更高。 图1 首尔半导体公司的AN2212在4W、3000K色温下能够产生120lm的亮度 另外一个LED的实例是首尔半导体公司(www.zled.com)的Acriche EcoLight。这种LED不需要隔离功率转换电路。如图1所示的是AN2212，它在3000K色温下能够产生120lm的亮度、4W的功率，能效为30lm/W。单个AN2214的功率为2W，在3000K CCT下能够产生65lm的亮度。在忽略热损耗的情况下，这种器件的光源效率为 32.5lm/W，其关键技术是在一个管芯上集成大量的发光单元，寿命可达30000小时。 来源：今日电子/作者：Avnet LightSpeed公司 David Neal
贴片LED的基板是什么材料及它的特点
高导热金属陶瓷(LTCC-M)复合基板例如：高功率LED陶瓷基板，它的主要特点如下：1.高热传导低热阻2.热膨胀系数匹配(TCE:6.2)3.抗UV4.抗腐蚀和黄化5.符合Rohs规定6.高气密性7.耐高温
2008年7月27日星期日
LED信号指示器
1、 用颜色指示电压的“彩虹”LED信号指示器
图1所示电路由IC1和IC2组成LED监测模拟电压电平电路，IC1为Microchip公司的PIC12F675微控制器，IC2为Kingbright公司的AAF5060PBESEEVG“彩虹”指示器。IC2在一个封装内装有3块超亮度LED芯片（红、绿、蓝）。调节LED驱动器的占空比，就可以显示出可见光谱中所有可见颜色，其中包括白光。将PicBasic
Pro编译器的PIC程序加到IC1的引用③上，将0~5V输入电压转换成一个与包含一定数量红、蓝和绿光的某一颜色相对应的8位数字信号。 图1
LED监测模拟电压电平电路
在一个脉宽调制（PWM）信号的控制下，每只LED的发光时间都与其相应的红光、绿光或蓝光量成正比。如图2所示，一块LED芯片在每帧14步时间间隔内通电。虽然并非所有的LED都必须同时发光，但是人眼的慢响应将三只LED的光输出综合起来，会产生一种正比于占空比的强度变化的错觉。PIC程序中的RGB编码功能假定IC1的模拟输入具有2.5V的零信号偏移，使所有LED都不发光。冷色（蓝、紫和绿）表示输入电压为0~2.5V；暖色（红、橙、黄和白）表示输入电压为2.5~5V。可通过改变RGB编码表中的基色比例来产生不同的调色板。
图2 LED显示色彩图 2、 LED信号灯的二次光学设计（1） 信号灯基本光学系统
传统的交通信号灯采用白炽灯作为光源，其灯具的基本光学结构可视为由光源、反射器及用于形成光分布的透镜组成，如图3所示。由于白炽灯的光辐射几乎占据整个空间，因此需要用反射器将其他方向上的光收集起来投向要求的区域。通常采用的是抛物面反射器，形成近似于平行的光束，然后用有色透镜的外罩对光束进行偏折、扩散，产生期望的光分布和颜色。
一般单只LED发出的光能量较小，一个交通信号灯往往需要几十只至几百只LED。随着LED技术的发展，单只LED的流明数不断提高，一个灯具内使用的LED数目明显减少。例如，目前飞利浦公司生产的一款交通信号灯仅用了10只LED，目前广泛使用的LED交通信号灯通常使用100~300只LED，基本均匀分布于整个发光面上，每只LED对应一个或一组透镜单元。
图3 传统交通信号灯的基本光学结构
由于某些LED发出的光相对集中于一个较小的立体角范围内，反射器就不再是必要的光学组件，而往往用透镜作为准直光学组件。例如，用凸透镜或菲涅耳透镜产生平行光束，然后用枕形透镜、楔形棱镜等使光束重新扩散、偏折，产生满足标准要求的光分布，如图4所示。图4
LED交通信号结构示例（2） 光通量
无论是欧洲的ECE、美国的ITE还是我国的国家标准，对于信号灯光分布的要求大多体现为H-V系统内的光强分布，见表1。因此，可以根据下式计算出达到标准要求的最小光通量：
（1）式中：φi
为第i个立体角区域内的光通量；Ii为第i个立体角区域内要求的（平均）光强；Hi+1/2、Hi-1/2、Vi+1/2、Vi-1/2为第i个立体角区域的水平角和垂直角的边界。
按式（1）计算所得的光通量是一个理想值，实际上要满足标准要求的光分布，还需考虑透镜的透过率、溢出光损失等因素。因此，需要对φ进行修正，这样得到的才是实际要求光通量的估量值。
LED的光强分布通常是旋转对称的，因此，可以根据生产厂家给出的光分布（如图5所示），由下式计算单只LED所发出的光通量：
（2）式中：Ij为第j个环带区域内的平均光强；θj-1/2、θj+1/2为第j个环带区域的边界。
同样，在这里计算得到也是一个理想值，需考虑温度影响、有效利用率等因素进行修正。利用两个修正后的光通量可以估算出要用的LED的数目。 图5 LED的光强分布 3、
透镜单元 为了能实现对光通量更有效的利用，先用校直系统将LED发出的光校正为平行光。通常所用的凸面透镜的曲率半径为 1/r1-1/r2=1/f×(nL-1)
（3）式中：f为透镜焦距；r1、r2分别为透镜两表面的曲率半径，当该表面为平面时，曲率半径为无穷大；nL为透镜材料的折射率。
对于同样尺寸、同样焦距的凸透镜和菲涅耳透镜而言，其厚度可以相差很大，如图6所示。并且随着透镜尺寸的增加，其厚度的差距也在增大。透镜越厚，意味着光在经过透镜的过程中损失得越多，并且计算中用薄透镜近似而引入的误差也越大。
图6 菲涅耳透镜与凸透镜厚度比较
菲涅耳透镜如图7所示，其实它是一种“大孔径”的消球差透镜，其光学作用和普通凸透镜相同，但比凸透镜薄，重量轻。设计时选用的菲涅耳透镜环数越多，越有助于减小球差和透镜厚度，使光斑更均匀。
图7 菲涅耳透镜的形成
在设计中采用透镜对平行光束进行扩散处理来满足标准的要求。将灯具外罩分割成矩形小单元，用来打碎光波的波面，有利于产生均匀的外观效果。在每个小单元中，采用柱面透镜使光束水平扩散，在确定单元宽度及要求的扩散角度之后，柱面透镜的曲率半径为
r=(b×n2-2ncosδ+1)/(2sinδ) (4)
式中：r为柱面透镜的曲率半径；b为单元的宽度；n为透镜材料的折射率；δ为期望的半扩散角度，如图8所示。 图8 柱面透镜示意图
在确定扩散角度时，应考虑平行光束可能会有一不定期的发散角度α，因此，若要求灯具总扩散角度为50°，则应该取2δ=50°-α，否则可能会导致扩散角度过大。
根据标准，在垂直方向上也有一梯度的光强分布要求，且基本是在水平面之下。可考虑用楔形透镜将光向下偏折，并借助于模拟软件，使光通量在垂直方向上合理分布。单元透镜的结构如图9所示。也可采用椭球面或轮胎面等具有水平和垂直两个方向的弧度的结构，从而可以在两个方向上用不同的曲率半径达到不同的扩散效果。由于交通信号灯的标准一般要求分布于水平之下，因此，在垂直方向上只需用上半段圆弧，产生向下扩散的效果，如图10所示。
图9 单元透镜示例 图10 有双向曲率透镜的示意图
采用两层透镜虽然能对光通量分布有良好的控制，但是两层透镜的透过率损失较大。另外，要获得较理想的平行光，焦点的对准很重要。因LED自身带有的透镜使实际发光不在晶片所在位置，所以，要得到理想的设计效果，发光点位置的确定很重要。
对于发光角度较大的LED，若用菲涅耳透镜作为准直系统的话，应在边缘部位采用内部全反射（TIR）结构。因为，对于菲涅耳透镜，越靠近边缘，光线入射至透镜的角度越大，反射损失成分也越大。若采用TIR结构（如图11所示），可使入射角度接近0°，大大减少了透镜边缘光的反射损失，有利于使透镜呈现均匀照亮的外观。
图11 带有TIR结构的透镜示意图 4、 两种信号灯光度性能分析
现有信号灯光学结构是由内梯菲涅耳透镜、外梯菲涅耳透镜与白炽灯组成。灯泡发出的总光束的一部分经透镜组折射后，成为近似平行光投向远方，成为有效光束，光通量为φ1，按下式计算：
φ1=φ×η1 ×τ1×τ2
（5）式中：φ1为信号灯的有效光通量（lm）；φ为灯泡发出的总光通量（lm），铁道行业标准规定铁路信号灯的光通量不低于285lm，实际产品要高于这个数值，这里按300lm来计算：η1为透镜组的光利用系数，灯泡发出的总光通量中只有被透镜组所包含立体角内的光才被利用，铁路信号灯透镜组对灯泡含的立体角为4.4sr，与灯泡发光总立体角（4π减去灯头遮光部分的立体角）之比为0.36，此值即为透镜组的光束利用率；τ1为颜色透镜的光透射比，铁道行业标准规定红色透镜的光透射比为8%，实际可以达到11%；τ2为无色透镜的光透射比，铁道行业标准规定无色透镜的光透射比不得低于90%。
将上述各数值代入式（5），计算出红色铁路信号灯的有效光通量为10.7lm。
LED信号灯由多只LED与聚光透镜阵列组成，LED的数量为数十只到一百多只，单元透镜的直径为13~15mm。LED信号灯的有效光通量φLED1可按下式计算：
φLED1=φLED×（1-αt）×(1-β)×τ3×τ4
（6）式中：φLED1为LED信号灯的有效光通量（lm）；φLED为LED发出的总光通量（lm），单只LED的光通量由发光强度分布曲线利用球带系数法计算，再乘以LED数量得到总光通量，也可以从LED的功率乘以光效得到，100只红光LED的总光通量为240lm；αt为温度影响系数，LED的光效率随温度升高而降低，不同颜色的αt值不相同，在环境温度为50℃的条件下红光LED的αt值为：0.30；β为光束溢出损失系数，2002年《照明工程学报》提出了“光束溢出损换”的概念，LED发出的光束有一部分射不到各自的聚光透镜上，不能形成有效光束，β值取0.25；τ3为无色阵列透镜的光透射比，取0.85；τ4为无色保护玻璃的光透射比，取0.9。
将上述各数值代入式（6），计算出红光LED铁路信号灯的有效光通量为96.4lm。白炽灯泡的光谱是连续光谱，通过有色透镜发出的色光的光谱也是连续光谱。LED的光谱线较窄，颜色较纯，特别是红、绿、蓝光，颜色鲜艳，有利于辨认信号。但是选择黄光或白光LED时需要注意，黄色不能偏红，白色不能偏蓝，否则会与红色或蓝色相混淆，超出铁道行业标准要求的颜色范围。
图1所示电路由IC1和IC2组成LED监测模拟电压电平电路，IC1为Microchip公司的PIC12F675微控制器，IC2为Kingbright公司的AAF5060PBESEEVG“彩虹”指示器。IC2在一个封装内装有3块超亮度LED芯片（红、绿、蓝）。调节LED驱动器的占空比，就可以显示出可见光谱中所有可见颜色，其中包括白光。将PicBasic
Pro编译器的PIC程序加到IC1的引用③上，将0~5V输入电压转换成一个与包含一定数量红、蓝和绿光的某一颜色相对应的8位数字信号。 图1
LED监测模拟电压电平电路
在一个脉宽调制（PWM）信号的控制下，每只LED的发光时间都与其相应的红光、绿光或蓝光量成正比。如图2所示，一块LED芯片在每帧14步时间间隔内通电。虽然并非所有的LED都必须同时发光，但是人眼的慢响应将三只LED的光输出综合起来，会产生一种正比于占空比的强度变化的错觉。PIC程序中的RGB编码功能假定IC1的模拟输入具有2.5V的零信号偏移，使所有LED都不发光。冷色（蓝、紫和绿）表示输入电压为0~2.5V；暖色（红、橙、黄和白）表示输入电压为2.5~5V。可通过改变RGB编码表中的基色比例来产生不同的调色板。
图2 LED显示色彩图 2、 LED信号灯的二次光学设计（1） 信号灯基本光学系统
传统的交通信号灯采用白炽灯作为光源，其灯具的基本光学结构可视为由光源、反射器及用于形成光分布的透镜组成，如图3所示。由于白炽灯的光辐射几乎占据整个空间，因此需要用反射器将其他方向上的光收集起来投向要求的区域。通常采用的是抛物面反射器，形成近似于平行的光束，然后用有色透镜的外罩对光束进行偏折、扩散，产生期望的光分布和颜色。
一般单只LED发出的光能量较小，一个交通信号灯往往需要几十只至几百只LED。随着LED技术的发展，单只LED的流明数不断提高，一个灯具内使用的LED数目明显减少。例如，目前飞利浦公司生产的一款交通信号灯仅用了10只LED，目前广泛使用的LED交通信号灯通常使用100~300只LED，基本均匀分布于整个发光面上，每只LED对应一个或一组透镜单元。
图3 传统交通信号灯的基本光学结构
由于某些LED发出的光相对集中于一个较小的立体角范围内，反射器就不再是必要的光学组件，而往往用透镜作为准直光学组件。例如，用凸透镜或菲涅耳透镜产生平行光束，然后用枕形透镜、楔形棱镜等使光束重新扩散、偏折，产生满足标准要求的光分布，如图4所示。图4
LED交通信号结构示例（2） 光通量
无论是欧洲的ECE、美国的ITE还是我国的国家标准，对于信号灯光分布的要求大多体现为H-V系统内的光强分布，见表1。因此，可以根据下式计算出达到标准要求的最小光通量：
（1）式中：φi
为第i个立体角区域内的光通量；Ii为第i个立体角区域内要求的（平均）光强；Hi+1/2、Hi-1/2、Vi+1/2、Vi-1/2为第i个立体角区域的水平角和垂直角的边界。
按式（1）计算所得的光通量是一个理想值，实际上要满足标准要求的光分布，还需考虑透镜的透过率、溢出光损失等因素。因此，需要对φ进行修正，这样得到的才是实际要求光通量的估量值。
LED的光强分布通常是旋转对称的，因此，可以根据生产厂家给出的光分布（如图5所示），由下式计算单只LED所发出的光通量：
（2）式中：Ij为第j个环带区域内的平均光强；θj-1/2、θj+1/2为第j个环带区域的边界。
同样，在这里计算得到也是一个理想值，需考虑温度影响、有效利用率等因素进行修正。利用两个修正后的光通量可以估算出要用的LED的数目。 图5 LED的光强分布 3、
透镜单元 为了能实现对光通量更有效的利用，先用校直系统将LED发出的光校正为平行光。通常所用的凸面透镜的曲率半径为 1/r1-1/r2=1/f×(nL-1)
（3）式中：f为透镜焦距；r1、r2分别为透镜两表面的曲率半径，当该表面为平面时，曲率半径为无穷大；nL为透镜材料的折射率。
对于同样尺寸、同样焦距的凸透镜和菲涅耳透镜而言，其厚度可以相差很大，如图6所示。并且随着透镜尺寸的增加，其厚度的差距也在增大。透镜越厚，意味着光在经过透镜的过程中损失得越多，并且计算中用薄透镜近似而引入的误差也越大。
图6 菲涅耳透镜与凸透镜厚度比较
菲涅耳透镜如图7所示，其实它是一种“大孔径”的消球差透镜，其光学作用和普通凸透镜相同，但比凸透镜薄，重量轻。设计时选用的菲涅耳透镜环数越多，越有助于减小球差和透镜厚度，使光斑更均匀。
图7 菲涅耳透镜的形成
在设计中采用透镜对平行光束进行扩散处理来满足标准的要求。将灯具外罩分割成矩形小单元，用来打碎光波的波面，有利于产生均匀的外观效果。在每个小单元中，采用柱面透镜使光束水平扩散，在确定单元宽度及要求的扩散角度之后，柱面透镜的曲率半径为
r=(b×n2-2ncosδ+1)/(2sinδ) (4)
式中：r为柱面透镜的曲率半径；b为单元的宽度；n为透镜材料的折射率；δ为期望的半扩散角度，如图8所示。 图8 柱面透镜示意图
在确定扩散角度时，应考虑平行光束可能会有一不定期的发散角度α，因此，若要求灯具总扩散角度为50°，则应该取2δ=50°-α，否则可能会导致扩散角度过大。
根据标准，在垂直方向上也有一梯度的光强分布要求，且基本是在水平面之下。可考虑用楔形透镜将光向下偏折，并借助于模拟软件，使光通量在垂直方向上合理分布。单元透镜的结构如图9所示。也可采用椭球面或轮胎面等具有水平和垂直两个方向的弧度的结构，从而可以在两个方向上用不同的曲率半径达到不同的扩散效果。由于交通信号灯的标准一般要求分布于水平之下，因此，在垂直方向上只需用上半段圆弧，产生向下扩散的效果，如图10所示。
图9 单元透镜示例 图10 有双向曲率透镜的示意图
采用两层透镜虽然能对光通量分布有良好的控制，但是两层透镜的透过率损失较大。另外，要获得较理想的平行光，焦点的对准很重要。因LED自身带有的透镜使实际发光不在晶片所在位置，所以，要得到理想的设计效果，发光点位置的确定很重要。
对于发光角度较大的LED，若用菲涅耳透镜作为准直系统的话，应在边缘部位采用内部全反射（TIR）结构。因为，对于菲涅耳透镜，越靠近边缘，光线入射至透镜的角度越大，反射损失成分也越大。若采用TIR结构（如图11所示），可使入射角度接近0°，大大减少了透镜边缘光的反射损失，有利于使透镜呈现均匀照亮的外观。
图11 带有TIR结构的透镜示意图 4、 两种信号灯光度性能分析
现有信号灯光学结构是由内梯菲涅耳透镜、外梯菲涅耳透镜与白炽灯组成。灯泡发出的总光束的一部分经透镜组折射后，成为近似平行光投向远方，成为有效光束，光通量为φ1，按下式计算：
φ1=φ×η1 ×τ1×τ2
（5）式中：φ1为信号灯的有效光通量（lm）；φ为灯泡发出的总光通量（lm），铁道行业标准规定铁路信号灯的光通量不低于285lm，实际产品要高于这个数值，这里按300lm来计算：η1为透镜组的光利用系数，灯泡发出的总光通量中只有被透镜组所包含立体角内的光才被利用，铁路信号灯透镜组对灯泡含的立体角为4.4sr，与灯泡发光总立体角（4π减去灯头遮光部分的立体角）之比为0.36，此值即为透镜组的光束利用率；τ1为颜色透镜的光透射比，铁道行业标准规定红色透镜的光透射比为8%，实际可以达到11%；τ2为无色透镜的光透射比，铁道行业标准规定无色透镜的光透射比不得低于90%。
将上述各数值代入式（5），计算出红色铁路信号灯的有效光通量为10.7lm。
LED信号灯由多只LED与聚光透镜阵列组成，LED的数量为数十只到一百多只，单元透镜的直径为13~15mm。LED信号灯的有效光通量φLED1可按下式计算：
φLED1=φLED×（1-αt）×(1-β)×τ3×τ4
（6）式中：φLED1为LED信号灯的有效光通量（lm）；φLED为LED发出的总光通量（lm），单只LED的光通量由发光强度分布曲线利用球带系数法计算，再乘以LED数量得到总光通量，也可以从LED的功率乘以光效得到，100只红光LED的总光通量为240lm；αt为温度影响系数，LED的光效率随温度升高而降低，不同颜色的αt值不相同，在环境温度为50℃的条件下红光LED的αt值为：0.30；β为光束溢出损失系数，2002年《照明工程学报》提出了“光束溢出损换”的概念，LED发出的光束有一部分射不到各自的聚光透镜上，不能形成有效光束，β值取0.25；τ3为无色阵列透镜的光透射比，取0.85；τ4为无色保护玻璃的光透射比，取0.9。
将上述各数值代入式（6），计算出红光LED铁路信号灯的有效光通量为96.4lm。白炽灯泡的光谱是连续光谱，通过有色透镜发出的色光的光谱也是连续光谱。LED的光谱线较窄，颜色较纯，特别是红、绿、蓝光，颜色鲜艳，有利于辨认信号。但是选择黄光或白光LED时需要注意，黄色不能偏红，白色不能偏蓝，否则会与红色或蓝色相混淆，超出铁道行业标准要求的颜色范围。
LED显示屏故障分析和处理办法
作为LED显示屏产业中的中坚企业，通普科技在多年的发展历程中，形成了自己的技术标准，同时也有了自己的问题处理方法，但身处LED显示屏企业大家庭中，大多数企业遇到的问题也不尽相同，下面是对LED显示屏问题的故障分析和处理办法： A．输出有问题 1、检测输出接口到信号输出IC的线路是否连接或短路。 2、检测输出口的时钟锁存信号是否正常。 3、检测最后一个驱动IC之间的级连输出数据口是否与输出接口的数据口连接或是否短路。 4、输出的信号是否有相互短路的或有短路到地的。 5、检查输出的排线是否良好。 B．全亮时有一行或几行不亮 1、检测138到4953之间的线路是否断路或虚焊、短路。 C．整板不亮 1、检查供电电源与信号线是否连接。 2、检查测试卡是否以识别接口，测试卡红灯闪动则没有识别，检查灯板是否与测试卡同电源地，或灯板接口有信号与地短路导致无法识别接口。（智能测试卡） 3、检测74HC245有无虚焊短路，245上对应的使能（EN）信号输入输出脚是否虚焊或短路到其它线路。 注：主要检查电源与使能（EN）信号。 D．在点斜扫描时，规律性的隔行不亮显示画面重叠 1、检查A、B、C、D信号输入口到245之间是否有断线或虚焊、短路。 2、检测245对应的A、B、C、D输出端与138之间是否断路或虚焊、短路。 3、检测A、B、C、D各信号之间是否短路或某信号与地短路。 注：主要检测ABCD行信号。 E．显示混乱，但输出到下一块板的信号正常 1、检测245对应的STB锁存输出端与驱动IC的锁存端是否连接或信号被短路到其它线路。 F．全亮时有一列或几列不亮 1、在模块上找到控制该列的引脚，测是否与驱动IC（74HC595/TB62726、、、）输出端连接。 G．有单点或单列高亮，或整行高亮，并且不受控 1、检查该列是否与电源地短路。 2、检测该行是否与电源正极短路。 3、更换其驱动IC。 H．显示混乱，输出不正常 1、检测时钟CLK锁存STB信号是否短路。 2、检测245的时钟CLK是否有输入输出。 3、检测时钟信号是否短路到其它线路。 注：主要检测时钟与锁存信号。 I．显示缺色 1、检测245的该颜色的数据端是否有输入输出。 2、检测该颜色的数据信号是否短路到其它线路。 3、检测该颜色的驱动IC之间的级连数据口是否有断路或短路、虚焊。 注：可使用电压检测法较容易找到问题，检测数据口的电压与正常的是否不同，确定故障区域。 J．全亮时有单点或多点（无规律的）不亮 1、找到该模块对应的控制脚测量是否与本行短路。 2、更换模块或单灯。 K．在行扫描时，两行或几行（一般是2的倍数,有规律性的）同时点亮 1、检测A、B、C、D各信号之间是否短路。 2、检测4953输出端是否与其它输出端短路。
LED屏幕关键技术指标说明
以下为技术指标的解释说明： 1.图素失控率图素失控率是指屏幕的最小成像单元（图素）工作不正常（失控）所佔的比例。而图素失控有两种模式：一是盲点，也就是瞎点，在需要亮的时候它不亮，称之为瞎点；二是常亮点，在需要不亮的时候它反而一直在亮着，称之为常亮点。一般地，图素的组成有2R1G1B（2颗红灯、1颗绿灯和1颗蓝灯，下述同理）、1R1G1B、2R1G、3R6G等等，而失控一般不会是同一个图素裡的红、绿、蓝灯同时全部失控，但只要其中一颗灯失控，即认为此图素失控。为简单起见，按LED屏幕的各基色（即红、绿、蓝）分别进行失控图素的统计和计算，取其中的最大值作为屏幕的图素失控率。失控的图素数佔全屏图素总数之比，称之为「整屏图素失控率」。另外，为避免失控图素集中于某一个区域，即「区域图素失控率」，也就是在100×100图素区域内，失控的图素数与区域图素总数（即10000）之比。 2.灰阶等级灰阶也就是所谓的色阶或灰度，是指亮度的明暗程度。对于数位化的显示技术而言，灰阶是显示色彩数的决定因素。一般而言灰阶越高，显示的色彩越丰富，画面也越细腻，更易表现丰富的细节。 灰阶等级主要取决于系统的A/D转换位元数。当然系统的视讯处理芯片、内存以及传输系统都要提供相应位元数的支援才行。 LED屏幕如果采用8位元处理系统，也即256（28）级灰阶。简单理解就是从黑到白共有256种亮度变化。如果采用RGB三原色即可构成256×256×256=16777216种顏色，即通常所说的16兆色。 国际品牌屏幕主要采用10位元处理系统，即1024级灰阶，RGB三原色可构成10.7亿色。灰阶虽然是决定色彩数的决定因素，但并不是说无限制越大越好。因为首先人眼的解析度是有限的，再者係统处理位元数的提高会牵涉到系统视讯处理、存储、传输、扫瞄等各个环节的变化，成本剧增，性价比反而下降。一般来说民用或商用级产品可以采用8位元系统，广播级产品可以采用10位元系统。 3. 色差校正 由于色座标的差异，电视视讯信号的色域与LED的色域存在差别，造成播出的电视节目顏色显得不真实。所以，色座标的校正十分重要。校正的转换计算比较复杂，难于用软体完成，从各厂家的产品来看，儘管大家都声称有这种色校正功能，恐怕都没有做到色校正。 4. 一致性 全彩LED大型屏幕的最大难点就是一致性，或者说最容易被观眾觉察的毛病就是一致性不好，屏幕显得一块深一块浅，俗称马赛克现象，是最令人反感的。造成一致性不好的原因是多方面的，包括选用的LED品质、驱动电路、结构设计和施工等。但是，除非所用发光二极体的离散性太大外，否则一致性的问题主要是设计和施工问题。或许一般的人观看有问题的LED户外看板，也许一开始看不到马赛克现象，也许很轻但不是没有，一般人与专业人士的观察将有一些差异。 5.亮度鑑别等级亮度鑑别等级是指人眼能够分辨的图像从最黑到最白之间的亮度等级。前面提到屏幕的灰阶等级有的很高，可以达到256级甚至1024级。但是由于人眼对亮度的敏感性有限，并不能完全识别这些灰阶等级。也就是说可能很多相邻等级的灰阶人眼看上去是一样的。而且眼睛分辨能力每人各不相同。对于屏幕，人眼识别的等级自然是越多越好，因为显示的图像毕竟是给人看的。人眼能分辨的亮度等级越多，意味着屏幕的色空间越大，显示丰富色彩的潜力也就越大。亮度鑑别等级可以用专用的软体来测试，一般屏幕能够达20级以上就算是比较好的等级了。 6. 数位处理能力 要得到优质图像，必须有高品质的视讯信号源。对于一般的大屏幕用户，所能得到的最好信号就是广播电视信号，DVD、VCD等只是家用级的。因此，对输入信号进行数位处理、提升图像品质就是必不可少的了。事实上大家都有这样的体会：播放经过挑选的节目时，显示效果是非常满意的，但如果是实况转播电视节目或放映DVD影片，难免有各种画面和镜头，例如夜景等暗画面或大面积的高亮度明亮画面，那时效果就要大打折扣了。怎样才能在各种画面和镜头下都有满意的效果呢?这就要靠数位信号处理，例如数位梳形滤波，滤波降噪，边缘锐化，远动预测和补偿，色度修正，非线性修正等等。特别值得一提的是比例缩放(SCALE)处理，是LED大屏幕的特殊问题，要由大屏幕业界下功夫研究。由于大屏幕像素总是少于视讯资讯源，在播放时必然遇到比例缩放问题，採样和重现中的损失以及造成的混迭和缺陷会造成图像品质下降。如何减少和降低损失，需要数位信号处理技术。数位图像处理技术已经取得很大的进展，有许多成果，例如大尺寸电视或投影中的技术成果，可以直接运用到大屏幕显示中来。数位处理系统的处理能力集中体现在处理位元数和处理速度上，运用DSP或高档FPGA是必然趋势。 7.灰阶非线性变换灰阶非线性变换是指将灰阶数据按照经验资料或某种算术非线性关係进行变换再提供给屏幕显示。由于LED是线性器件，与传统显示器的非线性显示特性不同。为了能够让LED显示效果能够符合传统资料源同时又不损失灰阶等级，一般在LED显示系统后级会做灰阶数据的非线性变换，变换后的资料位元数会增加（保证不遗失灰阶数据）。 8.可靠性和寿命 可靠性是屏幕的生命，无论是用于企业形象，或是基于商业模式的活动，LED屏幕稳定可靠都是至关重要的。可靠性指标由平均无故障时间(MTBF)和平均修復时间(MTTR)来表述。MTBF 10000小时是一个非常高的指标，实际上也不一定需要。不少厂家下了大功夫提高系统的可靠性，但是究竟达到了什麼水准，并不能提供有说服力的资料，这也造成了我们在选购LED屏幕的难处，并造成了LED屏幕品质与价格上的差异。来源：LEDinside
2008年7月26日星期六
LED照明知识(第二部分)：降压结构的实现
随着LED的广泛应用，在很多地方线性电源这种简单的结构已经不能满足需求。一般情况下，当用电阻的方式设定LED所需的正向电流的时候，这种简单的驱动方式可以连续的由电源向负载提供能量。由于LED的电流与电阻上的相同，所以电阻上产生的功耗会随输入电压的增加而增加。例如，一个用线性电源驱动的LED，效率为70%，用5V线性电源提供1A电流给一个典型的白光InGaN LED (VF = 3.5V)。在相同的工作条件下，当输入电压上升到12V时，它的效率将会降到30%。在如此低效率的情况下是无法应用的。 开关电源 开关电源改善了由于输入变化使得效率变化比较大的问题。这种方式是通过控制占空比的方式来满足输出所需要的电压或电流。由于开关电源会产生脉冲式的电压和电流，所以这就需要用一些储能器件(电感或电容)对这些脉冲波形进行整形。和线性电源相反，开关电源可以通过不同的设置来实现电流或电压的降、升或者同时升降的功能。开关电源同样可以在宽的输入或输出范围下实现高效率。在前面的例子中，用一个降压型的开关电源取代线性电源后，当输入电压由5V变到12V后，电路的效率由95%变到98%。 开关电源在效率和结构的灵活性上得到了很大的提升，但由于周期性的开关造成了噪声的增加，同时由于结构的复杂使得电路的可靠性下降和成本的上升。恒流型LED电路可以被简单的认为是一个恒流源。拓扑结构的选择应该考虑最少的外部原件和最好的性能为标准，这样可以提高电路的稳定性和减少成本。鉴于LED的动态调光特性好，在设计的时候要考虑使这种特性能够方便应用。幸运的是，基本降压开关电路在实现这些特性的时候表现的非常好，所以LED驱动一般选择降压型开关电源。 恒流输出级 开关调整器最常用的是电压调整器。图1a为一种基本恒压型降压调整器。降压控制器可以在输入电压变化的情况下，通过控制占空比或频率的变化使输出电压保持恒定。输出所需的电压由下面的公式计算得到(Eq. 1) 式1 图1a：基本降压型电压调整器。 电感L用来设置电感电流纹波的峰-峰值ΔIpp的大小，电容Co用来设置输出电压纹波和输出电压的负载瞬态响应。在这种降压型逆变器中电感的平均电流等于负载电流，因此我们可以通过控制电感电流纹波的峰-峰值来控制负载电流。这样可以使电压源控制的方式转换成电流源控制的方式。图1b为一种基本电流型降压调整器。与恒压型相似，恒流型降压调整器可以在输入电压变化的情况下，通过控制占空比或频率的变化使输出电流IF保持恒定。输出所需的电流由下面的公式计算得到(Eq. 2)： 式2 图1b：基本电流型降压调整器。 在我们设定好LED电流IF之后，我们必须准确的检测电感上的电流。从理论上来说，检测电感电流有很多方式，例如利用MOSFET的导通阻抗Rdson检测或者用电感的直流电阻检测。但是实际上这些检测方式在精度上不能满足LED电流设置的要求(高亮度LED的精度为5%-15%)。如果直接用电阻RFB来检测IF，这样在精度上就可以满足要求，但是在电阻上将会产生额外的功耗。降低反馈电压VFB，在同样的检测电流IF (图. 2)的情况下可以降低检测电阻的阻值，这样就可以使功耗降到最低。最新的LED驱动大多数提供的参考电压(反馈电压)在50-200毫伏之间。 恒流降压调整器独特之处在于输出可以不需要电容。因为有连续的输出电流和不存在负载瞬态变化，这个调整器中输出电容的作用只是局限于电流滤波器。当我们设置成没有电容的恒流型降压调整器时，此时输出阻抗将大幅增加，而对于升压型来说，由于输出阻抗增加，为了满足输出电流恒定，输出电压也将会大幅增加。结果调光的速度和调光的范围都有了显著的提高。在应用过程中，从背光和机器视觉角度来说调光的范围是一种非常有价值的特性。 在另一方面，由于输出电容不足，AC电流的纹波电路需要比较大的电感，以满足LED纹波的要求(正向电流ΔIF = ±5 到20%)。在同样的电流纹波时，大电感会增加面积和LED驱动的成本。因此在恒流降压电路中，输出电容的使用要在成本、面积和调光的速度、范围之间经行权衡。 例如，用纹波电流驱动一个1A的白光LED(VF ≈ 3.5V)，ΔIF需要满足±5%范围内，输入电压12V，频率为500kHz，在电感电流幅度为1.1A时，只能允许使用50mH的电感。然而如果电感的纹波电流允许增加±30%，那么电感将会小于10mH。如果10mH和50mH电感在使用相同的材料和相同的额定电流的情况下，在成本和体积方面，10mH大概只是50mH的一半。为了用10mH电感实现需求的ΔIF (±5 %)，输出电容需要根据LED的动态电阻rD和检测电阻RFB和在此开关频率下电容的阻抗来计算，可以利用下面的表达式(Eq. 3) 式3 式4： 式4 环路控制结构 基于降压的结构可以与很多环路控制结构很好的匹配，而且不用考虑稳定性的限制，例如右半平面零点问题。除了和其他调光方法兼容以外，这种降压结构使得PWM调光变得容易。基于这种结构的LED驱动可以使系统设计人员提供更多的选择。滞回控制非常适合在开关频率变化比较快和输入范围比较小的情况下应用，例如白纸灯泡和交通灯。由于滞回控制不用考虑稳定性限制，所以不需要考虑环路补偿。不像环路控制那样受带宽限制。利用滞回控制驱动降压LED驱动(图.2a)使设计变得简单，也减少了器件数量和成本。这种结构也使PWM调光的范围比其他结构好。利用滞回控制的LED驱动非常适合在要求调光范围非常大和调光频率比较高以及开关频率变化非常大的情况下应用。 图2a：基本的滞回控制降压驱动。 类似的滞回降压LED驱动可以在固定频率操作和不需要开关频率变化的滞回控制之间提供了一个比较好的折中方案。控制开启时间的降压LED驱动(图2b)使用了一个滞回比较器和开启时间控制器。让开启时间与输入电压成反比，这样可以让开关频率的变化减少的最小。运用这种结构同样可以避免环路控制的带宽限制。运用不同的调光结构可以让调光范围变得非常宽。 图2b：开启时间控制的降压LED驱动。 在一些情况下，例如许多自动控制应用中，LED驱动与外部时钟或与驱动之间进行同步时要求减少噪音的干扰。在没有时钟的滞回控制和准滞回控制的结构在执行同步频率时会带来困难。相比来说，这个问题对于由时钟控制的调整器来说就比较容易实现，例如图2c中固定频率的降压LED驱动。固定频率控制可以解决这个复杂的问题，但是由于它动态响应的限制也影响了调光的范围。 图2c：基本的固定频率的降压LED驱动。 总之，降压LED驱动的很多特点使其变得很有吸引力。它可以很容易设置成电流源，也可以实现最少的外围元器件，器件少可以使得设计变得简单，提高驱动的稳定性，也可以减少成本。降压结构的LED适合很多种控制方式使其应用的灵活性比较高。它输出可以省略输出电容，也可以与其他不同的调光方式进行很好的匹配，这些特点可以允许它在高速调光和宽范围调光的情况下应用。当应用允许的情况下，所有的这些特点使得降压LED驱动的拓扑结构有了很多的选择。 什么样的应用条件不允许使用这种结构呢？例如家用或商用的照明需要上千流明，设计一种方法来驱动一个LED串。LED串上的总的正向压降等于其中每个LED正向压降之和。在一些情况下，系统的输入电压范围可能比一串LED的正向压降低，或者有的时候高有的时候低。这些情况下有可能会需要升压结构，也有可能会需要降-升压开关调整器。在下一部分，我们将会讨论升压和降-升压结构的LED驱动。 作者简介 Sameh Sarhan：加利福尼亚州圣克拉拉县，主要从事于中压/高压电源管理的应用工程师。从1998年开始，开始涉及电源电子。曾经在联邦无线电委员会和Vicor公司工作。工作经验包括设计软/硬开关电源，从几瓦到600瓦开关电源。Sameh1996年在开罗大学(埃及)电子工程系取得学士学位。 Chris Richardson：中压和高压的应用工程师。他的主要工作是划分任务，包括实验室工作、新ic评估、规格书的书写和应用注意事项等文档工作、培训现场工程师工作。2001年加入国家半导体以来，Chris工作的重点主要是同步控制器和调整器。在最近的3年，他主要是关注于高亮度LED在汽车和工业方面的应用。Chris拥有维吉尼亚工学院和州立大学的学士学位。下页为英文原文参考 A matter of light, Part 2--- Buck whenever possible By Sameh Sarhan and Chris Richardson, National Semiconductor In part one of this series, we thrashed out the basics of LED lighting sources and their driving requirements. The performance of simple driving techniques, such as voltage sources/ballast resistors and linear regulators, fall short as the complexity and input power requirements of LED-based lighting sources increase. Thus a more sophisticated switch-mode LED driver is required. So what would be the topology of choice? In part 2, we discuss why a constant-current buck converter should be the first preference when it comes to switch-mode LED drivers or, in other words, why the buck should be used whenever possible. The rapid adoption of LEDs in various applications makes simple drive solutions such as linear regulators impractical in many cases. In general, simple drive schemes continuously dELiver power from the input source to the driver's output while using resistive elements to program the desired LED forward current. For the same LED current, the losses in these resistive elements increase considerably as the line voltages increase. For example, a linear regulator based LED driver yields 70 percent efficiency when supplying 1 amp from a 5-volt input source to a typical white InGaN LED (VF = 3.5V). Under the same operating conditions, the driver's efficiency will drop to approximately 30 percent when the input voltage increases to 12 volts. Such poor efficiencies require impractical thermal management schemes. Switching regulators Switching regulators improve the conversion efficiency. They interrupt the power flow while controlling the conversion duty cycle to program the desired output voltage or output current. Interrupting the power flow results in pulsating current and voltage and therefore it necessitates the use of energy storage elements (inductors and/or capacitors) to filter these pulsating waveforms. Contrary to linear regulators, switching regulators can be configured in different arrangements to realize voltage or current step-down (buck), step-up (boost) or both (buck-boost) functions. They are also capable of achieving high conversion efficiencies across wide input/output range. Replacing the linear regulator with a buck-based LED driver in the previous example yields 95 to 98 percent efficiency across the 5-to-12 volt input range. The configuration flexibility and the efficiency improvements of switching regulators come at the expense of higher noise generation caused by the periodic switching events, as well as higher premiums and reduced reliability due to their perceived complexity. Constant-current LEDs favor regulator topologies that can be simply configured as a constant-current source. The selected topology should also combine high performance with minimum component-count to increase the driver's reliability and to reduce cost. It should also facilitate the use of various dimming techniques to take advantage of the LEDs dynamic light- tuning characteristic. Fortunately, the most basic step-down (buck) switching topology enjoys all these characteristics, making it the regulator of choice to drive LEDs whenever possible. Constant-current power stage Switching regulators are most commonly known as voltage regulators. Figure 1a illustrates a basic constant-voltage buck regulator. The buck controller maintains a constant output voltage as the line voltage changes by varying the operating duty cycle (D) or the switching frequency. The desired output voltage set point is programmed using the following equation (Eq. 1): Eq. 1 Fig. 1a: Basic step-down (buck) voltage regulator. The inductor, L, is selected to set the peak-to-peak current ripple, ΔIpp, while the capacitor, Co, is selected to program a desired output-voltage ripple and to provide output-voltage hold-up under load transients. The average inductor current in a buck converter is equal to the load current, and, therefore, we can set the load current by controlling the peak-to-peak inductor-current ripple. This significantly simplifies the conversion of a constant-voltage source into a constant-current source. Figure 1b illustrates a basic constant-current buck regulator. Similarly, constant-current buck regulators provide line regulation by adjusting the conversion duty cycle or the switching frequency, and the LED current, IF, is programmed using the following equation (Eq. 2): Eq. 2 Fig. 1b: Basic step-down (buck) current regulator. After we set the LED current, IF, we must properly sense the inductor current. Theoretically, multiple current sense schemes such as MOSFET Rdson sensing and inductor DCR sensing can be used. However, practically, the current sense precision of some of these would not meet the required LED current set point accuracy (5 to 15 percent for a high brightness LED (HB-LED). If we directly sense IF through an inline resistor, RFB, we can secure the needed precision, but there may be excessive power dissipation in the current-sense resistor. Lowering the feedback voltage, VFB, allows the use of lower resistance values for the same IF (Eq. 2), which minimizes losses. The newer dedicated LED drivers generally offer reference voltages (feedback voltages) within the range of 50 to 200 millivolts. Uniquely, constant-current buck-driven regulators can be configured without output capacitance. The use of the output capacitor, Co, in these regulators is limited to AC current filtering since they inherently do not experience load transients and have continuous output currents. When we configure a constant-current buck regulator without output capacitance, we substantially increase the converter's output impedance and, in turn, boost the converter's ability to rapidly change its output voltage so that it can maintain a constant current. As a result, the dimming speed and dimming range of the converter improve significantly. Wide dimming range is valuable feature in applications such as backlighting and machine vision. On the other hand, lacking the required output capacitance, AC-current-ripple filtering circuitry necessitates the use of higher inductance values in order to meet the LED manufacturers recommended ripple current (ΔIF = ±5 to 20 percent of the DC forward current). At the same current rating, higher inductance values increase the size and cost of the LED driver. Consequently, the use of output capacitors in constant-current buck-based LED drivers is governed by a tradeoff between cost and size versus dimming speed and dimming range. For example, in order to drive a single white LED (VF ≈ 3.5 volts) at 1 amp with a ripple current, ΔIF, of ±5 percent from an input of 12 volts at 500 kHz requires a 50 microhenry inductor with a current rating of 1.1 amps. However if the inductor ripple-current is allowed to increase to ±30 percent, then the inductance required is less than 10 microhenries. For the same core material and at approximately the same current rating, a 10 microhenry inductor will be typically offered at roughly half the size and cost of a 50 microhenry inductor. To attain the desired ΔIF (±5 percent) using the 10 microhenry inductor, the output capacitance required is calculated based on the dynamic resistance, rD, of the LED, the sense resistance, RFB, and the impedance of the capacitor at the switching frequency, using the following expression (Eq. 3): Eq. 3 where (Eq. 4): Eq. 4 Control-loop schemes Buck-based power stages are well-matched to several control-loop schemes and free of stability limitations such as right-half-plane zeros. They uniquely facilitate the shunt PWM dimming approach in addition to being compatible with other dimming methods. This provides the system designer with configuration flexibility when designing an LED driver for specific requirements. Hysteretic control is well-suited for applications such as light bulbs and traffic lights, in which variable switching frequencies are tolerated or where narrow input-voltage range supplies are used. Hysteretic control doest not experience control-loop bandwidth restrictions, which eliminates the need for loop compensation because of its inherent stability. Utilizing hysteretic control to drive a buck-based LED driver (Fig. 2a) greatly simplifies the design as well as reduces the component count, and the cost of the driver. This configuration also yields superior PWM dimming ranges that outperform other buck-based schemes. Using hysteretic buck-based LED drivers with the shunt-dimming approach is well-suited for applications that require ultra-wide dimming ranges at high dimming frequencies and that can tolerate variable switching frequencies. Fig. 2a: Basic hysteretic buck-based driver. Quasi-hysteretic buck-based LED drivers offer a good compromise between fixed-frequency operation and hysteretic control for applications in which variable switching frequencies may not be desired. The controlled on-time (quasi-hysteretic) buck-based LED driver (Fig. 2b) employs a control scheme based on a hysteretic comparator and a one-shot on-timer which is used to set a controlled on-time. This controlled on-time is programmed so that it is inversely proportional to the input voltage, and, therefore, it minimizes the switching frequency variations as the line voltage changes. Using this scheme also eliminates the need for control-loop bandwidth limitations, enabling it to achieve wide dimming ranges when used with different dimming configurations. Fig. 2b: Basic controlled on-time buck-based LED driver. In some cases, as in a number of automotive applications, synchronizing the LED driver(s) to an external clock or to each other may be required to minimize noise interference. Implementing the frequency synchronization feature with the non-clock-based hysteretic and quasi-hysteretic scheme can be challenging. In contrast, this feature can be simply realized in clock-based regulators such as the fixed-frequency buck LED driver shown in Fig. 2c. Fixed frequency control generally yields a more complex solution, and it limits the dimming range of the driver regardless of the dimming approach due to its dynamic response limitations. Fig. 2c: Basic fixed-frequency buck-based LED driver. In summary, there are many characteristics that make buck-based regulators attractive LED drivers. They are simple to configure as a current source and can be realized with minimum component counts, which simplifies the design process, improves the drivers' reliability, and reduces cost. Buck-based LED drivers also provide configuration flexibility since they are compatible with multiple control schemes. They also allow for high-speed dimming as well as wide dimming ranges since they can be configured without output capacitance and are well-matched to various dimming approaches including shunt dimming. All these features make buck-based (step-down) LED drivers the topology of choice whenever the application permits. What if the application does not permit their use? Applications such as residential and commercial lighting require thousands of lumens, creating a need to drive LED strings. The total forward voltage drop of an LED string is equal to the sum of the forward voltage drops of all the LEDs in the string. In some cases, the input voltage range of the system can be lower than the forward voltage drop of the LED string, or it can vary so that sometimes it's lower and sometimes it's higher. These scenarios would require either boost, or buck-boost switching regulators. In the next installment, we discuss the challenges of using boost and buck-boost topologies to drive LEDs. About the authors Sameh Sarhan is a staff applications engineer for the Medium Voltage/High Voltage Power Management group in Santa Clara, CA. He has been involved with power electronics in various forms since 1998, having worked for FRC Corp. and Vicor Corp. His experience includes the design of hard/soft switching power supplies from a few watts to 600 watts. Sameh received a bachelor's degree in electronics engineering in 1996 from Cairo University (Egypt). Chris Richardson is an applications engineer in the Power Management Products group, Medium and High Voltage Division. His responsibilities are divided between lab work, bench evaluation of new ICs, written work such as datasheets and applications notes, and training for field engineers and seminars. Since joining National Semiconductor in 2001, Chris has worked mainly on synchronous buck controllers and regulators. In the last three years he has focused on products for the emerging high brightness LED market in the automotive and industrial areas. Chris holds a BSEE from the Virginia Polytechnic Institute and State University. 来源：美国国家半导体公司
红外热像仪成LED应用和发展的关键因素
LED作为取代传统照明工具（如白炽灯、卤素灯等）的新型光源，其散热效果严重影响LED的实际使用寿命，散热工艺成为LED应用和发展的关键因素，红外热像仪可以进行LED温度检测，帮助验证散热工艺。 事实上，LED的实际寿命与工作温度往往成反比，如LED使用寿命在工作温度为74℃为10000小时、63℃为25000小时，小于50℃时，则可为50000小时。根本原因是LED的光电转换效率极差，大约只有15%至20%左右电能转为光输出，其余均转换成为热能，因此，当大量使用高功率的LED于一块模组，应用于高亮度的操作时，这些极差的转换效率将造成散热处理的大问题。 热像仪不仅在研发过程中能够发挥作用，而且也可以应用在产品的品质管理等方面。 1研发:主要是对LED模块驱动电路（包括电源）、光源半导体发热分布分析、及光衰测试等。 a）LED模块驱动电路 在LED产品研发中，需要工程师进行一部分驱动电路设计，例如整流器电路模块。利用热像仪，工程师可以迅速而便捷地发现电路上温度异常之处，便于完善电路设计。 b）LED光源半导体芯片发热 利用热像仪，工程师可以通过光源半导体芯片发热红外热图，分析出其芯片在工作时的温度，以及温度的分布情况，在此基础，达到提高LED产品寿命的目的。 c）光衰试验 LED产品的光衰就是光在传输中的信号减弱，而现阶段全球的LED大厂们做出的LED产品光衰程度都不相同，大功率LED同样存在光衰，这和温度有着直接的关系，主要是由晶片、荧光粉和封装技术决定的。目前，市场上的白光LED其光衰可能是向民用照明进军的首要问题之一。 2品质管理 a）半导体照明：吹制灯泡均匀性 通过热像仪抓拍产线玻璃吹泡的过程，进行参数修正，改善掐口工艺，可以有效提高产品成品率，降低成本。 b）LED检测芯片封装前的温度 LED芯片封装前检测温度可以避免封装后因温度异常，降低废品率。此阶段手不能接触表面，热像仪能够很好的帮助客户发现此处的问题，作为流水线检测工具。 c）LED成品显示屏开机测试 LED显示屏完成后，要做最后验收，通过不同颜色的测试来看屏幕是否符合交货的要求，目前大多数企业都没有这个流程。使用热像仪后，能够为厂家完善产品检测标准，提高产品质量。 典型客户 大晨光电、飞利浦照明等。 红外热像仪的独特作用 在使用热像仪前，LED产品企业一直都没有很好的解决这个问题手段或方法。热像仪能够发挥独特作用： 1通过红外线热像仪检测目标时，不需要断电，操作方便，同时非接触测量使原有的温度场不受干扰；反应速度较快，小于1毫秒。 2Fluke热像仪IR-Fusion技术：用户采用Fluke专利IR-Fusion技术除了可以拍摄红外图像外，还可以同时捕获一幅可见光照片，并将其融合在一起，有助于第一时间识别和定位故障。 拍摄时可能会遇到哪些问题？ 可能由于观察目标较小，使用160×120热像仪时，会发生很难发现准确的故障点，需要我们更换320×240热像仪（甚至需要更换镜头）进行检测。 如何才能拍摄优质红外热像？ 使用热像仪进行拍摄时，若要得到一幅优秀的红外热图，我们建议： 1需要分辨较小温差的场合，尽量选择热灵敏度较高的热像仪； 2先用自动模式测量温度范围；然后手动设置水平及跨度，将温度范围设置在最小，并包含有先前测量的温度范围。来源：中国化工仪器网
2008年7月25日星期五
LED显示屏术语说明（1）
色彩：将红色和绿色LED放在一起作为一个像素制作的显示屏叫双色屏或彩色屏；将红、绿、蓝三种LED管放在一起作为一个像素的显示屏叫三色屏或全彩屏。 像素：制作室内LED屏的像素尺寸一般是2-10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屏的像素尺寸多为12-26毫米，每个像素由若干个各种单色LED组成，常见的成品称像素筒。双色像素筒一般由3红2绿组成，三色像素筒用2红1绿1蓝组成。无论用LED制作单色、双色或三色屏，想显示图像需要构成像素的每个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，颜色过渡已很柔和，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级灰度的。 显示速度：是指LED显示屏更新和转换画面的速度，通常用帧/秒来表示。 接口：VGA输入接口：VGA接口采用非对称分布的15pin连接方式，其工作原理：是将显存内以数字格式存储的图像(帧)信号在RAMDAC里经过模拟调制成模拟高频信号，然后再输出到等离子成像，这样VGA信号在输入端(LED显示屏内)，就不必像其它视频信号那样还要经过矩阵解码电路的换算。从前面的视频成像原理可知VGA的视频传输过程是最短的，所以VGA接口拥有许多的优点，如无串扰无电路合成分离损耗等。 DVI输入接口：DVI接口主要用于与具有数字显示输出功能的计算机显卡相连接，显示计算机的RGB信号。DVI（DigitalVisualInterface）数字显示接口，是由1998年9月，在IntEL开发者论坛上成立的数字显示工作小组（DigitalDisplayWorkingGroup简称DDWG），所制定的数字显示接口标准。 DVI数字端子比标准VGA端子信号要好，数字接口保证了全部内容采用数字格式传输，保证了主机到监视器的传输过程中数据的完整性（无干扰信号引入），可以得到更清晰的图像。 标准视频输入（RCA）接口：也称AV接口，通常都是成对的白色的音频接口和黄色的视频接口，它通常采用RCA(俗称莲花头)进行连接，使用时只需要将带莲花头的标准AV线缆与相应接口连接起来即可。AV接口实现了音频和视频的分离传输，这就避免了因为音/视频混合干扰而导致的图像质量下降，但由于AV接口传输的仍然是一种亮度/色度(Y/C)混合的视频信号，仍然需要显示设备对其进行亮/色分离和色度解码才能成像，这种先混合再分离的过程必然会造成色彩信号的损失，色度信号和亮度信号也会有很大的机会相互干扰从而影响最终输出的图像质量。AV还具有一定生命力，但由于它本身Y/C混合这一不可克服的缺点因此无法在一些追求视觉极限的场合中使用。 S视频输入：S-Video具体英文全称叫SeparateVideo，为了达到更好的视频效果，人们开始探求一种更快捷优秀清晰度更高的视频传输方式，这就是当前如日中天的S-Video(也称二分量视频接口)，SeparateVideo的意义就是将Video信号分开传送，也就是在AV接口的基础上将色度信号C和亮度信号Y进行分离，再分别以不同的通道进行传输，它出现并发展于上世纪90年代后期通常采用标准的4芯(不含音效)或者扩展的7芯(含音效)。带S-Video接口的显卡和视频设备(譬如模拟视频采集/编辑卡电视机和准专业级监视器电视卡/电视盒及视频投影设备等)当前已经比较普遍，同AV接口相比由于它不再进行Y/C混合传输因此也就无需再进行亮色分离和解码工作，而且使用各自独立的传输通道在很大程度上避免了视频设备内信号串扰而产生的图像失真，极大地提高了图像的清晰度，但S-Video仍要将两路色差信号(CrCb)混合为一路色度信号C，进行传输然后再在显示设备内解码为Cb和Cr进行处理，这样多少仍会带来一定信号损失而产生失真(这种失真很小但在严格的广播级视频设备下进行测试时仍能发现)，而且由于CrCb的混合导致色度信号的带宽也有一定的限制，所以S-Video虽然已经比较优秀但离完美还相去甚远，S-Video虽不是最好的，但考虑到目前的市场状况和综合成本等其它因素，它还是应用最普遍的视频接口。 视频色差输入接口：目前可以在一些专业级视频工作站/编辑卡专业级视频设备或高档影碟机等家电上看到有YUVYCbCrY/B-Y/B-Y等标记的接口标识，虽然其标记方法和接头外形各异但都是指的同一种接口色差端口(也称分量视频接口)。它通常采用YPbPr和YCbCr两种标识，前者表示逐行扫描色差输出，后者表示隔行扫描色差输出。由上述关系可知，我们只需知道YCrCb的值就能够得到G的值(即第四个等式不是必要的)，所以在视频输出和颜色处理过程中就统一忽略绿色差Cg而只保留YCrCb，这便是色差输出的基本定义。作为S-Video的进阶产品色差输出将S-Video传输的色度信号C分解为色差Cr和Cb，这样就避免了两路色差混合解码并再次分离的过程，也保持了色度通道的最大带宽，只需要经过反矩阵解码电路就可以还原为RGB三原色信号而成像，这就最大限度地缩短了视频源到显示器成像之间的视频信号通道，避免了因繁琐的传输过程所带来的图像失真，所以色差输出的接口方式是目前各种视频输出接口中最好的一种。 BNC端口：通常用于工作站和同轴电缆连接的连接器，标准专业视频设备输入、输出端口。BNC电缆有5个连接头用于接收红、绿、蓝、水平同步和垂直同步信号。BNC接头有别于普通15针D－SUB标准接头的特殊显示器接口。由R、G、B三原色信号及行同步、场同步五个独立信号接头组成。主要用于连接工作站等对扫描频率要求很高的系统。BNC接头可以隔绝视频输入信号，使信号相互间干扰减少，且信号频宽较普通D－SUB大，可达到最佳信号响应效果。 RS232C串口:RS-232C标准（协议）的全称是EIA-RS-232C标准，其中EIA(ElectronicIndustryAssociation)代表美国电子工业协会，RS（ecommededstandard）代表推荐标准，232是标识号，C代表RS232的最新一次修改（1969），在这之前，有RS232B、RS232A。。它规定连接电缆和机械、电气特性、信号功能及传送过程。常用物理标准还有有EIA#0;RS-232-C、EIA#0;RS-422-A、EIA#0;RS-423A、EIA#0;RS-485.这里只介绍EIA#0;RS-232-C（简称232，RS232）。计算机输入输出接口，是最为常见的串行接口，RS-232C规标准接口有25条线，4条数据线、11条控制线、3条定时线、7条备用和未定义线，常用的只有9根，常用于与25-pinD-sub端口一同使用，其最大传输速率为20kbps，线缆最长为15米。RS232C端口被用于将计算机信号输入控制LED显示屏。 通讯距离：一般LED显示屏的信号输入是微机或其它设备，显示屏离信号输入设备都有一段距离，所以要求LED显示屏必须支持远距离信号的输入并还原，基本所有的LED显示屏都支持10米以上的信号输入。 寿命：通常LED显示屏都在室外使用，所以要求LED显示屏能适应户外多变的使用环境，在抗老化和无故障运行要比其它显示设备都要稍胜一筹。一般正常无故障的使用时间都可以达到5000小时以上。 LED显示屏：LED显示屏（LEDpanel）：LED就是lightemittingdiode，发光二极管的英文缩写，简称LED。它是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，用来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。 LED显示屏分为图文显示屏和视频显示屏，均由LED矩阵块组成。图文显示屏可与计算机同步显示汉字、英文文本和图形；视频显示屏采用微型计算机进行控制，图文、图像并茂，以实时、同步、清晰的信息传播方式播放各种信息，还可显示二维、三维动画、录像、电视、VCD节目以及现场实况。LED显示屏显示画面色彩鲜艳，立体感强，静如油画，动如电影，广泛应用于车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、银行、证券市场、建筑市场、拍卖行、工业企业管理和其它公共场所。 它的优点：亮度高、工作电压低、功耗小、微型化、易与集成电路匹配、驱动简单、寿命长、耐冲击、性能稳定。
氙气闪光灯和LED补光灯的区别
LED补光灯是使用LED发光二极体对被摄物体进行补光，LED灯由于能耗低亮度高一般用在拍照手机或数码摄像机上，用于光线不补时的补光。由于LED发光二极体的亮度远低于真正的闪光灯，所以只能起到“补光”的作用。现在有些手机已经用上了和照相机一样的闪光灯，比如Sony Ericsson的K790c，用的就是氙气闪光灯，效果要比LED补光灯好，但是不能像LED一样常亮当作电筒用。 氙气闪光灯的原理：氙气闪光灯，又称高强度气体放电闪光灯。氙气闪光灯由氙气灯泡、变压安定器和绝缘导线组成，利用特殊氙气体在超高电压状态下击发放电。其工作原理是，通过相机的触点触发后，通过变压器，在瞬间内将12V电源升至2万伏以上的高压脉冲电压，启动氙气灯泡中的氙气在电弧中产生6000K--10000K色温度的强劲光芒，颜色呈晶钻白中略带紫蓝。当按下快门时，快门回馈给CPU一个信号，同时，CPU同步向三极管输出一个控制信号触发电路，进行闪光。接着三极管导通，使触发电容开始放电，在变压器的初级上产生一个脉冲电流，这个电流有使变压器的次级产生近4000v的高压，激发闪光灯内部疝气电离并导通。使电容上存储的电能瞬间通过闪光灯管放电转化为光能，完成一次闪光。 早期的闪光灯寿命很短，有的镁管只能闪一次。根据业内的标准来看，当时称万次的，真正寿命应该远没有达到万次。 现在的闪光灯，经过技术改造，寿命应该有所增加。 LED闪光灯的原理：LED并不是通过原子内部的电子跃变来发光的，而是通过将电压加在LED的PN结两端，使PN结本身形成一个能级，然后电子在这个能级上跃变并产生光子来发光的。合格的LED在额定功率下的使用寿命应达到10万小时左右。如果手机在设计时就将LED的驱动电流超出额定电流来使用的话，LED寿命会大大缩短至几千甚至几百小时。
LED产品防静电总体要求
第一部份：LED接触者的防静电措施凡接触静电敏感器件的人员（生产、装配、测量、调试、保管、发放等），均应注意以下事项： 1.使用防静电腕带（或肘带、踝带）； 2.穿着防静电工作服、鞋、帽； 3.应避免可能造成静电损伤的操作； 4.从包装内倾斜器件出来时，应尽可能轻缓，避免快速倾斜时产生静电荷（严重电位可达1000-1500V）; 5.拿器件时，应接触管壳，儘量不要碰器件的外引线或引脚； 6.操作者在操作前,要先用手接触防静电工作臺或金属接地线，然后再进行工作； 7.在静电防护区内，不要做易于产生静电的动作，如擦脚、搓手、穿和脱工作服等。 第二部份：LED使用时环境防静电措施 1.铺设防静电地板、且有接地消散系统，表面电阻率：10 6~10 9/cm2 2.静电敏感器件应在防静电工作臺上操作，防静电工作臺面应铺设用静电耗散材料制作的防护工作面，接地： 表面电阻率：10.6~10.9/cm2 体电阻率：10.3~10.8/cm2 摩擦起电电位：≤100V静电电压衰减时间：≤0.5S3.静电敏感器件的整个使用操作过程，应开动直流式离子风机，且在离子风机的有效作用范围内（一般不超出60cm）操作。 4.静电防护区的相对湿度控制在50%以上，最好在70%~80%之间。 5.要有良好的防静电接地系统，将地面、墙面、工作臺、设备、仪器和腕带等，按工作区域和单元，相互隔离，顺次入地，再匯入匯流排入地。 6.静电保护区内应使用防静电器具：静电防护区的各种容器，工作夹具、工作臺面和设备垫等应避免使用易产生静电的材料，主要指普型料制品和橡胶制品。 7.焊接用的烙铁（最好用直式恒温烙铁）和使用的测试仪器要接地良好。 第三部份：LED包装、运输和储存过程中的防静电措施 1.包装静电敏感器件必须装入防静电包装盒或包装箱内才能装运。这种包装应使用运送器件时，不会因震动和磨擦而产生静电。不要用尼龙袋、普通塑胶袋或乙烯材料进行包装。静电敏感器件在使用前不允许随意拆除器件的防静电包装。装配前不要过早地将器件从防静电包装盒中取出。拆除包装盒应在静电保护区内进行，拆除器件应立即放入事先准备好的导电盒中存放， 2运输运输时，要儘量减少机械振动和冲击。 3.储存 静电敏感器件以及安装有静电感器件的印制电路板或整机储存时，也要採取防静电措施。 来源：LEDinside
2008年7月24日星期四
LED测试技术基本知识
【正向电压】 通过发光二极管的正向电流为确定值时，在两极间产生的电压降。 【反向电流】 加在发光二极管两端的反向电压为确定值时，流过发光二极管的电流。 【峰值波长】 光谱辐射功率最大的波长。 【半强度角】 在发光（或辐射）强度分布中，发光（或辐射）发光强度大于等于最大强度一半构成的角度。 【 主波长 】 任何一个颜色都可以看作为用某一个光谱色按一定比例与一个参照光源（如CIE标准光源A、B、C等，等能光源E，标准照明体D65 等）相混合而匹配出来的颜色，这个光谱色就是颜色的主波长。颜色的主波长相当于人眼观测到的颜色的色调（心理量）。若已获得被测LED器件的色度坐标，就可以采用等能白光E光源（ x0＝0.3333，y0 ＝0.3333）作为参照光源来计算决定颜色的主波长。计算时根据色度图上连接参照光源色度点与样品颜色色度点的直线的斜率，查表读出直线与光谱轨迹的交点，确定主波长。 【平均强度】 光源在给定方向上的一个很小的立体角元内所包含的光通量dΦv与这个立体角dΩ的比值,单位为坎德拉( cd)。 【辐射带宽】 光谱辐射功率大于等于最大值一半的波长间隔。 LED测试技术 CIE-127-1997 Measurement of LEDs推荐标准条件A和B来测量近场条件下的平均LED强度。
LED显示屏中经常用到的信号解释
CLK时钟信号：提供给移位寄存器的移位脉冲，每一个脉冲将引起数据移入或移出一位。数据口上的数据必须与时钟信号协调才能正常传送数据，数据信号的频率必须是时钟信号的频率的1/2倍。在任何情况下，当时钟信号有异常时，会使整板显示杂乱无章。 STB锁存信号：将移位寄存器内的数据送到锁存器，并将其数据内容通过驱动电路点亮LED显示出来。但由于驱动电路受EN使能信号控制，其点亮的前提必须是使能为开启状态。锁存信号也须要与时钟信号协调才能显示出完整的图象。在任何情况下，当锁存信号有异常时，会使整板显示杂乱无章。 EN使能信号：整屏亮度控制信号，也用于显示屏消隐。只要调整它的占空比就可以控制亮度的变化。当使能信号出现异常时，整屏将会出现不亮、暗亮或拖尾等现象。 数据信号：提供显示图象所需要的数据。必须与时钟信号协调才能将数据传送到任何一个显示点。一般在显示屏中红绿蓝的数据信号分离开来，若某数据信号短路到正极或负极时，则对应的该颜色将会出现全亮或不亮，当数据信号被悬空时对应的颜色显示情况不定。 ABCD行信号：只有在动态扫描显示时才存在，ABCD其实是二进制数，A是最低位，如果用二进制表示ABCD信号控制最大范围是16行（1111），1/4扫描中只要AB信号就可以了，因为AB信号的表示范围是4行（11）。当行控制信号出现异常时，将会出现显示错位、高亮或图像重叠等现象。
2008年7月23日星期三
LED与霓虹灯对比分析
由于LED在全球范围内产能的扩大，以及技术的提升，LED上游材料成本呈逐渐降低趋势；尤其是以日本为首的LED先进技术国家的专利保护期相继在2005年左右到期，专利权的开放，必然会导致LED原材料成本的大幅降低，从而进一步促使LED在照明领域的使用。对于户外广告界而言，LED成本的降低则进一步加速霓虹灯市场的委缩。在广告业中，有一种趋势与当年的电视机发展趋势的轨迹基本相同。电视机的发展趋势： 收音机―黑白电视机－彩色电视机－以液晶、等离子为代表的高端电视机L E D 的发展趋势：霓虹灯－单色LED光源－彩色LED光源－以户外大屏幕为代表的高端的广告产品－……LED在广告业界的应用目前处于进入状态，还没有占到绝大部分的市场，即处于霓虹灯－单色LED光源的转化阶段，极少数彩色LED光源在使用。因此作为LED的推广者------蓝景光电技术有限公司在行业内、在广告界业内有责任、有必要起到开拓者、普及者的作用。我们将LED的基本知识、优缺点、发展趋势等等向各界传播以担当起先行者应承担的责任。下面我们从两方面对LED与霓虹灯进行对比：一、LED光源与霓虹灯相比制造成本分析表以1000mm（长）χ1000mm(宽)χ120mm(高)为标准的“四川蓝景光电”6个中文字为例进行分析：计算因素及假设条件▉ 以本公司所在地的中高档霓虹灯制造成本为基础计算，每组110元左右。▉ 以本公司所生产的型号为BS1－813红色发光模组为成本计算标准▉ 每平方米内布置40组发光模组，其40组×2.9＝116元，配件：40×0.3＝12元合计每平方米128元项目LED发光模组霓虹灯面积1平方米×6＝6平方米1平方米×6＝6平方米光源成本6平方米×128＝768元7组×110元=770元配备电源70W电源1只×100＝100元总成本868元770元平均单位成本145元128元二、LED光源与霓虹灯相比使用成本分析表LED光源的重大优势是节能，是一种绿色固态光源，而霓虹灯含水银会产生环境污染，因此LED光源发展是符合国家产业政策的。而对业主而言，更关心两者在使用过程中发生的实际费用，现在我们对比分析一下：以600mm（长）χ600mm(宽)χ120mm(高)为标准的 “四川蓝景光电”6个中文字为例分析公式：每月用电费＝（瓦特/1000）*(每月使用小时数)*(电费/度)计算因素：▉ 每月使用小时数：365小时(每天12小时)▉ 假定每度电费用：1.00元▉ LED模组：32.4瓦(基于每个中文有18组白色LED发光模组排布，每个中文字耗电量18组×0.3瓦=5.4瓦，6个中文字共耗电32.4瓦)▉ 霓虹灯：810瓦(基于每个9000millamps的3NPF转化器)▉ 霓虹灯的保养及维护费用：250元/月(平均数) 每月每年每五年霓虹灯费用计算810瓦/1000*365小时/每*1.00每度电=￥295.65￥3，547.80￥17，739.00LED光源费用计算(红光为例)：32.4瓦/1000*365小时/每月*1.00每度电=￥11.83￥141.96￥709.80LED和霓虹灯对比节省的电力费：￥283.82￥3405.84￥17029.20LED节省的保养费：(和霓虹对比LED无需保养)￥250.00￥3000.00￥15000.00LED节省的费用总计：￥533.82￥6405.84￥32029.20 来源:LED导航网
LED的一些专业术语的问答
1.发光强度(光度)的含义是什么? 答：发光强度（光度，I）定义为:点光源在某一方向上的发光强度，即是发光体在单位时间内所射出的光量，也简称为光度，常用单位为烛光（cd，坎德拉），一个国际烛光的定义为以鲸鱼油脂制成的蜡烛每小时燃烧120格冷（grain）所发出的光度，一格冷等于0.0648克 2.发光强度(光度)的单位是什么? 答：发光强度常用单位为烛光（cd，坎德拉），国际标准烛光（lcd）的定义为理想黑体在铂凝固点温度（1769℃）时，垂直于黑体（其表面积为1m2）方向上的60万分之一的光度，所谓理想黑体是指物体的放射率等于1，物体所吸收的能量可以全部放射出去，使温度一直保持均匀固定，国际标准烛光（candela）与旧标准烛光（candle）的互换关系为 1candela=0.981candle 3.什么叫做光通量?光通量的单位是什么? 答：光通量（φ）的定义是：点光源或非点光源在单位时间内所发出的能量,其中可产生视觉者（人能感觉出来的辐射通量）即称为光通量。光通量的单位为流明（简写lm），1流明（lumen或lm）定义为一国际标准烛光的光源在单位立体弧角内所通过的光通量，由于整个球面面积为4πR2，所以一流明光通量等于一烛光所发出光通量的1/4π，或者说球面有4π,因此按照流明的定义可知一个cd的点光源会辐射4π流明，即φ（流明）=4πI（烛光），假定△Ω为很小的立体弧角，在△Ω立体角内光通量△φ，则有△φ=△ΩI 4.一英尺烛光的含义是什么? 答：一英尺烛光是指距离一烛光的光源（点光源或非点光源）一英尺远而与光线正交的面上的光照度，简写为1ftc（1 lm/ft2，流明/英尺2），即每平方英尺内所接收的光通量为1流明时的照度，并且1ftc=10.76 lux 5.一米烛光的含义是什么? 答：一米烛光是指距离一烛光的光源（点光源或非点光源）一米远而与光线正交的面上的光照度，称为勒克斯（lux，也有写成lx），即每平方公尺内所接收的光通量为1流明时的照度（流明/米2） 6. 1 lux的含义是什么？答：每平方公尺内所接收的光通量为1流明时的照度 7.照度的含义是什么? 答：照度（E）的定义为：被照物体单位受照面积上所接受的光通量，或者说受光照射的物体在单位时间内每单位面积上所接受的光度，单位以米烛光或英尺烛光（ftc）表示 8.照度与光度、距离之间有什么关系? 答：照度与光度、距离间的关系是：E(照度)=I(光度)/r2(距离平方) 9.被照体的照度大小与哪些因素有关? 答：被照体的照度与光源的发光强度及被照体和光源之间的距离有关，而与被照体的颜色、表面性质及表面积大小无关 10、光效（流明/瓦、lm/w)的含义？答：光源所发出的总光通量与该光源所消耗的电功率（瓦）的比值，称为该光源的光效 11、什么是色温？答：当光源所发出的颜色与黑体在某一温度下辐射的颜色相同时黑体的温度就为色温来源:中国LED显示屏网
到底是交流电LED路灯还是太阳能LED路灯？
现在可能已经很少有人怀疑LED路灯相对于高压钠灯路灯的优越性。然而遗憾的是目前大多数的LED路灯仍然采用交流电供电，一方面是交流电路灯的技术已经是十分成熟，而太阳能路灯还有很多不确定因素，另一方面主要的考虑仍然是太阳能的初始投资过大，从而忽略了太阳能供电的很多根本优越性。 人所周知太阳能最重要的一个优点是它是一种取之不尽用之不竭、最清洁的可再生能源！它可以真正解决地球变暖的问题！它将最终取代所有的能源！ 然而真正要用太阳能来取代一切能源还是一个长期而艰难的任务，虽然太阳能无处不在，然而它的采集需要一定的照射面积。显然沙漠是最理想的地点，但是长距离的输配电将会消耗大量的昂贵铜材，只有紧邻沙漠的大城市才有试用的价值。而在一般人烟密集地区的大城市是很难找到这样一个空旷开阔的地点的。农村则受到经济条件的限制，不大可能现在就大面积推广。任何新生事物最好先从小打小闹开始，而且采用“自产自销”的方法，路灯就是一个最好的最先采用太阳能的试点工程。而且，节能和减排一样，必须先由政府倡导，甚至像德国那样采用政府补贴的方法来推广。幸好路灯工程本来就是政府工程，是由政府来进行招投标的。所以政府的决策人士一定要认识清楚，LED路灯是肯定要取代高压钠灯的，同时，太阳能LED路灯也是一定要取代交流电LED路灯的。 1.所有路灯改为太阳能路灯可以节省一个三峡水电站的发电量 LED路灯比高压钠灯要节能，早已为人们所认识。不过可能还缺乏一些定量的概念。现在公认100瓦的LED路灯可以取代250瓦的高压钠灯，所以可以简单地认为，每一盏LED路灯可以节约150瓦电。 然而，如果改成用太阳能供电的话，那么连这100W的电也能节省下来，也就是说，每盏路灯可以节省250瓦电。据有关方面估计，中国现有路灯总数大约在一亿盏以上，并以每年20%的速度增长，2008年就新增路灯2000万盏。假如这一亿盏路灯可以折合成为6000万盏250瓦的路灯，再假定这6000万盏路灯全部改成太阳能LED路灯，那么总共可以节约1500万千瓦的功率。假定每盏路灯每天工作12小时，在1年内将节约657亿度电。而三峡水电站在2007年的发电总量为616.03亿度电。因此把全国的路灯全部改为太阳能路灯后所节省的电量将超过一个三峡水电站一年的发电量。这是一个极其惊人的数字。 不仅如此，太阳能是一种清洁的可再生能源，它不仅节约了电能，而且减少了二氧化碳的排放量。每一盏250瓦的高压钠灯在一年之内将会产生1290公斤的二氧化碳，所以6000万盏路灯全部改成太阳能路灯以后，将可以减少7740万吨二氧化碳。所以改成太阳能以后，不但节省了电费，而且还节约了二氧化碳的减量成本。每吨二氧化碳的减量成本为345-404美元。减少7740万吨二氧化碳就相当于节省了310亿美元的二氧化碳减量成本！ 前面的数字只是LED路灯和高压钠灯的比较。对于同为100W的LED路灯，采用交流电和采用太阳能的节能比较，只需要把上面的数据除以2.5就可以得到。也就是说，6000万盏的100瓦LED路灯，假如全部采用太阳能供电的话，可以比全部采用交流电供电时节省262.8亿度电，而二氧化碳的减排成本为124亿美元。 2.交流电供电时的效率将会比太阳能供电时的效率低15% 因为采用交流电供电时必须采用开关电源将其变为直流。一般开关电源的效率大约在80%左右。所以对于100W的LED路灯，其交流输入功率就大约需要120W（下面的比较表中就采用120W）。而采用太阳能供电时只要采用DC/DC恒流源，其效率高达95%。因此合计后采用交流电的总效率约低15%。所以上述的数字还应该增加15%。 3.交流供电还有功率因素问题 在比较低档的开关电源中没有采用功率因素的补偿，大量采用以后，将会引起电网的总体效率降低。 4.采用交流供电的最大问题是使整个灯具的寿命降低 因为交流电必须经过整流滤波才能变成直流电，因而所有开关电源中都必须采用电解电容来滤波。人所周知，电解电容的寿命是很低的，一般的电解电容寿命只有1000小时，长寿命的电解电容寿命也只有10,000小时。而且，周围环境温度每升高10度，寿命就降低一半。在大功率LED路灯的灯具中温升是很高的，所以电解电容的寿命也就更短了。而通常对LED路灯的寿命要求为5万小时以上。整个灯具的寿命必然会受到电解电容寿命短的拖累。可以认为过去很多低质量LED路灯的很快失效，除了因为没有处理好LED本身的散热问题而加速其光衰以外，交流电源中的电解电容失效也是一个重要的因素。而太阳能供电的系统中是没有电解电容的。所以其恒流源的寿命可以保证和LED的寿命相匹配。 5.太阳能电池供电的LED路灯的总体成本要比交流供电的LED路灯系统的总体成本低很多。 虽然太阳能路灯的初次安装成本要高，但是交流供电的电缆铺设成本和长期的电费支出就远远高出太阳能系统。下面我们来做一个详细分析。 (1)两种系统的LED灯头和灯杆成本是大体相同的，主要差别是太阳能电池板。通常太阳能电池板的功率大约是LED灯具功率的3倍。如果LED为100瓦，那么就要求使用300瓦的太阳能电池板。目前太阳能电池板的价钱已经降低到23元/瓦，300瓦就是6900元。此外，太阳能系统还需要蓄电池，但是其成本相当于交流供电中的开关电源成本。所以二者可以抵消。所以灯具本身成本的差别主要是太阳能电池板。 (2)交流供电LED路灯在初次安装时的最大支出是电缆的铺设。一般人以为主要就是电缆本身的成本，但是除了电缆本身外，它的铺设、辅助设施（检查井、配电设备）等，要比电缆本身贵很多。现在假定以10公里长的道路为例，每隔30米一盏,对面放置,一共需要666盏LED路灯，如果采用太阳能路灯的话，五年内就可以回收成本还可以节省43万元，五年以后每年的电费就可以节省122万元。 6.交流电路灯电缆是被偷窃的最好目标 这已经不是什么耸人听闻的新闻了，网上到处都可以见到路灯电缆被盗的报道，武汉市仅长丰大道一条路从2005年投入运行至今已经被盗电缆三万六千余米。杭州全市共1900公里路灯电缆，已经被盗140公里，甚至上海内环线高架和沪宁高速的路灯电缆也都被盗。连北京的五环路上的路灯电缆也经常被盗。可见这种事并不是仅仅发生在穷乡僻壤的边远地区，而是到处都发生的常事。可能是因为路灯电缆电压比较低，电流比较大，电缆比较粗，含铜量比较大的原因。这在选用交流供电时这是一个必须要考虑的重要问题。 7.交流供电的安全性是一个隐患 除了对偷电缆和电器的小偷造成人身安全的隐患以外，对于附近农民挖土也会造成一定的安全隐患。 8.交流供电对于设备安全也会存在问题 交流电是联网运行的，由于雷击等原因网上会经常出现高压浪涌，这对设备的安全也造成一定的威胁。 而太阳能LED路灯则完全没有上述的缺点，其构成十分简单只有五个部分构成： 而且它的安装十分简单，只要做一个水泥基座，立起灯杆，安上地脚螺钉就可以了，尤其是不用麻烦电力系统的人员来设计安装和施工，挖地沟、铺设电缆、挖检查井、安装变压器，… 。这是一个非常重要的优点。 有人担心其中铅蓄电池对环境的污染问题，实际上铅蓄电池的最大用户是汽车，我国现在每年生产和销售700万辆汽车，每辆汽车至少用一个铅蓄电池。而汽车的铅蓄电池早就有非常完备的回收系统，其中的铅板都将回收并再生。所以太阳能路灯系统中的铅蓄电池完全可以利用汽车的回收系统来加以利用而不会造成环境污染。而且，现在锂电池的成本已经降低到可以实际采用的程度。台湾有一家做太阳能LED路灯的公司（KESC）已经开发出采用锂铁电池的路灯来。国内东莞也已经有工厂生产锂铁汽车蓄电池。可以保用五年。 目前太阳能路灯的一个唯一的问题就是太阳能电池板的造价问题，然而目前它的价格正在以惊人的速度降低。就在2008年，它已经降价1/3。它的最主要的原料多晶硅的价格已经从2007年的每公斤300美元，降低到2008年的200美元，预计到2009年多晶硅的价格将会降低到每公斤100美元。尤其是中国的多晶硅的产量正在快速成长，在建的33个项目全部投产以后，其产量将达到14万6千余吨，而目前国内需求只有8000吨，因此如何扩大内需是当务之急。大力发展太阳能LED路灯无疑是一个最好的途径。 综上所述，路灯采用太阳能是有百利而无一弊。何乐而不为？来源：上海龙茂微电子公司 茅于海
LED与荧光粉基本知识
LED实现白光有多种方式，而开发较早、已实现产业化的方式是在LED芯片上涂敷荧光粉而实现白光发射。 LED采用荧光粉实现白光主要有三种方法，但它们并没有完全成熟，由此严重地影响白光LED在照明领域的应用。具体来说，第一种方法是在蓝色LED芯片上涂敷能被蓝光激发的黄色荧光粉，芯片发出的蓝光与荧光粉发出的黄光互补形成白光。该技术被日本Nichia公司垄断，而且这种方案的一个原理性的缺点就是该荧光体中Ce3+离子的发射光谱不具连续光谱特性，显色性较差，难以满足低色温照明的要求，同时发光效率还不够高，需要通过开发新型的高效荧光粉来改善。 第二种实现方法是蓝色LED芯片上涂覆绿色和红色荧光粉，通过芯片发出的蓝光与荧光粉发出的绿光和红光复合得到白光，显色性较好。但是，这种方法所用荧光粉有效转换效率较低，尤其是红色荧光粉的效率需要较大幅度的提高。 第三种实现方法是在紫光或紫外光LED芯片上涂敷三基色或多种颜色的荧光粉，利用该芯片发射的长波紫外光(370nm-380nm)或紫光(380nm-410nm)来激发荧光粉而实现白光发射，该方法显色性更好，但同样存在和第二种方法相似的问题，且目前转换效率较高的红色和绿色荧光粉多为硫化物体系，这类荧光粉发光稳定性差、光衰较大，因此开发高效的、低光衰的白光LED用荧光粉已成为一项迫在眉睫的工作。 我们是国内率先进行LED用高效低光衰荧光粉研究的研究机构。最近，通过与我国台湾合作伙伴的联合攻关，多种采用荧光粉的彩色LED被开发出来了。 采用荧光粉来制作彩色LED有以下优点： 首先，虽然不使用荧光粉，就能制备出红、黄、绿、蓝、紫等不同颜色的彩色LED，但由于这些不同颜色LED的发光效率相差很大，采用荧光粉以后，可以利用某些波段LED发光效率高的优点来制备其他波段的LED，以提高该波段的发光效率。例如有些绿色波段的LED效率较低，台湾厂商利用我们提供的荧光粉制备出一种效率较高，被其称为"苹果绿"的LED用于手机背光源，取得了较好的经济效益。 其次，LED的发光波长现在还很难精确控制，因而会造成有些波长的LED得不到应用而出现浪费，例如需要制备470nm的LED时，可能制备出来的是从455nm到480nm范围很宽的LED，发光波长在两端的LED只能以较低廉的价格处理掉或者废弃，而采用荧光粉可以将这些所谓的"废品"转化成我们所需要的颜色而得到利用。 第三，采用荧光粉以后，有些LED的光色会变得更加柔和或鲜艳，以适应不同的应用需要。当然，荧光粉在LED上最广泛的应用还是在白光领域，但由于其特殊的优点，在彩色LED中也能得到一定的应用，但荧光粉在彩色LED上的应用还刚刚起步，需要进一步进行深入的研究和开发。
LED芯片及LED器件的测试分选
LED的分选有两种方法：一是以芯片为基础的测试分选，二是对封装好的LED进行测试分选。（1）芯片的测试分选 LED芯片分选难度很大，主要原因是LED芯片尺寸一般都很小，从9mil到14mil（0.22-0.35nm）。这样小的芯片需要微探针才能够完成测试，分选过程需要精确的机械和图像识别系统，这使得设备的造价变得很高，而且测试速度受到限制。现在的LED芯片测试分选机价格约在100万元人民币\台，其测试速度在每小时10000只左右。如果按照每月25天计算，每一台分选机的产能为每月5KK。 目前，芯片的测试分选有两种方法：一种方法是测试分选由同一台机器完成，它的优点是可***，但速度很慢，产能低；另一种方法是测试和分选由两台机器完成，测试设备记录下每个芯片的位置和参数，然后把这些数据传递到分选设备上，进行快速分选、这样做的优点是快速，但缺点是可***性比较低，容易出错，因为在测试与分选两个步骤之间通常还有衬底减薄和芯片分离的工艺过程，而在这个过程中，外延片有可能碎裂、局部残缺碎裂或局部残缺，使得实际的芯片分布与储存在分选机里的数据不符，造成分选困难。 从根本上解决芯片测试分选瓶颈问题的关键是改善外延片均匀性。如果一片外延片波长分布在2nm之内，亮度的变化在+15%之内，则可以将这个片子上的所有芯片归为一档（Bin），只要通过测试把不合格的芯片去除即可，将大大增加芯片的产能和降低芯片的成本。在均匀性不是很好的情况下，也可以用测试并把"不合格产品较多"的芯片区域用喷墨涂抹的方式处理掉，从而快速地得到想要的"合格"芯片，但这样做的成本太高，会把很多符合其他客房要求的芯片都做为不合格证的废品处理，最后核算出的芯片成本可能是市场无法接受的水平。（2）LED的测试分选 封装后的LED可以按照波长、发光强度、发光角度以及工作电压等进行测试分选。其结果是把LED分成很多档（Bin）和类别，然后测试分选机会自动地根据设定的测试标准把LED分装在不同的Bin盒内。由于人们对于LED的要求越来越高，早期的分选机是32Bin，后来增加到64Bin，现在已有72Bin的商用分选机。即使这样，分Bin的LED技术指标仍然无法满足生产和市场的需求。 LED测试分选机是在一个特定的工作台电流下（如20mA），对LED进行测试，一般还会做一个反向电压值的测试。现在的LED测试分选机价格约在40~50万人民币/台，其测试速度在每小时18000只左右。如果按照每月25天，每天20小时的工作时间计算，每一台分选机的产能为每月9KK。 大型显示屏或其他高档应用客户，对LED的质量要求较高。特别是在波长与亮度一致性的要求上很严格。假如LED封装厂在芯片采购时没有提出严格的要求，则这些封装厂在大量的封装后会发现，封装好的LED中只有很少数量的产品能满足某一客户的要求，其余大部分将变成仓库里的存货。这种情形迫使LED封装厂在采购LED芯片时提出严格的要求，特别是波长、亮度和工作台电压的指标；比如，过去对波长要求 是+2nm，而现在则要求为+1 nm，甚至在某些应用上，已提出+0.5nm的要求。这样对于芯片厂就产生了巨大的压力，在芯片销售前必须进行严格的分选。 从以上关于LED与LED芯片分选取的分析中可以看出，比较经济的做法是对LED进行测试分选。但是由于LED的种类繁多，有不同的形式，不现的形状，不同的尺寸，不同的发光角度，不同的客户要求，不同的应用要求，这使用权得完全通过LED测试分选取进行产品的分选变得很难操作。而且目前LED的应用主要分布在几个波长段和亮度段的范围，一个封装厂很难准备全部客户需要的各种形式和种类的LED。所以问题的关键又回到MOCVD的外延工艺过程，如何生长出所需波长及亮度的LED外延片是降低成本的关键点，这个问题不解决，LED的产能及成本仍将得不到完全解决。但在外延片的均匀度得到控制以前，比较行之有效的方法是解决快速低成本的芯片分选问题。
2008年7月22日星期二
什么是有机硅胶？
有机硅化合物，是指含有Si-C键、且至少有一个有机基是直接与硅原子相连的化合物，习惯上也常把那些通过氧、硫、氮等使有机基与硅原子相连接的化合物也当作有机硅化合物。其中，以硅氧键（-Si-0-Si-）为骨架组成的聚硅氧烷，是有机硅化合物中为数最多，研究最深、应用最广的一类，约占总用量的90%以上。 有机硅材料具有独特的结构： （1）Si原子上充足的甲基将高能量的聚硅氧烷主链屏蔽起来； （2）C-H无极性，使分子间相互作用力十分微弱； （3）Si-O键长较长，Si-O-Si键键角大。 （4）Si-O键是具有50％离子键特征的共价键（共价键具有方向性，离子键无方向性）。 由于有机硅独特的结构，兼备了无机材料与有机材料的性能，具有表面张力低、粘温系数小、压缩性高、气体渗透性高等基本性质，并具有耐高低温、电气绝缘、耐氧化稳定性、耐候性、难燃、憎水、耐腐蚀、无毒无味以及生理惰性等优异特性，广泛应用于航空航天、电子电气、建筑、运输、化工、纺织、食品、轻工、医疗等行业，其中有机硅主要应用于密封、粘合、润滑、涂层、表面活性、脱模、消泡、抑泡、防水、防潮、惰性填充等。随着有机硅数量和品种的持续增长，应用领域不断拓宽，形成化工新材料界独树一帜的重要产品体系，许多品种是其他化学品无法替代而又必不可少的。 有机硅材料按其形态的不同，可分为：硅烷偶联剂（有机硅化学试剂）、硅油（硅脂、硅乳液、硅表面活性剂）、高温硫化硅橡胶、液体硅橡胶、硅树脂、复合物等。 硅橡胶 硅橡胶是一种直链状的高分子量的聚硅氧烷，分子量一般在15万以上，它的结构形式与硅油类似。根据硅原子上所链接的有机基团不同，硅橡胶有二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基硅橡胶、氟硅橡胶、腈硅橡胶、乙基硅橡胶乙基苯撑硅橡胶等许多品种。 按照其硫化方法不同，硅橡胶可分为高温硫化（热硫化）硅橡胶和室温硫化（包括低温硫化）硅橡胶两大类。无论哪一种类型的硅橡胶，硫化时都不发生放热现象。高温硫化硅橡胶是高分子量的聚硅氧烷（分子量一般为40～80万），室温硫化硅橡胶一般分子量较低（3～6万），在分子链的两端（有时中间也有）各带有一个或两个官能团，在一定条件下（空气中的水分或适当的催化剂），这些官能团可发生反应，从而形成高分子量的交联结构。室温硫化硅橡胶按其硫化机理可分为缩合型和加成型；按其包装方式可分为双组分和单组分两种类型。 构成硅橡胶主链的硅氧键的性质决定了硅橡胶具有天然橡胶及其他橡胶所不具备的优点，它具有最广的工作温度范围（-100～350oC），耐高低温性能优异，此外，还具有优良的热稳定性、电绝缘性、耐候性、耐臭氧性、透气性、很高的透明度、撕裂强度，优良的散热性以及优异的粘接性、流动性和脱模性，一些特殊的硅橡胶还具有优异的耐油、耐溶剂、耐辐射及在超高低温下使用等特性。在使用温度范围内，硅橡胶不仅能保持一定的柔软性、回弹性和表面硬度，机械性能也无明显变化，而且能抵抗长时间的热老化。 由于硅橡胶特殊的性能，可用于模压高电压缘子和其他电子元件，使胶具有极好的耐漏电起痕性、优良的脱模性；用于生产电视机、计算机、复印机等，具有良好的散热和绝缘性能。它还用作要求耐候性和耐久性的成型垫片、电子零件的封装材料、汽车电气零件的保护材料。硅橡胶可用于房屋的建筑与修复，高速公路接缝密封及水库、桥梁的嵌缝密封。硅橡胶也可用于附着力强、抗风化、耐碱、耐水涂料。由于硅橡胶耐高温，在汽车的零件制作方面用量很大。此外，还有特殊用途的硅橡胶，如导电硅橡胶、医用硅橡胶、泡沫硅橡胶、制模硅橡胶、热收缩硅橡胶等。
影响LED显示屏好坏的五大主要因素
一块全彩显示屏的好坏主要可以从以下几个方面来签定： 1. 平整度 显示屏的表面平整度要在±1mm以内，以保证显示图像不发生扭曲，局部凸起或凹进会导致显示屏的可视角度出现死角。平整度的好坏主要由生产工艺决定。 2. 亮度及可视角度 室内全彩屏的亮度要在800cd/m2以上，室外全彩屏的亮度要在1500 cd/m2以上，才能保证显示屏的正常工作，否则会因为亮度太低而看不清所显示的图像。亮度的大小主要由LED管芯的好坏决定。 可视角度的大小直接决定的显示屏受众的多少，故而越大越好。可视角度的大小主要由管芯的封装方式来决定。 3. 白平衡效果 白平衡效果是显示屏最重要的指标之一。色彩学上当红绿蓝三原色的比例为1：4.6：0.16时才会显示出纯正的白色，如果实际比例有一点偏差则会出现白平衡的偏差，一般要注意白色是否有偏蓝色，偏黄绿色现象。白平衡的好坏主要由显示屏的控制系统来决定，管芯对色彩的还原性也有影响。 4. 色彩的还原性 色彩的还原性是指显示屏对色彩的还原性，既显示屏显示的色彩要与播放源的色彩保持高度一致，这样才能保证图像的真实感。 5. 有无马赛克、死点现象 马赛克是指显示屏上出现的常亮或常黑的小四方块，既模组坏死现象，其主要原因为显示屏所采用的接插件质量不过关。 死点是指显示屏上出现的常亮或常黑的单个点，死点的多少主要由管芯的好坏来决定。 6. 有无色块 色块是指相邻模组之间存在较明显的色差，颜色的过渡以模块为单位了，引起色块现象主要是由控制系统较差，灰度等级不高，扫描频率较低造成的。
2008年7月21日星期一
LED柔性霓虹灯的优点
LED柔性霓虹管是近期最新，也是最热门的一款LED突破性产品，它弥补了玻璃霓虹管与光纤的不足。LED柔性霓虹灯是一种专业线性灯光装饰产品，虽然外表看上去与普通的霓虹灯并无差别，但却能任意进行弯曲，具有抗碎和防水功能，在户内外均可使用。相对玻璃霓虹管，柔性霓虹管具以下优点： 传统霓虹灯投资大，工艺复杂，使用下班管、高压电及惰性气体时有诸多不便。柔性霓虹灯采用全新的结构和LED技术，由特制的PVC壳包上明亮的LED灯泡，运用特有的光学技术与专门的外壳设计，不仅增加了光线的强度和均匀度，而且送货了工艺流程，提高了生产效率。 高亮度，光源是采用进口超高亮度LED串联而成，80LED/米或90LED/米的加密排列是整体发光效果和高亮度的根本保证。 长寿与耐用。在LED技术的基础上，加以新结构，使得此款灯在任何情况下都能达到100，000小时的超长久使用寿命，相对玻璃霓虹灯，其耐用性毋用质疑，因为根本不需考虑玻璃霓虹灯的破碎问题（PVC塑胶灯体） 节能。柔性通体灯带可节能70％以上的能源耗电使用成本。玻璃霓虹灯26.25W/M柔性通体灯带，4.7W/M（R、Y、O）6.6W/M（G、B、W） 传统霓虹灯利用变压器将220V电压提升到15000V激发玻璃管中的惰性气体，沿字体图案的轮廓发单色的光，两种顏色就需要两套玻璃管。字体太大，笔划中间不亮；太小、太复杂，加工不出来。而柔性霓虹灯工作电压仅需24V，只散发低热量，安装时亦可剪成任何长度，弯曲成不同的形状（可弯曲到半径只在4cm的圆），很方便地用特制轨道与不同的材料表面安装在一起，如木材、塑胶、钢材或墙壁，同时可根据设计师的需要设计装饰成不同的图案。 安全。不像玻璃霓虹灯，它的正常运行需要15，000V的高电压，而柔性通体灯带在24V低电压的情况下也能运行正常，加上其防震，低散热、其使用极其安全。 动送与安装。因其在本质上与普通彩虹管的相似，使得其运送与LED彩虹管一样安全方便、配以特制的卡槽，安装时只需先把卡槽钉好，再把其卡上去即可，与普通电线安装一样方便，牢靠。 安全底电压，耗电小，因其光源为LED，所以即使在24V的情况下，也能正常发光工作，其消耗功率为4.7W/M（R、Y、O），6.6W（G、B、W）。 传统霓虹灯只能在常温下工作，使用过程中必须升高电压，用电量也较大、造价高、使用寿命短、不便维修。而柔性霓虹灯每一个点的LED是冷光灯，只散发低热量，相同亮度LED只相当于传统灯泡七分之一的耗电量，传统霓虹灯的耗电量为28.7W/m，而柔性霓虹灯仅为4.7W/m或6.6W/m，而且LED比传统灯泡的寿命长，同时LED柔性霓虹灯还具有防震、耐热功能。 柔软。柔性通体灯带，它可以最小弯曲到直径为8CM，且可以在任一剪刀口剪切、所以要弯曲成各种文字，图形。
简述LED三原色PWM调光
PWM Dimming (脉宽调制，脉冲宽度变调)是目前比较常见，且应用在LED最佳的灰度调节方式。PWM说的容易理解些，就是控制LED开和关的时间比例，将开和关的时间比例划分为若干等级，LED就会显示出相应数量的灰阶。至于PWM频率，刚才说了PWM就是打开和关闭LED的时间比例实现的，但是开关次数不能使太低，最起码要欺骗过眼睛。借鉴电视机的经验一般大于100Hz，有些LED显示幕会受到摄影机的拍摄，有条件的建议下，设计在300-500Hz较为合理。在三原色设计应用中通常是，通过调节LED电流来达到白平衡和最大的期望亮度，通过控制PWM来实现灰阶等级。LED领域灰度等级数目分别有7阶、8阶、16阶、32阶、64阶、128阶、256阶、512阶等几种方式。也可以是不同的数量阶，这些数量等级主要是便于数位线路资料处理而已。比如非要划分为100阶，那也是可以的。三原色的灰度等级乘积，是产品理论可以再现的顏色数量，通常我们说多少种顏色。例如:单色是256色，红256(级)×绿256(级)×蓝256(级)= 16777216(16KK种顏色)。单色256级灰度已经完全满足眼睛的色域需要，目前的LCD液晶显示器就是这样，也是目前IC支持最多的灰阶之一。因LED色差较大有使用512阶灰度，实际使用矫正后的部分灰度显示。512灰阶比较有代表性的IC有，MBI5030、TLC5940、DM137、DM133、DM412等。点校正的设计方法。这个方法用来在大型显示器中校准每个象素。校准完成后，或者说完成点校正之后，当显示器调整到某个特定亮度时，每个象素都能提供一样的亮度等级。其他低灰阶等级，可以在设计时按需要不同选择。比如在商业装饰照明上面32阶就够了，出文字符号等会更低。单色照明亮度调整16阶即可满足要求。来源：LEDinside
2008年7月20日星期日
TCP/IP协议
1、 TCP/IP的历史
TCP/IP的历史要追溯到20世纪70年代中期，当时的美国国防部高级项目研究局（DARPA）为了实现异种网之间的互联与互通，大力资助网间网技术的研究与开发，于1977到1979年间推出目前形式的TCP/IP体系结构和协议规范。美国国防部高级项目研究局资助网间网研究开发，事出有因。1969年，美国高级项目研究局（ARPA）建立了ARPANET。ARPANET是最早出的计算机网络之，现代计算机网络的许多概念和方法便来自ARPANET。随后美国高级项目研究局不断鼓励在ARPANET上进行分组交换技术的研究开发。在20世纪60、70年代，美国国防部高级项目研究局是主要的分组交换技术的资助者，美国国防部高级项目研究局不仅资助了在由租用线互联的ARPANET上的分组交换技术研究，而且资助了无线网和卫星网上的分组交换技术的研究。正是由于硬件网络技术的分化以及与不同硬件技术打交道的经验，才促使美国国防部高级项目研究局研究网络互联问题，并导致了TCP/IP的出现与发展。到了1979年，越来越多的研究人员投入TCP/IP的研究开发之中，于是美国国防部高级项目研究局组织“Internet控制与配置委员会（ICCB）”以协调各方面的工作。
1980年前后，美国国防部高级项目研究局开始将ARPANET上的所有机器转向TCP/IP协议，并以ARPANET为主干建立Internet互联网。
1983年1月，ARPANET向TCP/IP的转换全部结束，美国国防部长办公室命令联入远程网的所有计算机都必须采用TCP/IP。同时，美国国防通信局将ARPANET分为独立的两部分，一部分仍叫ARPANET，用于进一步的研究工作；另一部分稍大一些，成为著名的MILNET，用于军方的非机密通信。为推广TCP/IP协议，DARPA以低价出售TCP/IP的方法，并通过资助BBN（Bolt
Beranek and Newman,Inc.）实现用于其UNIX的TCP/IP协议，还通过资助伯克利加州大学将TCP/IP协议融入BSD
UNIX，促成TCP/IP与当时多数大学中流行的BSD UNIX（Berkeley Software Distribution
UNIX)的结合。1983年，伯克利推出内含TCP/IP的第一个BDS
UNIX，该协议软件可谓生逢其时，因为当时许多大学的院系正缺乏一种他们迫切需要的联网手段，以建造各自的局域网。 BSD
UNIX在网络方面的成功有以下原因。首先，除提供标准的TCP/IP应用程序外，它还支持一组网络服务工具程序(utilities)。这些工具的调用格式与UNIX命令调用格式相似，深受UNIX用户欢迎。第二，BSD
UNIX提供一种供应用程序访问通信协议的操作系统调用：Socket。Socket是一种进程间通信机制，是UNIX输入/输出机制的的推广。Socket的出现使程序号可以很方便地访问TCP/IP协议，或多或少地推动了TCP/IP的研究开发工作。出于计算机网络对于科学研究重要意义的远见卓越，以及对TCP/IP技术的信心，美国国家科学基金会NSF于1985年开始涉足TCP/IP的研究与开发，并逐渐成为其中一个重要角色。NSF首先围绕其6个超级计算中心建立了基于TCP/IP的访问网，并于1986年资助建立远程主干网NSFNET。NSFNET联通NSF的全部超级计算中心与ARPANET相联。1986年，NSF资助了许多地区网的建设，使全美主要的科研机构联入NSFNET。NSF资助的所有网络均采用TCP/IP协议，而且是Internet的一部分。到今天，TCP/IP技术以及Internet网间网已经为广大计算机工作者、计算机厂商和计算机用户所接受，成为许多人工作环境的一部分。总结TCP/IP技术的发展，TCP/IP的成功可以归结为以下原因：
① TCP/IP是最早出现的网络协议之一，是最早出现的互联网协议，它的成功得益于顺应了社会的需求。 ②
DARPA为推广TCP/IP，采用开放策略，以低价出售TCP/IP使用权，鼓励厂商开发TCP/IP产品。 ③
TCP/IP与流行操作系统UNIX的结合是其成功的一大源泉。 ④ TCP/IP技术来自于实践，并在实践中得到不断的改进与完善。 2、
TCP/IP的分层模型协议分层模型包括两方面内容，一是层次结构，一是各层功能描述。下面介绍TCP/IP的分层模型。关于分层模型，首先要提到ISO/OSI参考模型，简称ISO模型。如表1所示，ISO模型包括七层，各层功能大致如下：
① 物理层。涉及在物理信道上传输原始比特，处理与物理传输介质有关的机械的、电气的和过程的接口。 ②
数据链路层。分为介质访问控制（MAC）和逻辑链路控制（LLC）两个子层。介质访问控制子层解决广播型网络中多用户竞争信道使用权的问题。逻辑链路控制子层的主要任务是将有噪声的物理信道变成无传输差错的通信信道，提供数据成帧、差错控制、流量控制和链路控制等功能。
③ 网络层。负责将数据从物理连接的一端传到另一端，即所谓点到点通信。主要功能是寻径，以及与之相关的流量控制和拥塞控制等。 ④
传输层。主要目的在于弥补网络层服务与用户需求之间的差距。传输层通过向上提供一个标准、通用的界面，使上层与通信子网（下三层）的细节相隔离。传输层的主要任务是提供进程间通信机制和保证数据传输的可靠性。
⑤ 会话层。主要针对远程终端访问。主要任务包括会话管理、传输同步以及活动管理等。会话一般都是面向链接的，远程过程调用RPC是个例外。 ⑥
表示层。主要功能是信息转换，包括信息压缩、加密、与标准格式的转换（以及上述各操作的逆操作）等。 ⑦
应用层。提供最常用且通用的应用程序，包括电子邮件（E-mail）和文件传输等。与来自标准化组织的ISO模型不同，TCP/IP不是作为标准人为制定的，而是产生于网间网研究和应用实践中，TCP/IP模型如图1所示，分4个层次。虽然稍作修改后，ISO模型也可用于描述TCP/IP协议，但这只是否形式而已，二者内部细节的差别是很大的。
传输层还要解决不同应用程序的识别问题，因为在一般的通用计算机中，常常是多个应用程序同时访问网间网。为区别应用程序，传输层在每一分组中增加识别信源和信宿应用程序的信息。另外，传输层每一个分组均附带校验和接收机，以此校验收到分组的正确性。（1）
网间网层（IP）负责相邻计算机之间的通信。其功能包括三个方面： ①
处理来自传输层的分组发送请求。收到请求后，将分组装入IP数据报，填充报头，选择去往信宿机的路径，然后将数据报发往适当的网络接口。 ②
处理输入数据报。首先检查其合法性，然后进行寻径，假如该数据报已达到信宿地（本机），则去掉报头，将剩下部分（传输层分组）交给适当的传输协议；假如该数据报尚未到达信宿，则转发该数据报。
③ 处理因特网控制消息协议（ICMP：Internet Control Message Protocol）报文，处理路径、流量控制、网络拥塞等问题。（2）
网络接口层这是TCP/IP软件的最低层，负责接收IP数据并通过网络发送之，或者从网络上接收物理帧，抽出IP数据报，交给IP层。网络接口有两种类型。第一种是设备驱动程序（如局域网的网络接口）；第二种含有自身数据链路协议的复杂子系统。（3）
应用层向用户提供一组常用的应用程序，比如文件传输访问、电子邮件等。严格说起来，TCP/IP网间网协议只包含下三层（不含硬件），应用程序不能算TCP/IP的一部分。对常用的应用程序，TCP/IP制定了相应协议标准，所以也把它们作为TCP/IP的内容。事实上，用户完全可以在网间网之上（即传输层之上），建立自己的专用应用程序，这些专用应用程序要用到TCP/IP，但不属于TCP/IP。（4）
传输层（TCP）提供应用程序间（即端到端）的通信。其功能包括以下两点： ① 格式化信息流。 ② 提供可靠传输/
为实现后者，传输层协议规定接收端必须发回确认，并且假如分组丢失，必须重新发送。
TCP/IP的历史要追溯到20世纪70年代中期，当时的美国国防部高级项目研究局（DARPA）为了实现异种网之间的互联与互通，大力资助网间网技术的研究与开发，于1977到1979年间推出目前形式的TCP/IP体系结构和协议规范。美国国防部高级项目研究局资助网间网研究开发，事出有因。1969年，美国高级项目研究局（ARPA）建立了ARPANET。ARPANET是最早出的计算机网络之，现代计算机网络的许多概念和方法便来自ARPANET。随后美国高级项目研究局不断鼓励在ARPANET上进行分组交换技术的研究开发。在20世纪60、70年代，美国国防部高级项目研究局是主要的分组交换技术的资助者，美国国防部高级项目研究局不仅资助了在由租用线互联的ARPANET上的分组交换技术研究，而且资助了无线网和卫星网上的分组交换技术的研究。正是由于硬件网络技术的分化以及与不同硬件技术打交道的经验，才促使美国国防部高级项目研究局研究网络互联问题，并导致了TCP/IP的出现与发展。到了1979年，越来越多的研究人员投入TCP/IP的研究开发之中，于是美国国防部高级项目研究局组织“Internet控制与配置委员会（ICCB）”以协调各方面的工作。
1980年前后，美国国防部高级项目研究局开始将ARPANET上的所有机器转向TCP/IP协议，并以ARPANET为主干建立Internet互联网。
1983年1月，ARPANET向TCP/IP的转换全部结束，美国国防部长办公室命令联入远程网的所有计算机都必须采用TCP/IP。同时，美国国防通信局将ARPANET分为独立的两部分，一部分仍叫ARPANET，用于进一步的研究工作；另一部分稍大一些，成为著名的MILNET，用于军方的非机密通信。为推广TCP/IP协议，DARPA以低价出售TCP/IP的方法，并通过资助BBN（Bolt
Beranek and Newman,Inc.）实现用于其UNIX的TCP/IP协议，还通过资助伯克利加州大学将TCP/IP协议融入BSD
UNIX，促成TCP/IP与当时多数大学中流行的BSD UNIX（Berkeley Software Distribution
UNIX)的结合。1983年，伯克利推出内含TCP/IP的第一个BDS
UNIX，该协议软件可谓生逢其时，因为当时许多大学的院系正缺乏一种他们迫切需要的联网手段，以建造各自的局域网。 BSD
UNIX在网络方面的成功有以下原因。首先，除提供标准的TCP/IP应用程序外，它还支持一组网络服务工具程序(utilities)。这些工具的调用格式与UNIX命令调用格式相似，深受UNIX用户欢迎。第二，BSD
UNIX提供一种供应用程序访问通信协议的操作系统调用：Socket。Socket是一种进程间通信机制，是UNIX输入/输出机制的的推广。Socket的出现使程序号可以很方便地访问TCP/IP协议，或多或少地推动了TCP/IP的研究开发工作。出于计算机网络对于科学研究重要意义的远见卓越，以及对TCP/IP技术的信心，美国国家科学基金会NSF于1985年开始涉足TCP/IP的研究与开发，并逐渐成为其中一个重要角色。NSF首先围绕其6个超级计算中心建立了基于TCP/IP的访问网，并于1986年资助建立远程主干网NSFNET。NSFNET联通NSF的全部超级计算中心与ARPANET相联。1986年，NSF资助了许多地区网的建设，使全美主要的科研机构联入NSFNET。NSF资助的所有网络均采用TCP/IP协议，而且是Internet的一部分。到今天，TCP/IP技术以及Internet网间网已经为广大计算机工作者、计算机厂商和计算机用户所接受，成为许多人工作环境的一部分。总结TCP/IP技术的发展，TCP/IP的成功可以归结为以下原因：
① TCP/IP是最早出现的网络协议之一，是最早出现的互联网协议，它的成功得益于顺应了社会的需求。 ②
DARPA为推广TCP/IP，采用开放策略，以低价出售TCP/IP使用权，鼓励厂商开发TCP/IP产品。 ③
TCP/IP与流行操作系统UNIX的结合是其成功的一大源泉。 ④ TCP/IP技术来自于实践，并在实践中得到不断的改进与完善。 2、
TCP/IP的分层模型协议分层模型包括两方面内容，一是层次结构，一是各层功能描述。下面介绍TCP/IP的分层模型。关于分层模型，首先要提到ISO/OSI参考模型，简称ISO模型。如表1所示，ISO模型包括七层，各层功能大致如下：
① 物理层。涉及在物理信道上传输原始比特，处理与物理传输介质有关的机械的、电气的和过程的接口。 ②
数据链路层。分为介质访问控制（MAC）和逻辑链路控制（LLC）两个子层。介质访问控制子层解决广播型网络中多用户竞争信道使用权的问题。逻辑链路控制子层的主要任务是将有噪声的物理信道变成无传输差错的通信信道，提供数据成帧、差错控制、流量控制和链路控制等功能。
③ 网络层。负责将数据从物理连接的一端传到另一端，即所谓点到点通信。主要功能是寻径，以及与之相关的流量控制和拥塞控制等。 ④
传输层。主要目的在于弥补网络层服务与用户需求之间的差距。传输层通过向上提供一个标准、通用的界面，使上层与通信子网（下三层）的细节相隔离。传输层的主要任务是提供进程间通信机制和保证数据传输的可靠性。
⑤ 会话层。主要针对远程终端访问。主要任务包括会话管理、传输同步以及活动管理等。会话一般都是面向链接的，远程过程调用RPC是个例外。 ⑥
表示层。主要功能是信息转换，包括信息压缩、加密、与标准格式的转换（以及上述各操作的逆操作）等。 ⑦
应用层。提供最常用且通用的应用程序，包括电子邮件（E-mail）和文件传输等。与来自标准化组织的ISO模型不同，TCP/IP不是作为标准人为制定的，而是产生于网间网研究和应用实践中，TCP/IP模型如图1所示，分4个层次。虽然稍作修改后，ISO模型也可用于描述TCP/IP协议，但这只是否形式而已，二者内部细节的差别是很大的。
传输层还要解决不同应用程序的识别问题，因为在一般的通用计算机中，常常是多个应用程序同时访问网间网。为区别应用程序，传输层在每一分组中增加识别信源和信宿应用程序的信息。另外，传输层每一个分组均附带校验和接收机，以此校验收到分组的正确性。（1）
网间网层（IP）负责相邻计算机之间的通信。其功能包括三个方面： ①
处理来自传输层的分组发送请求。收到请求后，将分组装入IP数据报，填充报头，选择去往信宿机的路径，然后将数据报发往适当的网络接口。 ②
处理输入数据报。首先检查其合法性，然后进行寻径，假如该数据报已达到信宿地（本机），则去掉报头，将剩下部分（传输层分组）交给适当的传输协议；假如该数据报尚未到达信宿，则转发该数据报。
③ 处理因特网控制消息协议（ICMP：Internet Control Message Protocol）报文，处理路径、流量控制、网络拥塞等问题。（2）
网络接口层这是TCP/IP软件的最低层，负责接收IP数据并通过网络发送之，或者从网络上接收物理帧，抽出IP数据报，交给IP层。网络接口有两种类型。第一种是设备驱动程序（如局域网的网络接口）；第二种含有自身数据链路协议的复杂子系统。（3）
应用层向用户提供一组常用的应用程序，比如文件传输访问、电子邮件等。严格说起来，TCP/IP网间网协议只包含下三层（不含硬件），应用程序不能算TCP/IP的一部分。对常用的应用程序，TCP/IP制定了相应协议标准，所以也把它们作为TCP/IP的内容。事实上，用户完全可以在网间网之上（即传输层之上），建立自己的专用应用程序，这些专用应用程序要用到TCP/IP，但不属于TCP/IP。（4）
传输层（TCP）提供应用程序间（即端到端）的通信。其功能包括以下两点： ① 格式化信息流。 ② 提供可靠传输/
为实现后者，传输层协议规定接收端必须发回确认，并且假如分组丢失，必须重新发送。
2008年7月19日星期六
LED技术在高速公路上的应用
可变情报板及可变限速标志可变情报板及可变限速标志作为智能交通系统的重要信息发布,由监控中心计算机通过通讯网络实行远程控制,传送并显示各种图文信息。向司机及时发布不同路段的不同路面情况及各类交通信息,并进行交通法规,交通知识的宣传,达到减少高速公路重现性阻塞,减少高速公路非重现性事故的影响,提高行车安全；从而有效疏导交通,提高高速公路的使用效率。可用在高速公路和一般道路上,尤其是高速公路出入口控制的公路。系统的组成：可变情报板及可变限速标志系统是由主监控计算机、通讯网络转换器、显示屏、控制卡及内置控制系统、机箱、框架、电器保护和防雷装置、电缆安全连接件,成对调制解调器、安装所需的电力及信号工程等。车载屏（移动式交通信息屏）道路施工与维修所造成车道封闭或缩减,对公路主管部门、施工人员而言是早已经预定好的工作,但对于大多数道路使用者仍是不可预知的事件,因此通过交通诱导屏告知驾驶人员或路人非常重要。固定式的可变情板报受限于道路施工地点非固定的特性而不易发挥功效,而车载屏(移动式交通信息屏)是可变情板报的一种,它具有小巧灵活轻盈,适直安装在拖挂式载动车上,可随时随地放置在目标现场直接显示,弥补了固定式可变情报板的不足。系统的组成：车载屏系统是由控制计算机、控制盒、显示屏、内置控制系统、机箱、框架、运载车、太阳能电池、蓄电池、电缆安全连接件等。操作时可由计算机将诱导信息下载给显示屏,也可以将常用的诱导信息下载给控制盒,再由控制盒传输数据给显示屏,一般应用时使用后者易于携带,且控制盒也可编辑文字信息下载给显示屏。导向牌为了保证高速公路上施工作业人员和车辆的安全,同时也是为了保护使用高速公路的人员和车辆的安全,交通安全管理部门要求,高速公路作业车辆必须安装醒目的标志,用以警示和引导后续其它车辆,避免意外事故的发生。而导向警示牌正是高速公路上的施工作业的车辆必备装备。
光阻剂小知识
光阻，亦称为光阻剂，是一个用在许多工业制程上的光敏材料。像是光刻技术，可以在材料表面刻上一个图案的被覆层。光阻有两种，正向光阻(positive photoresist)和负向光阻(negative photoresist)正向光阻是光阻的一种，其照到光的部分会溶于光阻显影液，而没有照到光的部份不会溶于光阻显影液。 负向光阻是光阻的一种，其照到光的部分不会溶于光阻显影液，而没有照到光的部份会溶于光阻显影液。正型光阻剂及负型光阻剂主要是应用在LED芯片制造的金属电极蒸镀Lift-off制程中，由于LED电极所使用的金属材料不易经由蚀刻的方式制作电路图形，所以利用拔起（Lift-off）微影制程，得到突起的（Overhang）光阻图形，使金属在蒸镀过程中不会连续性满布在光阻剂上，再用去光阻剂的方式将未遭金属布盖的光阻部份拔起，完成金属电极的图案。半导体制程常用的正型光阻剂，在光学曝光方式下，光阻剂上层接受能量较下层光阻高，使得正型光阻剂成像大部份图形为上窄下宽，无法经一次曝光方式即得到Overhang的图形，而负型光阻剂的成像恰好与正型光阻剂图像相反，所以负型光阻剂是lift-off制程的最佳选择。
2008年7月17日星期四
LED主要参数及电学、光学、热学特性
LED电子显示屏是利用化合物材料制成pn结的光电器件。它具备pn结结型器件的电学特性：I-V特性、C-V特性和光学特性：光谱响应特性、发光光强指向特性、时间特性以及热学特性。
1、LED电学特性 1.1
I-V特性表征LED芯片pn结制备性能主要参数。LED的I-V特性具有非线性、整流性质：单向导电性，即外加正偏压表现低接触电阻，反之为高接触电阻。 如左图：
(1) 正向死区：（图oa或oa′段）a点对于V0
为开启电压，当V＜Va，外加电场尚克服不少因载流子扩散而形成势垒电场，此时R很大；开启电压对于不同LED其值不同，GaAs为1V，红色GaAsP为1.2V，GaP为1.8V，GaN为2.5V。
（2）正向工作区：电流IF与外加电压呈指数关系 IF = IS (e qVF/KT –1) -------------------------IS
为反向饱和电流 。 V＞0时，V＞VF的正向工作区IF 随VF指数上升 IF = IS e qVF/KT （3）反向死区 ：V＜0时pn结加反偏压 V= -
VR 时，反向漏电流IR（V= -5V）时，GaP为0V，GaN为10uA。 （4）反向击穿区 V＜- VR ，VR 称为反向击穿电压；VR
电压对应IR为反向漏电流。当反向偏压一直增加使V＜- VR时，则出现IR突然增加而出现击穿现象。由于所用化合物材料种类不同，各种LED的反向击穿电压VR也不同。
1.2 C-V特性 鉴于LED的芯片有9×9mil (250×250um)，10×10mil，11×11mil (280×280um)，12×12mil
(300×300um)，故pn结面积大小不一，使其结电容（零偏压）C≈n+pf左右。
C-V特性呈二次函数关系（如图2）。由1MHZ交流信号用C-V特性测试仪测得。 1.3 最大允许功耗PF m
当流过LED的电流为IF、管压降为UF则功率消耗为P=UF×IF
LED工作时，外加偏压、偏流一定促使载流子复合发出光，还有一部分变为热，使结温升高。若结温为Tj、外部环境温度为Ta，则当Tj＞Ta时，内部热量借助管座向外传热，散逸热量（功率），可表示为P
= KT（Tj – Ta）。 1.4 响应时间
响应时间表征某一显示器跟踪外部信息变化的快慢。现有几种显示LCD（液晶显示）约10-3~10-5S，CRT、PDP、LED都达到10-6~10-7S（us级）。
① 响应时间从使用角度来看，就是LED点亮与熄灭所延迟的时间，即图中tr 、tf 。图中t0值很小，可忽略。 ②
响应时间主要取决于载流子寿命、器件的结电容及电路阻抗。
LED的点亮时间——上升时间tr是指接通电源使发光亮度达到正常的10%开始，一直到发光亮度达到正常值的90%所经历的时间。 LED
熄灭时间——下降时间tf是指正常发光减弱至原来的10%所经历的时间。
不同材料制得的LED响应时间各不相同；如GaAs、GaAsP、GaAlAs其响应时间＜10-9S，GaP为10-7
S。因此它们可用在10~100MHZ高频系统。 2、 LED光学特性
发光二极管有红外（非可见）与可见光两个系列，前者可用辐射度，后者可用光度学来量度其光学特性。 2.1 发光法向光强及其角分布Iθ 2.1.1
发光强度（法向光强）是表征发光器件发光强弱的重要性能。LED大量应用要求是圆柱、圆球封装，由于凸透镜的作用，故都具有很强指向性：位于法向方向光强最大，其与水平面交角为90°。当偏离正法向不同θ角度，光强也随之变化。发光强度随着不同封装形状而强度依赖角方向。
2.1.2 发光强度的角分布Iθ是描述LED发光在空间各个方向上光强分布。它主要取决于封装的工艺（包括支架、模粒头、环氧树脂中添加散射剂与否） ⑴
为获得高指向性的角分布（如图1） ① LED管芯位置离模粒头远些； ② 使用圆锥状（子弹头）的模粒头； ③ 封装的环氧树脂中勿加散射剂。 采取上述措施可使LED
2θ1/2 = 6°左右，大大提高了指向性。 ⑵ 当前几种常用封装的散射角（2θ1/2角）圆形LED：5°、10°、30°、45° 2.2
发光峰值波长及其光谱分布 ⑴
LED发光强度或光功率输出随着波长变化而不同，绘成一条分布曲线——光谱分布曲线。当此曲线确定之后，器件的有关主波长、纯度等相关色度学参数亦随之而定。
LED的光谱分布与制备所用化合物半导体种类、性质及pn结结构（外延层厚度、掺杂杂质）等有关，而与器件的几何形状、封装方式无关。
下图绘出几种由不同化合物半导体及掺杂制得LED光谱响应曲线。其中LED 光谱分布曲线 1蓝光InGaN/GaN 2 绿光 GaP:N 3 红光 GaP:Zn-O
4 红外GaAs 5 Si光敏光电管 6 标准钨丝灯 ① 是蓝色InGaN/GaN发光二极管，发光谱峰λp = 460～465nm； ②
是绿色GaP:N的LED，发光谱峰λp = 550nm； ③ 是红色GaP:Zn-O的LED，发光谱峰λp = 680～700nm； ④
是红外LED使用GaAs材料，发光谱峰λp = 910nm； ⑤ 是Si光电二极管，通常作光电接收用。
由图可见，无论什么材料制成的LED，都有一个相对光强度最强处（光输出最大），与之相对应有一个波长，此波长叫峰值波长，用λp表示。只有单色光才有λp波长。 ⑵
谱线宽度：在LED谱线的峰值两侧±△λ处，存在两个光强等于峰值（最大光强度）一半的点，此两点分别对应λp-△λ，λp+△λ之间宽度叫谱线宽度，也称半功率宽度或半高宽度。
半高宽度反映谱线宽窄，即LED单色性的参数，LED半宽小于40 nm。 ⑶
主波长：有的LED发光不单是单一色，即不仅有一个峰值波长；甚至有多个峰值，并非单色光。为此描述LED色度特性而引入主波长。主波长就是人眼所能观察到的，由LED发出主要单色光的波长。单色性越好，则λp也就是主波长。
如GaP材料可发出多个峰值波长，而主波长只有一个，它会随着LED长期工作，结温升高而主波长偏向长波。 2.3 光通量
光通量F是表征LED总光输出的辐射能量，它标志器件的性能优劣。F为LED向各个方向发光的能量之和，它与工作电流直接有关。随着电流增加，LED光通量随之增大。可见光LED的光通量单位为流明（lm）。
LED向外辐射的功率——光通量与芯片材料、封装工艺水平及外加恒流源大小有关。目前单色LED的光通量最大约1 lm，白光LED的F≈1.5~1.8
lm（小芯片），对于1mm×1mm的功率级芯片制成白光LED，其F=18 lm。 2.4 发光效率和视觉灵敏度 ①
LED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）。前者只是用来分析和评价芯片优劣的特性。
LED光电最重要的特性是用辐射出光能量（发光量）与输入电能之比，即发光效率。 ② 视觉灵敏度是使用照明与光度学中一些参量。人的视觉灵敏度在λ =
555nm处有一个最大值680 lm/w。若视觉灵敏度记为Kλ，则发光能量P与可见光通量F之间关系为 P=∫Pλdλ ； F=∫KλPλdλ ③
发光效率——量子效率η=发射的光子数/pn结载流子数=（e/hcI）∫λPλdλ 若输入能量为W=UI，则发光能量效率ηP=P/W
若光子能量hc=ev,则η≈ηP ，则总光通F=（F/P）P=KηPW 式中K= F/P ④ 流明效率：LED的光通量F/外加耗电功率W=KηP
它是评价具有外封装LED特性，LED的流明效率高指在同样外加电流下辐射可见光的能量较大，故也叫可见光发光效率。
以下列出几种常见LED流明效率（可见光发光效率）： LED发光颜色 λp（nm） 材料可见光发光效率（lm/w） 外量子效率 最高值 平均值 红光
700660650 GaP:Zn-OGaAlAsGaAsP 2.40.270.38 120.50.5 1~30.30.2 黄光 590 GaP:N-N 0.45
0.1 绿光 555 GaP:N 4.2 0.7 0.015~0.15 蓝光 465 GaN 10 白光 谱带 GaN+YAG 小芯片1.6，大芯片18
品质优良的LED要求向外辐射的光能量大，向外发出的光尽可能多，即外部效率要高。事实上，LED向外发光仅是内部发光的一部分，总的发光效率应为 η=ηiηcηe
，式中ηi向为p、n结区少子注入效率，ηc为在势垒区少子与多子复合效率，ηe为外部出光（光取出效率）效率。
由于LED材料折射率很高ηi≈3.6。当芯片发出光在晶体材料与空气界面时（无环氧封装）若垂直入射，被空气反射，反射率为（n1-1）2/（n1+1）2=0.32，反射出的占32%，鉴于晶体本身对光有相当一部分的吸收，于是大大降低了外部出光效率。
为了进一步提高外部出光效率ηe可采取以下措施：① 用折射率较高的透明材料（环氧树脂n=1.55并不理想）覆盖在芯片表面；② 把芯片晶体表面加工成半球形； ③
用Eg大的化合物半导体作衬底以减少晶体内光吸收。有人曾经用n=2.4~2.6的低熔点玻璃[成分As-S(Se)-Br(I)]且热塑性大的作封帽，可使红外GaAs、GaAsP、GaAlAs的LED效率提高4~6倍。
2.5发光亮度
亮度是LED发光性能又一重要参数，具有很强方向性。其正法线方向的亮度BO=IO/A，指定某方向上发光体表面亮度等于发光体表面上单位投射面积在单位立体角内所辐射的光通量，单位为cd/m2
或Nit。
若光源表面是理想漫反射面，亮度BO与方向无关为常数。晴朗的蓝天和荧光灯的表面亮度约为7000Nit（尼特），从地面看太阳表面亮度约为14×108Nit。
LED亮度与外加电流密度有关，一般的LED，JO（电流密度）增加BO也近似增大。另外，亮度还与环境温度有关，环境温度升高，ηc（复合效率）下降，BO减小。当环境温度不变，电流增大足以引起pn结结温升高，温升后，亮度呈饱和状态。
2.6寿命 老化：LED发光亮度随着长时间工作而出现光强或光亮度衰减现象。器件老化程度与外加恒流源的大小有关，可描述为Bt=BO
e-t/τ，Bt为t时间后的亮度，BO为初始亮度。
通常把亮度降到Bt=1/2BO所经历的时间t称为二极管的寿命。测定t要花很长的时间，通常以推算求得寿命。测量方法：给LED通以一定恒流源，点燃103 ~104
小时后，先后测得BO ，Bt=1000~10000，代入Bt=BO e-t/τ求出τ；再把Bt=1/2BO代入，可求出寿命t。
长期以来总认为LED寿命为106小时，这是指单个LED在IF=20mA下。随着功率型LED开发应用，国外学者认为以LED的光衰减百分比数值作为寿命的依据。如LED的光衰减为原来35%，寿命＞6000h。
3、 热学特性 LED的光学参数与pn结结温有很大的关系。一般工作在小电流IF＜10mA，或者10~20
mA长时间连续点亮LED温升不明显。若环境温度较高，LED的主波长或λp
就会向长波长漂移，BO也会下降，尤其是点阵、大显示屏的温升对LED的可靠性、稳定性影响应专门设计散射通风装置。 LED的主波长随温度关系可表示为λp（
T′）=λ0（T0）+△Tg×0.1nm/℃
由式可知，每当结温升高10℃，则波长向长波漂移1nm，且发光的均匀性、一致性变差。这对于作为照明用的灯具光源要求小型化、密集排列以提高单位面积上的光强、光亮度的设计尤其应注意用散热好的灯具外壳或专门通用设备、确保LED长期工作。
2008年7月16日星期三
显示译码器的作用和类型
1.
作用在数字系统中，译码器的功能是将一种数码变换成另一种数码。译码器的输出状态是其输入变量各种组合的结果。译码器的输出既可以用于驱动或控制系统其他部分，也可驱动显示器，实现数字、符号的显示。
2. 类型译码器是一种组合电路，工作状态的改变无需依赖时序脉冲。译码器可分为数码译码和显示译码两大类。其中：
·显示译码：包括驱动液晶显示器（LCD）、发光二极管(LED)、荧光数码管等。
·数码译码：主要是用来完成各种码制之间的转换。例如可用来完成BCD—十进制数、十进制数—BCD之间数制的转换。 3.
常见数码显示器数码显示器件有多种形式，目前广泛使用的是七段数码显示器，简称七段数码管。主要包括发光二极管（LED）数码管和液晶显示(LCD)数码管两种。 (1)
LED数码管 LED数码管是利用LED构成显示数码的笔画来显示数字的。具有较高的亮度，并且有多种颜色可供选择，故应用相当广泛。其显示数码图例如图1所示。 图1
LED七段数码显示器数字显示图根据连接方式的不同，LED数码管有共阳极和共阴极两种连接方式，如图2所示。其中：
·共阳极连接时，译码器必须输出低电平才能驱动相应的发光二极管导通发光。
·共阴极连接时，译码器必须输出高电平才能驱动相应的发光二极管导通发光。为了防止电流过大而烧坏发光二极管，通常在每个发光二极管的电路中还串接有限流电阻。发光二极管数码管的显示原理较简单，以共阴极连接方式为例，如要显示数字5，则a、f、g、c、d段加高电平发光显示，其余各段均加低电平熄灭。
(2) LCD数码管 LCD数码管是利用液晶材料在电场的作用下会吸收光线的特性来显示数码的。这类数码管虽比LED亮度低，但其耗电极低，故应用也比较广泛。 图2
LED显示器两种连接方式
作用在数字系统中，译码器的功能是将一种数码变换成另一种数码。译码器的输出状态是其输入变量各种组合的结果。译码器的输出既可以用于驱动或控制系统其他部分，也可驱动显示器，实现数字、符号的显示。
2. 类型译码器是一种组合电路，工作状态的改变无需依赖时序脉冲。译码器可分为数码译码和显示译码两大类。其中：
·显示译码：包括驱动液晶显示器（LCD）、发光二极管(LED)、荧光数码管等。
·数码译码：主要是用来完成各种码制之间的转换。例如可用来完成BCD—十进制数、十进制数—BCD之间数制的转换。 3.
常见数码显示器数码显示器件有多种形式，目前广泛使用的是七段数码显示器，简称七段数码管。主要包括发光二极管（LED）数码管和液晶显示(LCD)数码管两种。 (1)
LED数码管 LED数码管是利用LED构成显示数码的笔画来显示数字的。具有较高的亮度，并且有多种颜色可供选择，故应用相当广泛。其显示数码图例如图1所示。 图1
LED七段数码显示器数字显示图根据连接方式的不同，LED数码管有共阳极和共阴极两种连接方式，如图2所示。其中：
·共阳极连接时，译码器必须输出低电平才能驱动相应的发光二极管导通发光。
·共阴极连接时，译码器必须输出高电平才能驱动相应的发光二极管导通发光。为了防止电流过大而烧坏发光二极管，通常在每个发光二极管的电路中还串接有限流电阻。发光二极管数码管的显示原理较简单，以共阴极连接方式为例，如要显示数字5，则a、f、g、c、d段加高电平发光显示，其余各段均加低电平熄灭。
(2) LCD数码管 LCD数码管是利用液晶材料在电场的作用下会吸收光线的特性来显示数码的。这类数码管虽比LED亮度低，但其耗电极低，故应用也比较广泛。 图2
LED显示器两种连接方式
芯片技术发展趋势
目前的外延技术可以使得InGaN有源层在常温和普通注入电流条件下的内量子效率达到90-95%，但当温度升高时，内量子效率会有较大的下降，因此要提高发光效率必须控制结温和提高出光效率。基于这点，技术发展趋势如下： 1）衬底剥离技术（Lift-off） 这项技术首先由美国惠普公司在AlGaInP/GaAs LED上实现， GaAs衬底使得LED内部光吸收损失非常大，通过剥离GaAs衬底，然后粘接在透明的GaP衬底上，可以提高近2倍的发光效率。蓝宝石衬底激光剥离技术（LLO）是基于GaN的同质外延发展的一项技术，利用紫外激光照射衬底，熔化缓冲层而实现衬底的剥离。2003年2月，OSRAM用LLO工艺将蓝宝石去除，将LED出光效率提至75%，是传统LED的3倍，目前他们已拥有了第一条LLO生产线。 2）表面粗化技术 可以提高出光效率，但直接粗化容易对有源层造成损伤，同时透明电极更难制备。目前通过改变外延片生长条件得到表面粗化是一个较为可行的工艺。 3）制备基于二维光子晶体的微结构 这也是提高出光效率的一个途径，2003年9月日本松下电器制备出光子晶体的LED,其直径1.5微米,高0.5微米的凹凸可以增加60%的出光。 4）倒装芯片技术（Flip-Chip） 较好地解决电极挡光和蓝宝石不良散热问题，从蓝宝石衬底面出光。根据美国Lumileds公司的结果，倒装芯片约增加出光效率1.6倍。 5）芯片表面处理技术 主要技术途径采用了用表面微结构或表面纹理结构(Surface Texture)化提升正面出光效率。紫外光LED表面通过图形转换(Patterning)技术提高光功率,对表面进行加工后，提高了紫外光LED的取光效率。 6）全方位反射膜 7）发展大功率大尺寸芯片 大尺寸芯片设计要注意到两个问题，一是大驱动电流下光效下降问题；二是低扩散电阻的P电极设计，尽量降低电功率耗散产生的热效应。 8）提高侧向出光的利用效率 需要对发光区底部的衬底（正面出光）或者外延层材料（背面出光）进行特殊的几何规格设计、并在适当的区域涂覆高反层薄膜，从而提高器件的侧向出光利用率，提高输出功率。
2008年7月15日星期二
LED绿色照明驱动芯片选用技巧
LED照明灯具在近期得到飞跃的发展，LED作为绿色环保的清洁光源得到广泛的认可。LED光源使用寿命长、节能省电、应用简单方便、使用成本低，因而在家庭照明都将得到海量的应用，欧司朗光学半导体公司2008年调查统计，全球每年家庭照明灯座出货量约为500亿个。 LED光源的技术日趋成熟，每瓦发光流明迅速增长，促使其逐年递减降价。以1WLED光源为例，2008年春的价格已是2006年春的价格三分之一，2009年春将降至2006年的四分之一。 LED绿色灯具的海量市场和持续稳定数年增长需求将是集成电路行业继VCD、DVD、手机、MP3之后的消费电子市场的超级海啸！ LED灯具的高节能、长寿命、利环保的优越性能获得普遍的公认。 1.LED高节能：直流驱动，超低功耗(单管0.03~1W)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.LED长寿命：LED光源被称为长寿灯。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、光衰快等缺点，使用寿命可达5万到10万小时，比传统光源寿命长10倍以上。来源：灯饰视界
2008年7月14日星期一
什么是白光LED？
对于普通照明而言，人们需要的主要是白色的光源。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，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。 白光就是有各种颜色光组成的,平常的太阳光,日光灯都属于白光。 白光是由可见光（红橙黄绿蓝靛紫）和不可见光（微波 无线电波 红外线 紫外线 X射线 r射线等）共同混合组成的光。
2008年7月13日星期日
LED灯带采购商询盘4要点
客户最关心的ED灯带的询盘一般有以下4点：一、LED灯带的参数： 每种规格、每种颜色的LED灯带都有其专用参数，而不同的客户对LED灯带的参数要求又不同。因此，每个询盘的客户都会第一时间了解光虹电子的LED灯带参数，以确定是否是他们所要寻找的产品。那么，客户需要了解的LED灯带参数有哪些呢？下面仅以光虹电子接客户询盘的经历来列举一些常规参数：1）LED灯带色温：色温的定义是“指将一标准黑体加热，温度升高到一定程度时颜色开始由深红 - 浅红 - 橙黄 - 白 - 蓝，逐渐改变，某光源与黑体的颜色相同时，我们将黑体当时的绝对温度称为该光源之色温。”光源色温不同，光色也不同：色温在 3300K 以下，光色偏红给以温暖的感觉；有稳重的气氛，温暖的感觉.，通称暖色温。色温在 3000--6000K 为中间，人在此色调下无特别明显的视觉心理效果，有爽快的感觉；故称为 " 中性 " 色温色温超过 6000K ，光色偏蓝，给人以清冷的感觉，通称冷色温。一般国内客户需求的LED灯带都是冷色温，只有欧美的客户才会采用暖色温。而一般对色温做特别要求的，也都是欧美客户或者是外贸客户。2）LED灯带亮度：LED灯带不同的颜色会有不同的发光强度，常用单位是mcd，即毫坎德拉。数值越高，说明发光强度越大，也就是越亮。这是选择LED灯带的重要指标，亮度要求越高的灯带价格越贵，这是因为高亮度的LED芯片价格偏贵。3）LED数量：每米LED灯带上面有多少颗LED，这是客户比较关心的。不同规格的LED灯带，其LED的数量不一样，当然价格也就不一样。4）LED芯片：客户经常通过了解LED灯带上使用的LED芯片供应商来确定LED灯带的质量高低，因为决定LED的价格因素最大的就是芯片。所以，了解了芯片供应商，就可以大致的确定LED灯带的价格范围，这是有经验的采购商评估供应商的有效手段之一。 5）LED的间隔距离：不同厂家生产的LED灯带，其LED之间的间隔距离不一样。如光虹电子生产的LED灯带1210的间隔距离是17mm,5050规格30颗LED系列的间隔距离上33mm，60颗LED系列的间隔距离是15mm。为了确认所采购的LED灯带是自己需要的，客户通常会了解每颗LED之间的间隔距离。二、LED灯带的寿命：虽然说LED的寿命是8~10万小时，但由于LED是恒流元件，因此不同的生产商生产的LED灯带恒流效果不一样，当然寿命也就因此而有所不同。作为使用方，对于LED灯带的使用寿命需要有一个非常明确的了解。因此，询盘的客户通常会咨询这个问题。三、LED灯带的包装：不同的生产商对于LED灯带的包装方式不同，有的是5米/卷，有的是10米/卷，有的是50米/卷。光虹电子生产的LED灯带通常采用的包装规格是5米/卷，并且有做防静电防潮处理，这是欧美客户指定的包装规格。四、LED灯带的价格：客户在了解了前面的信息之后，最后要了解的就是LED灯带的价格了。毕竟买到性价比最高的产品是每个采购商的目的，光虹电子的价格不能说是同行中最有优势的，因此对于只求价格的客户，光虹电子一般会建议客户直接到深圳赛格去购买，那里的LED灯带价格是最有优势的。但其他方面，就需要客户自己去衡量了。 来源：阿里巴巴商人论坛
LED品质测试的七个方面
LED应用产品尤其是半导体照明产品对大功率LED需求越来越旺，同时对LED的品质要求也越来越高，其主要表现在以下7个方面： 1.正向电压测试：正向电压的范围需在电路设计的许可范围内，很多客户设计驱动发光管点亮都以电压方式电量，正向电压大小直接会影响到电路整体参数的改变，从而会给产品品质带来隐患。另外，对于一些电路功耗有要求的产品，则希望保证同样的发光效率下正向电压越低越好。 2. 光通量分档：光通量值是LED用户很关心的一个指标，LED应用客户必须要知道自己所使用的LED光通量在哪个范围，这样才能保证自己产品亮度的均匀性和一致性。 3. 反向漏电流测试：反向漏电流在载入一定的电压下要低于要求的值，生产过程中由于静电、芯片品质等因素引起LED反向漏电流过高，这会给LED应用产品埋下极大的隐患，在使用一段时间后很容易造成LED死灯。 4.主波长分档：对于单色光LED来说，主波长是衡量其色参数的重要指标，主波长直接反映人眼对LED的光的视觉感受。 5. 显色指数分档：显色指数直接关係到光照射到物体上物体的变色程度，对于LED照明产品这个参数就显得非常重要。 6.相对色温分档：对于白光LED色温是表徵其顏色行业中用得比较多的一个参数，此参数可直接呈现出LED色调是偏暖还是偏冷还是正白。 7. 色品座标x,y分档：对于白光或者单色光都可以用色品参数来表达LED在哪个色区域，一般都要求四点x,y确定一个色品区域。必须通过一定测试手段保证LED究竟是否落在所要求的四点x,y色品区域内。针对以上要点，我们可以采用两种方案进行有效的分光分色，一种是从测电压到漏电流到光通量到光谱多道工序大量人工配合进行品质把控和分档。一种是通过专业的大功率LED分光分色机进行自动分档，效率高，速度快，可以做到对每一颗LED分光分色。白光LED为什么要进行分光分色？白光LED灯在出厂前都要经过分光分色（没经过分光分色的LED有的发出的光是纯白、有的偏蓝、有的发黄），分光分色仪价格昂贵，一般的小厂没有该种设备，所以生产的白光一般都是拿到大厂进行分光分色的，由于不是自己厂的产品，分光分色就不会那么仔细。有些小厂干脆就不分光分色。他们一般都是以低价格来拉客户的。所以在购买白光LED时不要一味的贪图便宜，一定要购买同一厂家、同一批次、同一色号的LED发光管单颗粒灯或模组来制作同一批次的发光字。 LED分光分色基本原理通过分光机的红外线探测头测试，把LED发光二极管、电压、亮度、漏电值、波长区别开来，在放入不同的料箱里！
第四代汽车光源：LED
现代汽车灯具结构越来越复杂、工艺越来越考究、功能越来越完善。汽车灯具的心臟是光源，汽车灯具的演变主要经歷了四个阶段，而第四代LED汽车光源的出现，对汽车灯具的变革影响深远。第一代汽车光源是由燃料(蜡烛、煤油或乙炔)直接燃烧发光，它能满足早期车灯的要求，但存在发光效率很低、光强弱、性能不稳定、操作复杂等明显缺点。第二代汽车光源是白炽灯：1879年爱迪生发明白炽灯，1913年美国首先将白炽灯技术应用在凯迪拉克汽车前照灯上，汽车灯具发生了革命性的变化，从此汽车照明进入了电气时代。接着，先后出现汽车反光镜、啟动机、发电机和蓄电池等新技术，1925年开始汽车真正进入白炽灯汽车灯具时代。20世纪50年代又出现卤钨灯，它很快成为汽车强光源的主要灯泡。第三代汽车光源是气体放电灯(HID)：它具有高发光效率、高亮度和高可靠性等优点，将替代白炽灯、卤钨灯成为新型的汽车前照灯的光源。第四代汽车光源是LED：LED是半导体PN结二极体，当一个正向偏压施加于PN结两端时，使PN结系统受到激发，载流子由低能态跃迁到高能态，当处于高能态的不稳定载流子回到低能态复合时，根据能量守恆原理，多餘的能量将以光子形式释放，它就是LED电致发光原理。它不是通过热能使物体升温而发光，是由电能直接转换为光能，发光波长取决于载流子的能量差即高能态与低能态之差。至于车内光源，使用LED的情况越来越多，特别是辅助照明用的LED车内灯，以及仪表版的LED背光等等。LED汽车前灯具的基本结构由五部分组成：1.LED阵列、2.反光镜、3.配光镜、4.散热器、5.驱动电路。LED汽车灯具的发展直接与LED光源的发展相关联，只有当LED照明的技术进步，LED光源应用在车前灯才会更普及。未来LED将随着LED品质提高、价格下降， LED光源的出现将爆发又一次照明革命，具有划时代意义，它将进一步影响汽车灯具的变革。
LED显示屏技术参数
室内屏系列 室内屏面积一般在十几平米以下,点密度较高，在非阳光直射或灯光照明环境使用，观看距离在几米以外，屏体不具备密封防水能力。根据控制方式和显示颜色，又可分为以下几种：● 室内全彩色视频屏 ★ 采用独立研发的逐点矫正技术，保证点与点之间均匀一致。 ★ 显示面板的发光点采用柱状平头的发光二极管，经测试， 纵向横向全视角均可达到150度。 ★ 构成灯板的反射罩经开模制作，与发光点无缝吻合，成品可 作到表面高度误差极小。 ★ 采用发光二极管，发光亮度为发光晶片亮度的6-8倍。 ★ 发光二极管的热量主要从金属管脚散失，决定了显示面板 具有良好的散热性能。 ★ 不良发光二极管可逐个更换，不影响其他发光管的使用， 降低维护成本。 ★ 采用最新技术水平的视频控制系统，显示颜色艳丽清晰。 ★ 主要技术参数 基色 RGB（全彩色 ） 像素直径〔mm〕 5.00 8.00 像素间距〔mm〕 7.62 10.00 像素组成 1R1G1B 2R1G1B虚拟像素 单元面板点数〔点〕 32×32 32×16 单元面板尺寸〔mm〕 245×245 320×160 单元面板重量〔g〕 1100 850 物理像素密度〔点/m2〕17200 10000 虚拟像素密度〔点/m2〕16384 40000 峰值功耗〔W/m2〕 850 750 平均功耗〔W/m2〕 350 320 重 量〔Kg/m2〕 36 36 水平可视角度 150° 垂直可视角度 150° 最高亮度〔cd/m2〕 1700 800 ● 室内双基色视频屏 ★ 显示模块采用大厂产品，整屏亮度和发光一致性好。 ★ 系统稳定成熟，安装简单无需调试，故障率极低。 ★ 采用最新技术水平的视频控制系统，显示颜色艳丽清晰。 ★ 主要技术参数 基色 RG（红、绿双基色） 像素直径〔mm〕 3.75 5.00 像素间距〔mm〕 4.75 7.62 像素组成 1R1G 1R1G 单元面板点数 64×32（或80×32）80×32 单元面板尺寸〔mm〕 306×153（或382×153） 612×245 单元面板重量〔g〕800 1500 像素密度〔点/m2〕 43000 17200 峰值功耗〔W/m2〕 700 350 平均功耗〔W/m2〕 300 200 可视角度 150° 通讯距离（m） 100（无中继） ● 室内单色屏 ★ 显示模块采用大厂产品，整屏亮度和发光一致性好。 ★ 系统稳定成熟，安装简单无需调试，故障率极低。 ★ 根据不同使用要求，可采用同步或异步方式。 ★ 主要技术参数 基色 单色 像素直径〔mm〕 3.0 3.75 5.00 像素间距〔mm〕 4.0 4.75 7.62 像素组成 1R 1R 1R 单元面板点数〔点〕 64×32 64×32 80×32 单元面板尺寸〔mm〕 306×153 612×245 单元面板重量〔g〕 700 900 1500 像素密度〔点/m2〕 62500 43000 17200 峰值功耗〔W/m2〕 500 350 200 平均功耗〔W/m2〕 350 200 100 可视角度 150° 通讯距离（m） 100 （无中继） 半室外屏系列 半室外屏一般使用发光单灯组成发光点，适用于亮度较高又可以防水的环境，例如：房檐下、橱窗内、光线强烈的大厅等。点间距一般在7.62mm－10mm左右；发光颜色一般为单红色或红/绿双基色；控制方式根据使用要求，有异步、同步图文、视频等。 ★ 主要技术参数 基色 单色/双基色 像素直径〔mm〕 5.00 5.00 像素间距〔mm〕 7.62 10.00 像素组成 1R 1R 单元面板点数〔点〕 80×32 32×16 单元面板尺寸〔mm〕 612×245 320×160 单元面板重量〔g〕 1700 1000 像素密度〔点/m2〕 17200 10000 峰值功耗〔W/m2〕 400 300 平均功耗〔W/m2〕 250 200 水平可视角度 60-70° 垂直可视角度 45-60° 最高亮度〔cd/m2〕 3000 1800 室外屏系列 室外屏面积一般在十平米以上,亮度较高，可以在阳光直射环境使用，观看距离在一般在十几米以外，屏体具备密封防水能力。根据控制方式和显示颜色，又可分为以下几种： ● 室外全彩色视频屏 ★ 显示面板的发光点采用纯色超高亮度的发光二极管，显示 效果真实自然。 ★ 灯板为箱体结构，安装方便，外观平整。 ★ 采用最新技术水平的视频控制系统，显示颜色艳丽清晰。 ★ 主要技术参数 基色 RGB（全彩色 ） 像素直径〔mm〕 15.00 18.00 像素间距〔mm〕 20 25 像素组成 2R1G1B 2R1G1B 单元面板点数〔点〕 32×16 32×16 单元面板尺寸〔mm〕 640×320 800×400 单元面板重量〔g〕 1500 1000 像素密度〔点/m2〕 2500 1600 峰值功耗〔W/m2〕 1000 800 平均功耗〔W/m2〕 380 350 重 量〔Kg/m2〕 42 40 水平可视角度 70° 垂直可视角度 45° 最高亮度〔cd/m2〕 7000 800 ● 室外双基色视频屏 ★ 灯板为箱体结构，安装方便，外观平整。 ★ 采用最新技术水平的视频控制系统，显示颜色艳丽清晰。 ★ 主要技术参数 基色 RG（双基色） 像素间距〔mm〕 11.5 16.0 22.0 像素组成 2R1G 2R1G 2R4G 单元面板点数〔点〕 32×16 32×16 32×16 单元面板尺寸〔mm〕 368×184 512×256 704×352 单元面板重量〔g〕 1000 1500 2300 像素密度〔点/m2〕 7600 4096 2048 峰值功耗〔W/m2〕 800 600 500 平均功耗〔W/m2〕 300 250 150 可视角度 70° 通讯距离（m） 100（无中继）
IR2167集成电路的特点与应用
1、 IR2167集成电路特点
1为一集PFC功能和半桥驱动器电路一体的电子镇流器控制集成电路。 2PFC电路工作在临界导通升电压工作模式。 3无需PFC电流检测电阻。
4工作频率、预热时间可编程。 5斜波点火频率可编程。 6灯电路过电流保护值可编程。 7灯丝工作状态检测和灯丝故障保护。 8灯电路容性工作模式保护。
9灯电路电源供电电压过低保护。 10灯管更换后灯电路的自动再启动。 11灯电路热过载保护。 12灯输出驱动电路死时间可编程。
13电源供电VCC引脚的内置15.6V稳压二极管钳位。 14微功率启动（150μA）。 15所有引脚均有静电放电保护。 2、
IR2167电子镇流器控制集成电路功能简介
IR2167是可以用于各种类型的快速启动荧光灯电子镇流器的600V控制集成电路，具有保护功能齐全的特点。内部的PFC控制功能可以使灯电路具有高功率因数、低总谐波失真（THD）和灯电路直流供电前置预稳压的特点。由于它的预热时间、预热工作频率、斜波点火频率、正常工作频率的可编程特性，使得IR2167使用起来十分方便灵活。并且如果灯管点火失败、灯丝故障、交流供电电源电压过低、热过载、在正常工作条件下的灯故障自动再启动等综合保护功能都集成在了IR2167中。IR2167集成电路的核心是由死时间外部可编程的可变频率振荡器。利用T触发器可实现振荡脉冲50%占空比的精确控制。IR2167有如图1所示的DIP和宽体SOIC两种封装形式。
3、 IR2166/IR2167的典型应用电路 IR2167的典型应用电路原理如图2所示。 4、 IR2167的推荐工作条件
IR2167的推荐工作条件如表1所示。 5、 IR2167的工作状态图 IR2167的工作状态图如图3所示。 6、 IR2167的内部功能框图
IR2167的内部功能框图如图4所示。 7、 IR2167的引脚功能 IR2167的引脚功能如表2所示。
1为一集PFC功能和半桥驱动器电路一体的电子镇流器控制集成电路。 2PFC电路工作在临界导通升电压工作模式。 3无需PFC电流检测电阻。
4工作频率、预热时间可编程。 5斜波点火频率可编程。 6灯电路过电流保护值可编程。 7灯丝工作状态检测和灯丝故障保护。 8灯电路容性工作模式保护。
9灯电路电源供电电压过低保护。 10灯管更换后灯电路的自动再启动。 11灯电路热过载保护。 12灯输出驱动电路死时间可编程。
13电源供电VCC引脚的内置15.6V稳压二极管钳位。 14微功率启动（150μA）。 15所有引脚均有静电放电保护。 2、
IR2167电子镇流器控制集成电路功能简介
IR2167是可以用于各种类型的快速启动荧光灯电子镇流器的600V控制集成电路，具有保护功能齐全的特点。内部的PFC控制功能可以使灯电路具有高功率因数、低总谐波失真（THD）和灯电路直流供电前置预稳压的特点。由于它的预热时间、预热工作频率、斜波点火频率、正常工作频率的可编程特性，使得IR2167使用起来十分方便灵活。并且如果灯管点火失败、灯丝故障、交流供电电源电压过低、热过载、在正常工作条件下的灯故障自动再启动等综合保护功能都集成在了IR2167中。IR2167集成电路的核心是由死时间外部可编程的可变频率振荡器。利用T触发器可实现振荡脉冲50%占空比的精确控制。IR2167有如图1所示的DIP和宽体SOIC两种封装形式。
3、 IR2166/IR2167的典型应用电路 IR2167的典型应用电路原理如图2所示。 4、 IR2167的推荐工作条件
IR2167的推荐工作条件如表1所示。 5、 IR2167的工作状态图 IR2167的工作状态图如图3所示。 6、 IR2167的内部功能框图
IR2167的内部功能框图如图4所示。 7、 IR2167的引脚功能 IR2167的引脚功能如表2所示。
采用IR2167的电子镇流器应用电路
1、 性能指标 ①
可驱动1×35W/TL5灯管（或1×38W/TL5灯管）。 ② 交流市电输入电压范围：80~260V。 ③ 高功率因数/低总谐波失真。 ④ 灯丝预热。 ⑤
具有自动再启动功能的灯故障保护电路。 ⑥ 交流输入市电电压过低保护。 ⑦ 灯寿命终止时自动关断电路。 2、
电路特点该应用电路可用于驱动快速启动的荧光灯负载，电路含有EMI滤波器、有源功率因数校正和电子镇流控制电路。电路工作框图如图1所示。电路主要技术指标和保护功能如表1和表2所示。
采用电压型灯丝预热的IR2167的单灯典型应用电路如图2所示。图2所示电路的功率因数校正电路工作于变频升电压型临界导通工作模式，通过IR2167内部的控制电路可以控制调节RLC灯输出谐振电路的工作状态，从而可以适用于多种类型的灯管电路，并且可以完成如灯电路故障检测、灯电路关断和灯电路自动再启动的控制功能。有关电感元件参数如图3、图4所示。
TL5型灯管由于它具有体积小、发光效率高的优点得到了广泛的应用，但是由于TL5型灯管的较高灯点火电压和工作电压，又使得TL5型灯管电子镇流器电路的制作又更为困难些。采用传统的电流型灯丝预热的电子镇流器电路会导致灯在正常工作时灯丝电流过大的问题，所以本电路将灯丝预热电路设计成电压型预热电路，可以利用调节电容、参数的方法来调节灯丝预热电流的大小。在电路刚一加电时，交流输入市电电压经过整流后输出的直流电压经启动电阻和电容所组成的RC充电电路给充电，使IR2167的引脚17电压从低于欠电压锁定输出电压阈值（11.4V）开始充电，使该引脚的电压开始上升，一旦充电至欠电压锁定输出电压阈值的上限值（15.6V），这时电路进入预热工作模式，结束微功率启动工作模式，这时灯负载电路开始有供电电压，电路开始进入工作状态。灯电路的工作频率可利用下式计算：
（1）式中，L为灯谐振回路的谐振电感（镇流电感）量（H）；C为灯谐振回路的谐振电容的容量（F）；为灯在工作条件下的功率值；为灯在工作条件下的工作电压幅值（V）。图2所示电路中的电阻、和电容组成了一个电压分压滤波电路，并和IR2167的VDC引脚1相连，用以检测输入交流市电电压的高低，这在交流市电供电电压不稳定的应用场合是很有用的，如果VDC引脚1的电压低于3V，这时IR2167会关断电路，使灯负载无供电电压，直至VDC引脚1的电压上升至高于5.1V的电压值。如果这时灯电路没有其他的故障，这时灯电路又会经历灯丝预热、点火和正常工作的循环，使灯电路进入正常工作模式。图2所示电路中的、和电容CSD2组成的电阻分压滤波电路用以检测灯管不在位和灯管下侧灯丝开路的故障，如果出现以上故障之一，则在电容上的电压会上升至高于5.1V的阈值电压，从而使IR2167的SD引脚13内的控制保护电路动作,使IR2167进入欠电压锁定输出工作模式,直至上面的灯电路故障被排除,灯电路又会重新再启动,进入工作模式.
图2所示电路中的电阻，，，，，和用于灯管寿命终止的检测，在灯的工作模式下，灯管寿命终止检测窗口比较器就开始工作，如果灯管的工作电压超过灯正常工作电压的±20%，这时稳定二极管或就会被击穿，使IR2167引脚SD上的电压超过内部窗口比较器的1~3V的电压范围，从而使IR2167进入故障保护工作模式。当然也可以用图5所示的灯管寿命终止检测电路来取代图2所示电路中的灯管寿命终止检测电路，这时可以不用两只稳压二极管和而用电容代替，并同时将电容的数值从原来的0.47μF减小为100pF。调节图5所示电路中灯管寿命检测电路中的电阻的数值大小，可以调节电路的保护点位置，一般应使在SD引脚能产生1.5V峰、峰值的取样电压，对TL5/35W灯管取1.2kΩ就可以满足要求。
灯管的寿命终止可能是由于灯管两端的灯丝老化而引起，也有可能是由于灯管一侧的灯丝老化而引起，但以上电路都可以提供比较理想的保护特性。相应的灯管寿命终止检测信号波形如图6所示。在图6中分别给出了SD引脚和灯管电压的波形，它们分别对应灯管正常、灯管上侧灯丝老化、灯管下侧灯丝老化和灯管两侧的灯丝都老化的情况。
图5所示的灯丝开路故障检测电路只能检测灯管下侧灯丝断路的故障现象，而利用图2所示的电路不但能检测灯管下侧灯丝开路的故障，而且可以检测灯管上侧灯丝开路的故障，在电路图中利用增加的那只双极性三极管和相关外围电阻、电容和二极管元件就可以完成相应的控制功能。当灯管的上侧灯丝正常时，通过直流供电400V电压经220kΩ的两只电阻为下面的双极性晶体管提供了一个直流通路，使这只三极管导通，致使二极管的正极为零电位，这只二极管不导通，从而对IR2167的SD引脚13的电位无影响，但是一旦灯管的上侧灯丝开路，则三极管的基极失去偏置供电电压，三极管截止，这时由于三极管集电极的高电位致使二极管导通，致使加至IR2167引脚SD的电位上升至保护电平，从而关断IR2167，使电路处于保护工作状态。
可驱动1×35W/TL5灯管（或1×38W/TL5灯管）。 ② 交流市电输入电压范围：80~260V。 ③ 高功率因数/低总谐波失真。 ④ 灯丝预热。 ⑤
具有自动再启动功能的灯故障保护电路。 ⑥ 交流输入市电电压过低保护。 ⑦ 灯寿命终止时自动关断电路。 2、
电路特点该应用电路可用于驱动快速启动的荧光灯负载，电路含有EMI滤波器、有源功率因数校正和电子镇流控制电路。电路工作框图如图1所示。电路主要技术指标和保护功能如表1和表2所示。
采用电压型灯丝预热的IR2167的单灯典型应用电路如图2所示。图2所示电路的功率因数校正电路工作于变频升电压型临界导通工作模式，通过IR2167内部的控制电路可以控制调节RLC灯输出谐振电路的工作状态，从而可以适用于多种类型的灯管电路，并且可以完成如灯电路故障检测、灯电路关断和灯电路自动再启动的控制功能。有关电感元件参数如图3、图4所示。
TL5型灯管由于它具有体积小、发光效率高的优点得到了广泛的应用，但是由于TL5型灯管的较高灯点火电压和工作电压，又使得TL5型灯管电子镇流器电路的制作又更为困难些。采用传统的电流型灯丝预热的电子镇流器电路会导致灯在正常工作时灯丝电流过大的问题，所以本电路将灯丝预热电路设计成电压型预热电路，可以利用调节电容、参数的方法来调节灯丝预热电流的大小。在电路刚一加电时，交流输入市电电压经过整流后输出的直流电压经启动电阻和电容所组成的RC充电电路给充电，使IR2167的引脚17电压从低于欠电压锁定输出电压阈值（11.4V）开始充电，使该引脚的电压开始上升，一旦充电至欠电压锁定输出电压阈值的上限值（15.6V），这时电路进入预热工作模式，结束微功率启动工作模式，这时灯负载电路开始有供电电压，电路开始进入工作状态。灯电路的工作频率可利用下式计算：
（1）式中，L为灯谐振回路的谐振电感（镇流电感）量（H）；C为灯谐振回路的谐振电容的容量（F）；为灯在工作条件下的功率值；为灯在工作条件下的工作电压幅值（V）。图2所示电路中的电阻、和电容组成了一个电压分压滤波电路，并和IR2167的VDC引脚1相连，用以检测输入交流市电电压的高低，这在交流市电供电电压不稳定的应用场合是很有用的，如果VDC引脚1的电压低于3V，这时IR2167会关断电路，使灯负载无供电电压，直至VDC引脚1的电压上升至高于5.1V的电压值。如果这时灯电路没有其他的故障，这时灯电路又会经历灯丝预热、点火和正常工作的循环，使灯电路进入正常工作模式。图2所示电路中的、和电容CSD2组成的电阻分压滤波电路用以检测灯管不在位和灯管下侧灯丝开路的故障，如果出现以上故障之一，则在电容上的电压会上升至高于5.1V的阈值电压，从而使IR2167的SD引脚13内的控制保护电路动作,使IR2167进入欠电压锁定输出工作模式,直至上面的灯电路故障被排除,灯电路又会重新再启动,进入工作模式.
图2所示电路中的电阻，，，，，和用于灯管寿命终止的检测，在灯的工作模式下，灯管寿命终止检测窗口比较器就开始工作，如果灯管的工作电压超过灯正常工作电压的±20%，这时稳定二极管或就会被击穿，使IR2167引脚SD上的电压超过内部窗口比较器的1~3V的电压范围，从而使IR2167进入故障保护工作模式。当然也可以用图5所示的灯管寿命终止检测电路来取代图2所示电路中的灯管寿命终止检测电路，这时可以不用两只稳压二极管和而用电容代替，并同时将电容的数值从原来的0.47μF减小为100pF。调节图5所示电路中灯管寿命检测电路中的电阻的数值大小，可以调节电路的保护点位置，一般应使在SD引脚能产生1.5V峰、峰值的取样电压，对TL5/35W灯管取1.2kΩ就可以满足要求。
灯管的寿命终止可能是由于灯管两端的灯丝老化而引起，也有可能是由于灯管一侧的灯丝老化而引起，但以上电路都可以提供比较理想的保护特性。相应的灯管寿命终止检测信号波形如图6所示。在图6中分别给出了SD引脚和灯管电压的波形，它们分别对应灯管正常、灯管上侧灯丝老化、灯管下侧灯丝老化和灯管两侧的灯丝都老化的情况。
图5所示的灯丝开路故障检测电路只能检测灯管下侧灯丝断路的故障现象，而利用图2所示的电路不但能检测灯管下侧灯丝开路的故障，而且可以检测灯管上侧灯丝开路的故障，在电路图中利用增加的那只双极性三极管和相关外围电阻、电容和二极管元件就可以完成相应的控制功能。当灯管的上侧灯丝正常时，通过直流供电400V电压经220kΩ的两只电阻为下面的双极性晶体管提供了一个直流通路，使这只三极管导通，致使二极管的正极为零电位，这只二极管不导通，从而对IR2167的SD引脚13的电位无影响，但是一旦灯管的上侧灯丝开路，则三极管的基极失去偏置供电电压，三极管截止，这时由于三极管集电极的高电位致使二极管导通，致使加至IR2167引脚SD的电位上升至保护电平，从而关断IR2167，使电路处于保护工作状态。
2008年7月12日星期六
户内/户外LED显示屏的常规安装方式
1) 户内显示屏安装方式 吊装 室内承重混凝土顶可采用标准吊件，吊杆长度视现场情况而定。室内钢梁采用钢丝绳吊装，外套与屏体颜色一致钢管装饰。挂装 普通挂装：适用于屏体总重量小于50kg的显示屏，可直接挂在承重墙上，无须留维修空间。旋转支架挂装： 适用于重量大于50kg，屏体高度和宽度均大于1200mm的显示屏，必须安装在承重墙上，因其一般面积较大，拆装困难，所以通过屏体旋转解决维修空间。镶装 镶装结构是在墙体上开洞，将显示屏镶在其内，要求洞口尺寸与显示屏外框尺寸相符，并做适当装修，为便于维修墙体上的洞口必须是贯通的，否则需采用前拆卸机构。2) 户外显示屏安装方式 室外LED显示屏面积较大，其钢结构的设计要考虑基础、风载、震级、防水、防尘、环境温度、避雷等诸多因素。钢结构内要放置配电柜、空调、轴流风扇、照明等辅助设备，还要有马道、爬梯等维修设施。整个户外屏结构要符合IP65以下的防护等级。挂装座装 将户外屏安装在平台上或立柱上。立柱又分为立柱和双立柱，除需制作屏体钢结构外，还需制作混凝土或钢立柱，主要考虑基础的地质状况。来源：投影时代
OLED显示屏小知识?
OLED的英文全称为Organic Light Emitting Display，中文意思就是“有机发光显示技术”，这是一种全新显示技术。它最大的特点是能自己发光——OLED的正极是一个薄而透明的铟锡氧化物(ITO)，阴极为金属组合物，而将有机材料层(包括电洞传输层、发光层、电子传输层等)包夹在其中，形成一个“三明治”。接通电流，正极的电洞与阴极的电荷就会在发光层中结合，产生光亮。根据包夹在其中的有机材料的不同，会发出不同颜色的光。OLED的发光原理是有机发光显示技术由非常薄的有机材料涂层和玻璃基板构成。当有电荷通过时这些有机材料就会发光。OLED发光的颜色取决于有机发光层的材料，故厂商可由改变发光层的材料而得到所需之颜色。有源阵列有机发光显示屏具有内置的电子电路系统因此每个像素都由一个对应的电路独立驱动。OLED技术提供了浏览照片和视频的最佳方式而且对相机的设计造成的限制较少。最早运用OLED技术作为显示屏的手机厂家是Motorola，2000年底，Motorola开始采用OLED作为手机显示屏材料，但直至现在，都没有Moto的OLED显示屏在中国出现,可能只在本国销售吧。此后，许多手机厂商都投入OLED显示研发中。如现在市场上LG的G7030的外屏，就是无源的OLED显示屏。 OLED为自发光材料，不需用到背光板，同时视角广、画质均匀、反应速度快、较易彩色化、用简单驱动电路即可达到发光、制程简单、可制作成挠曲式面板，符合轻薄短小的原则，应用范围属于中小尺寸面板。OLED具有以下优势： 1、OLED器件的核心层厚度很薄，厚度可以小于1毫米，厚度为液晶的1/3； 2、OLED器件为全固态机构，无真空、液体物质，抗震性好，可以适应巨大的加速度、振动等恶劣环境； 3、主动发光的特性让OLED几乎没有视角问题。OLED的亮度为100000cd/平方米，而目前最好的笔记本的TFT亮度为350-400cd，因此，OLED在很大的角度内观看，显示画面不失真； 4、OLED器件单个像素的响应速度是液晶元件的1000倍，可以实现精彩的视频重放； 5、低温特性好，在零下40度能正常显示，而液晶在低温显示效果不好； 6.成本将会更低； 7. 发光转化效率高，且不需要处在光源，能耗比液晶低； 8. OLED能够在不同材质的基板上制造，可以做成能弯曲的柔软显示器。 基于上述特点，OLED被认为是下一代的平面显示器新兴应用技术。在商业领域OLED显示屏可以适用于POS机和ATM机、复印机、游戏机等；在通讯领域则可适用于手机、移动网络终端等领域；在计算机领域则可大量应用在PDA、商用PC和家用PC、笔记本电脑上；消费类电子产品领域，则可适用于音响设备、数码相机、便携式DVD；在工业应用领域则适用于仪器仪表等；在交通领域则用在GPS、飞机仪表上等。
LED台灯照明技术解析
台灯一般用在阅读、书写、设计、批阅等办公或学习照明使用场所。对于做桌面工作的人来说，保证工作区的良好的视觉环境，对提高学习和办公的质量，提高工作效率，保护身体健康有很大的好处。 目前，传统台灯的光源主要有白炽灯和荧光灯管两种： 白炽台灯一般用40w～60w，可以保证工作面上有足够的照度，而荧光台灯多用不透明而且能反光的金属罩，表面喷漆，放射光线能增加工作的照度，金属罩应有一定的遮光角度，这样既使工作面上的照度比较均匀，又能使灯管发出的光线不致直接刺激眼睛。但是，白炽灯的缺点是发热量大、耗电、发光效率较低、使用寿命短。 而荧光灯管的缺点是显色性较差（光谱是断续的）特别是它的频闪效应，容易使人眼产生错觉，需要在设计上采取措施消除频闪效应，另外灯管内存在着有毒的汞蒸汽，不环保。一、LED照明台灯的发展潜力 以半导体发光二极管（LED）为光源的台灯，其光源具有低压直流驱动、无频闪、极低功耗、光线集中、环保、使用寿命长、易于控制等诸多优点。具体的说LED环保节能台灯的优点主要有： 1.LED是绿色照明理想的光源 与传统的照明工具相比，LED照明工具，特别是GaN基白光LED照明，在功耗及寿命方面均有不可比拟的优越性。传统白炽灯采用热发光技术，浪费了９０％的能源，而发光二极管的效能转换率却非常高。由于半导体照明具有节能、长寿命、免维护、环保等优点，业内普遍认为，如同晶体管替代电子管一样，半导体灯替代传统的白炽灯和荧光灯也是大势所趋；半导体LED越来越被认同是绿色照明的理想光源。 2.LED环保节能台灯吸引点众多 市场对于台灯的要求可以从两个方面划分：一是追求个性化，由于书桌在居住环境中的地位越来越重要，因此，书桌上的重要摆放也成为主人个性及爱好的体现；二是多功能性及保健性，无频闪。LED环保节能台灯将充分体现上述两大卖点。 3.符合节能省电的理念 我们知道电力供应紧张势必造成电价的提高及节能电器产品的热销。LED环保节能台灯最重要的一个特点，促成热销的一项便是其低耗省电性能。二、LED照明台灯的不同构造 LED环保节能台灯作为局部照明如读书写字之用，要求的照度和照度均匀度比较高，需要把许多发光二极管串联或者串、并联结合使用，这就涉及到光源的分布问题。根据LED的发光强度、发光角度以及体积小等的特性，可以把多颗LED按照一定数组整合在一块适当的电路板上，再安装在相应的造型结构里，从表面上看整个平面就形成一个发光面，故把这样的一个装有LED的平板式的结构称之为LED发光板。 LED属于低压直流器件，其正向导通电压的典型值3.0V～4.0V，驱动电流为20mA。LED作为一种电流型器件，根据LED伏安特性可知道。为了使LED正常在稳定、可靠的工作状态，则必须为LED提供恒定电流。 LED台灯光源的方向性与传统灯泡及荧光灯管的大面积照射不同。照度和照射范围跟采用的LED的参数、数量和排布有关。 LED环保节能台灯功率一般在3W以内，如一个采用了20颗LED的台灯，其所耗的功率也仅仅为1.6W左右，远远比白炽台灯和荧光台灯要低。 当然，单只大功率LED器件的功率一般在0.9W～2W之间，也可以用在台灯上。 LED台灯与传统台灯结构构造区别最大的是光的重新分布部件。传统照明光源为白炽灯或荧光灯等，其发光特点是光辐射几乎占据整个空间，因此需要用反射器将其它方向上的光收集起来，投向要求的区域。通常采用的是抛物面反射器形成近似于平行的光束。而LED台灯，往往根据LED发光强度不同，在其中分布几个至几十颗LED。由于LED发出的光线集中于一个较小的立体角范围，在某些场所已经可以满足局部照明的需要，但如果需要更大的照射范围，那就要使这些LED产生的光在通过一系统透镜，而产生我们所要求的光分布。 目前大功率LED台灯正处在市场开拓阶段，价格偏高，且客户对其了解甚少。但其市场潜力巨大。考虑到它的诸多优点，如护眼、省电、环保和长寿命，它的生命力极强。可以预计，在不久的将来，随着大功率LED台灯成本的不断下降，它的市场会有爆炸性的发展。 来源：Ledinside
如何消除彩色LED显示系统中的假像电流
复用LED驱动器有助于提高效率，降低成本;然而设计复用LED电路比较棘手。设计不好的电路会在实际应用中产生不需要的LED电流和假像。本应用笔记详细介绍了与复用LED相关的问题，解释怎样利用MAX6972–MAX6975系列脉冲宽度调制LED驱动器消息电路板来克服这些问题。MAX6972–MAX6975是恒流LED驱动器，用于高速彩色和视频显示电路板。MAX6972/MAX6973可直接驱动16个LED，或者32个复用LED，而MAX6974/MAX6975可直接驱动24个LED，或者48个复用LED。复用工作的好处是加倍了每个驱动器驱动的LED数量，因此，切实降低了成本。然而，设计不好的LED复用电路会产生假像。LED处于关断状态(即，没有电流流过)，当杂散电流流过LED时会出现假像;这导致非常微弱的显示或者假像。这些假像电流一般来自和LED共阳极长走线相关的离散电容，以及本身略有前向偏置的LED导致的离散电容。通过仔细的复用电路设计，MAX6972–MAX6975系列恒流LED驱动器可以防止显示系统中出现这种假像。典型复用电路图1所示为MAX6972–MAX6975 (也称为MAX6972和MAX6974评估板)典型的复用电路。复用晶体管(Q1和Q3)被MAX6972–MAX6975交替接通，而恒流吸收驱动引脚(OUT0–OUTn)交替控制两个状态之间的设置。在状态1，/MUX1为低电平，Q1接通，节点A被上拉至VLED，因此，将所有的绿色LED阳极连接至LED电源。同样的，在状态0，/MUX0为低电平，Q3接通，将所有的红色LED连接至VLED电源。/MUX0和/MUX1输出通过开漏驱动电路，吸收流过562Ω电阻的基极电流，接通pnp晶体管。当/MUX0和/MUX1关断时，开漏输出实际是开路电路，使基极发射极电阻(每个为182Ω)能够关断pnp晶体管。在每一/MUX0和/MUX1状态之间，Q1和Q3都关断16个内部时钟周期(CLKI)，如图2中的tEMUX所示。典型电路中的假像电流当复用状态从/MUX0变到/MUX1时，杂散电流会导致出现假像，反之亦然。复用电路的LED是不同颜色(发光波长)时，这种效应最为明显，因此，在某些电流情况下，电压降会有很大的不同。为简单起见，在后面的讨论中简化了图1复用电路，只显示一个红色和一个绿色LED。在下面的例子中，/MUX0通过Q3来驱动红色LED，/MUX1通过Q1来驱动绿色LED。LED的电压降是：VRED=2.0V;VGREEN=3.1V电源是：V+=3.3V;VLED=5.0V状态0可以很好的描述具有不同前向电压降复用LED导致的杂散电流，其中/MUX0被置位为低电平，红色LED点亮(图3)。Q3接通后，红色LED (节点B)阳极被上拉至4.9V。电流流过工作端口(即，驱动LED任意PWM周期的通道)的红色LED和恒流驱动器(OUT0)。节点B (显示为集总参数CB)的杂散电容被充电至4.9V。LED阴极被强拉至以下电压，大约等于：4.9V - VRED=2.9V(式1)状态0结束时，OUT0驱动器停止工作，/MUX0变为高电平(无效)，从LED电源断开阳极电压。由于没有放电通路，红色LED PN结上的电压仍旧保持接近2.0V前向电压降。同样的，由于没有放电通路，杂散节点电容上的电压VCB仍保持为4.9V。这一电压状态在16个CLKI周期的中间状态阶段保持不变。当状态1开始时，/MUX0被置位为低电平，Q1接通，绿色LED的阳极被连接至5V，所选LED的OUT0电流驱动器开始工作。最终稳定状态如图4所示。阴极电压低于绿色LED电压降，大约等于：4.9V - VGREEN=1.8V(式2)红色LED阴极上的1.8V电压表明阳极不能高于1.8V + VRED=3.8V。在状态1开始时，共阴极电压(图中的OUT0电压)必须从2.9V变到1.8V。这一电压变化要求CB从4.9V放电至3.8V，甚至更低。流过红色LED的CB放电电流导致显示微弱闪烁，如图5所示。在前面的状态中，无论红色LED接通还是关断，一直会有CB放电电流。在状态0，节点B的电压总是被充电至4.9V。由于共享共阴极连接时，VRED小于VGREEN，节点B将通过红色LED放电。取决于各种LED上前向电压降的略微不同，CB放电会导致一个或者多个红色LED的微弱闪烁，如图1所示。消除假像电流为杂散节点电容提供一个放电通路以及有足够的时间进行放电，可消除假像电流。这可以通过加入电阻R1和R2来实现，如图6所示。在复用状态的空闲周期中，选择合适的电阻值来实现足够的放电。调整电阻R1和R2，在中间状态间隔对节点A和B进行放电，防止开始下一工作周期时的LED前向偏置。在所示的例子中，开始状态1之前，节点B必须由4.9V放电至低于3.8V。由系统时钟频率控制中间状态时间，最大时钟频率为33MHz。采用这一最大频率，可以确定R2值。中间状态时间(图2中的tEMUX)来自系统时钟频率：tCLKI=1/33MHz=30.3ns(式3)以及tEMUX=16×tCLKI=485ns(式4)每个LED为150pF (来自走线、封装引线和LED PN结少量偏置的组合电容)，乘上每个节点的8个LED，可估算出大概的杂散阳极电容：CB=CA=150pF×8=1.2nF(式5)将上面的数值代入到该方程中，可以估算出CB所需要的放电电流：IDIS_B=CB×ΔVCB/Δt(式6)将上面的数值代入到该方程中，可以估算出CB所需要的放电电流：IDIS_B=1.2nF×(4.9V - 3.8V)/485nsIDIS_B=2.7mA在需要范围内以最低电压产生额定2.7mA放电电流的电阻值为：R2=3.8V/2.7mA(式7)R2=1.4kΩ可以对IDIS_A和CA进行相同的计算。然而，由于LED前向电压降作用不同，假像电流在状态1到状态0转换时会有不同的影响。在图6电路中，可以看出，状态1至状态0转换时，不会出现假像电流。然而，R1和R2的值相同，/MUX0和/MUX1状态之间的红色和绿色LED可间插使用。电阻R1和R2为每一状态期间的晶体管Q1和Q3加入一个较小的电流负载：IRn=4.9V/1.4kΩ=3.5mA(式8)电流并没有流过恒流驱动器输出OUT0，也没有流过LED，因此，不会影响经过校准的LED电流。结论MAX6972–MAX6975复用电路可确保中间状态驻留时间，用于杂散节点电容放电，从而消除了复用显示系统的假像电流。每个MAX6972–MAX6975器件以非常小的成本加入两个电阻，保证了清晰的图像显示，不会产生假像。来源:中电网
LED的光学指标
人眼对自然界光的感知有两个方面：一是光的颜色，二是光的辐射强度。我们将从这两方面展开讨论，进而分析LED的各种光学指标。 1、 光的颜色的三种表示法 ·国际照明委员会色品图表示法 ·光的颜色鲜艳度 ·色温或相关色温下面将逐一对其进行介绍。国际照明委员会色品图表示法 国际照明委员会（CIE）于1931年研究提出了XYZ色品图，1960年又在XYZ色品图的基础上提出了UCS色品图。 颜色感觉是光辐射源或被物体反射的光辐射作用于人眼的结果。因此，颜色不仅取决于光刺激，而且取决于人眼的视觉特性。 关于颜色的测理和标准应该符合人眼的观测结果。但是，人眼的颜色特性对于不同的观测者或多或少会有一些差异，因此要求根据大量观测者的颜色视觉实验，确定一组为匹配等能光谱色的三原色数据，即“标准色度观测者光谱三刺激值”，以此来代表人眼的平均颜色视觉特性，用于色度学的测量和计算。 CIE于1931年在RGB系统的基础上采用设想的三原色X、Y、Z（分别代表红色、绿色和蓝色），建立了CIE1931色品图，如图1所示。该图是归一化图，只要标示X、Y值，就可以知道Z的值（Z=1-（X+Y）），因而三变量的色品图就变成X、Y二变量的平面图。 图1 CIE1931色品图光的颜色鲜艳度 光的颜色鲜艳度必须用光的主波长λd和色纯度来表示。目前，LED芯片供应商都是用主波长λd来表示鲜艳度，而不用峰值波长λp来表示。 ·主波长λd：如图2所示为色品图，图中AB为黑体轨迹。设F点为某一光源在色品图中的坐标，E点为理想等能量白光的参考光源点，在色品图标中为(0.3，0.3)。由E点连接F点并延伸交于G点，则G点对应的单色波长即称为F点光源的主波长λd。 ·峰值波长λp：光谱发光强度或辐射功率最大处的对应的波长。它是一种纯粹的物理量，一般应用于波形比较对称的单色光的检测。 ·中心波长：光谱发光强度或辐射功率出现主峰和次峰时，主峰半宽度的中心点所对应的波长。一般应用于配光曲线法向方向附近凹进去的、质量不好的单色管的检测。 ·色纯度Pe：如图2所示，Pe=EF/EG。如果某一光源在色品图中F点的坐标越靠近G点，那么EF和EG的长度就越接近相等，Pe越接近1，色纯度就越高。色纯度通俗地说是指出射光的色坐标靠近CIE1931色品图上光谱轨迹的程度，靠得越近则纯度越高。所以，若色坐标位于光谱轨道上，则色纯度为100%；反之，等能的白光纯度则为0%。色纯度也是一种生理-心理物理量。 ·半宽度：光谱发光强度或辐射功率最大处的一半的宽度（FWHM），简称“带宽”。带宽越小则颜色越纯，显然它也是纯粹的物理量。 图2 主波长示意图色温或相关色温 白光在照明领域的使用，一般用色温或相关色温表示（有时也用色坐标表示）。光源的颜色有两方面的意思，即色表和显色性。色表就是人眼直接观察光源时所看到的颜色感觉；光源的光照射到物体上所产生的客观效果，即光源使被照有色物体的颜色再次显现出来的能力，称为光源的显色性。 光源发光的颜色可用色温Tc表示。当光源所发射的光的颜色与黑体在某一温度下辐射的颜色相同时，黑体的这个温度就称为光源的颜色温度，简称色温。 光谱的能量分布和黑体在某一温度下辐射的相对光谱能量分布相似时，其颜色必定相同。因此分布温度一定是色温，如白炽灯、卤钨灯发出光的颜色可用色温表示；但对于气体放电光源，其光谱能量分布很少与黑体的相似，所以这些光源的分布温度仅能称为相关色温。如黑体钨丝在2000°F（华氏度1°F=0.555556K）以上时辐射出的颜色与蜡烛点亮时发射光的颜色相同，那么钨丝2000°F以上的温度就称为蜡烛光的色温。 某一光源的相关色温的求法是：在CIE1960UCS色品图中，代表该光源颜色的坐标点向黑体白轨做垂线，与白轨相交点的黑体的色温即为该光源的相关色温。 一般情况下，人们把高色温称为冷色调，把低色温叫做暖色调。 2、 与光辐射强度有关的指标相对视敏函数V（λ）曲线 对于有不同λp的光线，即使光功率一样，人眼感到的光强度仍是不一样。人眼对于λp=555nm的绿光的灵敏度最高，对该值两边波长的灵敏度越来越低。当λp380nm或λp780nm时，即使光源的光能量辐射再强，人眼也对它没有任何光的感觉。例如在图3的相对视敏函数曲线中，对于850nm、880nm、940nm处的线外线，人眼根本看不到。 图3 相对视敏函数曲线 国际照明委员会研究推荐了V（λ）曲线。当λp=555nm时，V（λ）为最大值1.0；而当λp=460nm时，V（λ）=0.06；当λp=660nm时，V（λ）=0.0608。光通量φ 光通量是按人眼的光感觉来度量光的辐射功率，即辐射光功率能够被人眼视觉系统所感受到的那部分有效当量。表征的符号为φ，国际通用的光通量单位为流明（lm）。 假设单色光的波长为λi，则该波长的光通量F（λi）就等于它的辐射功率P（λi）与相对视敏函数V（λi）的乘积，可参见式（1）： F（λi）=P（λi）×V（λi） （1） 如果光源的辐射功率波谱为Px(λ)，则总的光通量F（λ）应为各个波长分量光通量的总和，即式（2）： （2） P（λ）为给定波长的光辐射功率，单位是W。V（λ）为给定波长的相对视敏函数。最大流明效率Km为683lm/W（当λp=555nm时）。流明效率 人眼受能见度限制，因此对于不同的λp，光有不同的最高流明效率： ·λp=555nm时：最大流明效率（Km）为683lm/W； ·λp=470nm时：V（λ）=0.0913，最大流明效率为683×0.0913=62.40lm/W； ·λp=460nm时：V（λ）=0.06，最大流明效率为683×0.06=41.00lm/W； ·λp=450nm时：V（λ）=0.038，最大流明效率为683×0.038=26.01lm/W； ·λp=660nm时：V（λ）=0.0608，最大流明效率为683×0.0608=41.5lm/W； ·λp=650nm时：V（λ）=0.107，最大流明效率为683×0.107=73.081lm/W； ·λp=620nm时：V（λ）=0.381，最大流明效率为683×0.381=260.223lm/W； 不同光源组成的白光，其最大流明效率因人眼能见度不同的原因而不同。中色温区的最大流明效率会比较高，而高色温区和低色温区的最大流明效率会比较低。所以对于不同的色温，其流明效率会不一样。 提高白光LED的光效，应考虑选用LED辐射的光波长和YAG荧光粉的光谱，当前YAG荧光粉有λp =530nm、540nm、550nm、560nm、570nm，并且带宽也不一样。 蓝光LED激发黄色YAG荧光粉形成白光时，虽然辐射出的蓝光能量有损失，但激发出黄光的最大流明比蓝光要高好几倍，所以人眼感觉的流明效率提高了。发光强度I 光源在指定方向上的立体角dΩ之内所发出的光通量或所得到光源传输的光通量dφ，这二者的商即为发光强度I（单位为坎德拉，cd）： I=dφ/dΩ （3） 1 cd=1 lm/sr（流明/立体弧度）=1 烛光 若光源向空间发射的总光通量为φ，因光源总立体角度为4π，则平均光强Iθ=φ/4π。实际光强在空间各个方向的分布是不均匀的，空间光强分布的曲线称为配光曲线。亮度L 光源发光面上某点的亮度L（单位为cd/m2），等于垂直于给定方向的平面上所得到的发光强度与该正投影面积之商，即 L=dI/dScosθ （4）单位为尼特（nt），1nt=1 烛光/m2=1 cd/m2 。 若光源射来的光线与测量面垂直，则cosθ=1。对于理想平面漫反射光源，若光源面积为S，向上空发射的光通量为φ，则有光强I=φ/2π（因为向上发射，所以只有2π）： L=I/S=φ/2π·S （5）照度E 光源的照度E（单位为勒克斯，1x；1 1x=1 1m/m2）即光源照到某一物体表面上的光通量dφ与该表面积dS之商，表示为 E=φ/S （6）对于点光源，若在某一方向上光强为I，则距离r处的照度为 E=I/r2 (7) 照度与光源距离的平方成反比。半强角度 半强角度即以前所说的半值角，就是光源中心法线方向向四周张开，中心光强I到周围的I/2之间的夹角，即为半强角度，如图4所示。当光源的光强均匀时，向法线偏转的周围光强是原来一半时所夹的角应当都相等。当光强不均匀时，夹角就不相等了。半强角度与视角是有区别的，视角一般比较大。LED光源的发光角度也是一个指标。 图4 光源的半强度角
2008年7月11日星期五
超高亮度LED在照明应用中的控制技术
在装饰照明应用中，可用超高亮度红、绿、蓝光LED作为光源，采用嵌入式微控制器，按占空比方式对若干只LED的发光亮度实现独立的数字化控制，使其产生全彩动态变化效果。
1、 LED的排列结构
在这里引入了发光单元的概念，即将超高亮度红、绿、蓝光LED根据配色要求按一定比例构成发光单元，每个发光单元至少排列有一只红光LED、一只绿光LED和一只蓝光LED，再将若干个同种结构的发光单元按一定形状或图案排列起来，形成线状或面状光源。在同一个发光单元中，LED应紧密排列，这样可使得各LED的光斑在观赏者眼中成像重叠。相邻发光单元的中心距应相同，并且该中心距应满足下式：
D≥2×L×tan(θ/2) （1）式中：D为相邻发光单元的最小中心距；L为正常使用时观看点与光源部位的垂直距离；θ为人眼最小分辨角。
LED在装饰照明应用中的控制电路可独立控制每个发光单元中的三种发光二极管的亮度级别，也可控制每个发光单元中的红、绿、蓝三种颜色所占的比例，使每个发光单元调配出多种不同的颜色。若在同一时间内控制不同的发光单元显示出不同的颜色，就可使装饰灯的整个发光部位呈现出色彩斑斓的效果。若将发光单元排成一定的图案或文字形状，则可控制灯饰产生动态的图案、文字变化效果。
2、 控制电路的结构
整个电路分为嵌入式控制器电路和显示控制电路两部分，显示控制电路分为三个模块：红色模块、绿色模块和蓝色模块。每个模块的结构相同，各模块与嵌入式微控制器的连接方式也相同。每一个模块由若干个LED驱动芯片级联组成，前一级LED驱动器通过数据线与下一级LED驱动器连接。嵌入式微控制器通过信号线与模块中各LED驱动器相连接。每一个LED驱动芯片有若干个输出端，每一个输出端可根据配色需要接一只或多只LED，同一个模块中各输出端所接的LED颜色相同。红、绿、蓝三个模块内部各LED驱动器的连接结构以及各模块与嵌入式微控制器的连接结构完全相同。
3、 控制原理
通过内置于微控制器中的控制程序，由微控制器向LED驱动芯片发送控制信号和数据，LED驱动芯片根据控制信号和数据的要求产生相应的动作，从而对每一只LED实现单独的控制。若微控制器连续地向各LED驱动器不断发送控制信号和数据，使各LED受到连续的协调控制，可使整体灯饰产生各种颜色、多种变化的动态显示效果。整个显示控制电路按照控制需要，分为红、绿、蓝三个控制模块，每一个模块的结构和控制原理基本相同。
微控制器通过一条数据输出线向LED驱动器的串行数据输入引脚发送串行数据，另一条数据输出线向LED驱动器的时钟信号输入引脚发送时钟控制信号，在时钟控制信号的作用下，串行数据在LED驱动芯片内部移位寄存。当接收完数据后，微控制器向LED驱动器的数据锁存输入引脚发出锁存信号，使LED驱动器锁存已存储的数据。接着微控制器向LED驱动器的输出允许控制引脚发出输出使能信号，使LED驱动器根据所存储的数据驱动LED发光。由于LED驱动器存储的数据决定了LED驱动引脚高低电平排列组合状态持续时间的长短，也就是LED每次点亮或熄灭时间的长短，因此只要通过程序令微控制器不断改变输出至LED驱动器的串行数据，并在时钟控制信号、数据锁存信号、输出使能信号的共同配合作用下，就能灵活控制LED的发光状态。例如控制LED以人眼分辩不出的闪烁频率快速亮灭，并且控制LED在每个亮灭周期内发光时间所占的比例，就能起到控制LED发光亮度的效果。通过对每只LED发光亮度的控制，可使每只LED产生256级亮度等级。对三个模块中的各红、绿、蓝光LED同时进行控制，且红、绿、蓝三种基色LED按不同亮度等级任意组合，即产生256×256×256（16777216）种颜色效果。若将红、绿、蓝三基色LED按一定比例和一定的结构排列起来，按这种控制方式，可显示出各种颜色、多种图案、文字以及其组合形成的任意动态显示效果。
2008年7月10日星期四
城市道路照明设计标准
1 总 则 1.0.1
为确保城市道路照明能为各种车辆的驾驶人员以及行人创造良好的视觉环境,达到保障交通安全,提高交通运输效率,方便人民生活，降低犯罪率和美化城市环境的目的,制定本标准.
1.0.2 本标准适用于新建、扩建和改建的城市道路及与道路相连的特殊场所的照明设计，不适用于隧道照明的设计。 1.0.3
道路照明的设计应按照安全可靠、技术先进、经济合理、节能环保、维修方便的原则进行。 1.0.4 道路照明设计除应符合本标准外，尚应符合国家现行有关标准的规定。 2
术 语 2.0.1 城市道路 urban
road 在城市范围内，供车辆和行人通行的、具备一定技术条件和设施的道路。按照道路在道路网中的地位、交通功能以及对沿线建筑物和城市居民的服务功能等，城市道路分为快速路、主干路、次干路、支路、居住区道路。
2.0.2 快速路 express way 城市中距离长、交通量大、为快速交通服务的道路。快速路的对向车行道之间设中间分车带，进出口采用全控制或部分控制。
2.0.3 主干路 major road 连接城市各主要分区的干路，采取机动车与非机动车分隔形式，如三幅路或四幅路。 2.0.4 次干路 collector
road 与主干路结合组成路网起集散交通作用的道路。 2.0.5 支路 local road 次干路与居住区道路之间的连接道路。 2.0.6 居住区道路
residential road 居住区内的道路及主要供行人和非机动车通行的街巷。 2.0.7 常规照明 conventional road
lighting
灯具安装在高度通常为15m以下的灯杆上，按一定间距有规律地连续设置在道路的一侧、两侧或中间分车带上进行照明的一种方式。采用这种照明方式时，灯具的纵轴垂直于路轴，使灯具所发出的大部分光射向道路的纵轴方向。
2.0.8 高杆照明 high mast lighting 一组灯具安装在高度等于或大于20m的灯杆上进行大面积照明的一种照明方式。 2.0.9
半高杆照明（也称中杆照明）semi—height lighting
一组灯具安装在高度为15～20m等灯杆上进行照明的一种照明方式。当按常规照明方式配置灯具时，属常规照明；按高杆照明方式配置灯具时，属高杆照明。 2.0.10
截光型灯具 cut-off luminaire
灯具的最大光强方向与灯具向下垂直轴夹角在0°～65°之间，90°角和80°角方向上的光强最大允许值分别为10cd/1000lm和30cd/1000lm的灯具。且不管光源光通量的大小，其在90°角方向上的光强最大值不得超过1000cd。
2.0.11 半截光型灯具 semi-cut-off luminaire
灯具的最大光强方向与灯具向下垂直轴夹角在0°～75°之间，90°角和80°角方向上的光强最大允许值分别为50cd/1000lm和100cd/1000lm的灯具。且不管光源光通量的大小，其在90°角方向上的光强最大值不得超过1000cd。
2.0.12 非截光型灯具 non-cut-off luminaire 灯具的最大光强方向不受限制，90°角方向上的光强最大值不得超过1000cd的灯具。
2.0.13 泛光灯 floodlight
光束扩散角（光强为峰值光强的1/10的两个方向之间的夹角）大于10°、作泛光照明用的投光器。通常可转动并指向任意方向。 2.0.14 灯具效率
luminaire efficiency 在相同的使用条件下，灯具发出的总光通量与灯具内所有光源发出的总光通量之比。 2.0.15 维护系数
maintenance factor
照明装置使用一定时期之后，在规定表面上的平均照度或平均亮度与该装置在相同条件下新安装时在同一表面上所得到的平均照度或平均亮度之比。 2.0.16
灯具的安装高度 luminaire mounting height 灯具的光中心至路面的垂直距离。 2.0.17 灯具的安装间距 luminaire
mounting spacing 沿道路的中心线测得的相邻两个灯具之间的距离。 2.0.18 悬挑长度 overhang
灯具的光中心至邻近一侧缘石的水平距离，即灯具伸出或缩进缘石的水平距离。 2.0.19 灯臂长度 bracket projection
从灯杆的垂直中心线值灯臂插入灯具那一点之间的水平距离。 2.0.20 路面有效宽度 effective road width
用于道路照明设计的路面理论宽度，它与道路的实际宽度、灯具的悬挑长度和灯具的布置方式等有关。当灯具采用单侧布置方式时，道路有效宽度为实际路宽减去一个悬挑长度。当灯具采用双侧（包括交错和相对）布置方式时，道路有效宽度为实际路宽减去两个悬挑长度。当灯具在双幅路中间分车带上采用中心对称不布置方式时，道路有效宽度就是道路实际宽度。
2.0.21 诱导性 guidance 沿着道路恰当地安装灯杆、灯具，可以给驾驶员提供有关道路前方走向、线型、坡度等视觉信息，称其为照明设施的诱导性。
2.0.22 路面平均亮度 average road surface luminance
按照国际照明委员会(简称CIE)有关规定在路面上预先设定的点上测得的或计算得到的各点亮度的平均值。 2.0.23 路面亮度总均匀度 overall
uniformity of road surface luminance 路面上最小亮度与平均亮度的比值。 2.0.24 路面亮度纵向均匀度
longitudinal uniformity of road surface luminance 同一条车道中心线上最小亮度与最大亮度的比值。
2.0.25 路面平均照度 average road surface illuminance
按照CIE有关规定在路面上预先设定的点上测得的或计算得到的各点照度的平均值。 2.0.26 路面照度均匀度 uniformity of road
surface illumi-nance 路面上最小照度与平均照度的比值。 2.0.27 路面维持平均亮度（照度）maintained average
lumi-nance(illuminance) of road surface
即路面平均亮度（照度）维持值。它是在计入光源计划更换时光通量的衰减以及灯具因污染造成效率下降等因素（即维护系数）后设计计算时所采用的平均亮度（照度）值
2.0.28 灯具的上射光通比 upward light ratio 灯具安装就位时，其发出的位于水平方向及以上的光通量占灯具发出的总光通量的百分比。
2.0.29 眩光 glare 由于视野中的亮度分布或者亮度范围的不适宜，或存在极端的对比，以致引起不舒适感觉或降低观察目标或细部的能力的视觉现象。
2.0.30 失能眩光 disability glare 降低视觉对象的可见度，但不一定产生不舒适感觉的眩光。 2.0.31 阈值增量 threshold
increment 失能眩光的度量。表示为存在眩光源时，为了达到同样看清物体的目的，在物体及其背景之间的亮度对比所需要增加的百分比。 2.0.32 环境比
surround ratio 车行道外边5m宽状区域内的平均水平照度与相邻的5m宽车行道上平均水平照度之比。 2.0.33 交会区 conflict
areas 是指道路的出入口、交叉口、人行横道等区域。在这种区域，机动车之间、机动车和非机动车及行人之间、车辆与固定物体之间的碰撞有增加的可能。
2.0.34 （道路）照明功率密度 lighting power density(of road surface)
单位路面面积上的照明安装功率（包含镇流器功耗）。 2.0.35 远动终端 remote terminal
unit 由主站监控的子站，按规约完成远动数据采集、处理、发送、接收以及输出执行等功能的设备。 3 照 明 标 准 3.1 道路照明分类 3.1.1
根据道路使用功能，城市道路照明可分为主要供机动车使用的机动车交通道路照明和主要供非机动车与行人使用的人行道路照明两类。 3.1.2
机动车交通道路照明应按快速路与主干路、次干路、支路分为三级。 3.2 道路照明评价指标 3.2.1
机动车交通道路照明应以路面平均亮度（或路面平均照度）、路面亮度均匀度和纵向均匀度（或路面照度均匀度）、眩光限制、环境比和诱导性为评价指标。 3.2.2
人行道路照明应以路面平均照度、路面最小照度和垂直照度为评价指标。 3.3 机动车交通道路照明标准值 3.3.1
设置连续照明的机动车交通道路的照明标准值应符合表3.3.1的规定。 3.3.2 在设计道路照明时，应确保其具有良好的诱导性。 3.3.3
对同一级道路选定照明标准值时，应考虑城市的性质和规模，中小城市可选择本标准表3.3.1中的低档值。 3.3.4
对同一级道路选定照明标准值时，交通控制系统和道路分隔设施完善的道路，宜选择本标准表3.3.1中的低档值，反之宜选择高档值。 表3.3.1
机动车交通道路照明标准值 级 别道路类型路面亮度路面照度 眩光限制 阈值增量T1(%)最大 初始值 环境比 SR最小值 平均亮度 总均匀度 Uo最小值 纵向
均匀度 最小值 平均照度 维持值 均匀度 最小值 Ⅰ 快速路、主干路 (含迎宾路、通向政府机关和大型公共建筑的主要道路，位于市中心或商业中心的道路)
1.5/2.0 0.4 0.7 20/30 0.4 10 0.5 Ⅱ 次干路 0.75/1.0 0.4 0.5 10/15 0.35 10 0.5 Ⅲ 支路
0.5/0.75 0.4 — 8/10 0.3 15 — 注: 1
表中所列的平均照度仅适用于沥青路面。若系水泥混凝土路面，其平均照度值可相应降低约30%。根据本标准附录A给出的平均亮度系数可求出相同的路面平均亮度，沥青路面和水泥混凝土路面分别需要的平均照度。
2 计算路面的维持平均亮度或维持平均照度时应根据光源种类、灯具防护等级和擦拭周期，按照本标准附录B确定维护系数。 3 表中各项数值仅适用于干燥路面。
4 表中对每一级道路的平均亮度和平均照度给出了两档标准值，“/”的左侧为低档值，右侧为高档值。 3.4 交会区照明标准值 3.4.1
交会区照明宜采用照度作为评价指标。交会区的照明标准值应符合表3.4.1的规定。 表3.4.1 交会区照明标准值 交会区类型 路面平均照度，维持值 照度均匀度
眩光限制 主干路与主干路交会 30/50 0.4 ???
在驾驶员观看灯具的方位角上，灯具在80°和90°高度角方向上的光强分别不得超过30cd/1000lm和10cd/1000lm 主干路与次干路交会
主干路与支路交会 次干路与次干路交会 20/30 次干路与支路交会 支路与支路交会 15/20 注: 1 灯具的高度角是在现场安装使用姿态下度量。
2 表中对每一类道路交会区的路面平均照度给出了两档标准值，“/”的左侧为低档照度值，右侧为高档照度值。 3.4.2
当各级道路选取低档照度值时，相应的交会区应选取本标准表3.4.1中的低档照度值，反之则应选取高档照度值。 3.5 人行道路照明标准值 3.5.1
主要供行人和非机动车混合使用的商业区、居住区人行道路的照明标准值应符合表3.5.1的规定。 表3.5.1 人行道路照明标准值 夜间行人流量区域
路面平均照度，维持值 路面最小照度，维持值 最小垂直照度，维持值 流量大的道路商业区 20 7.5 4 居住区 10 3 2 流量中的道路商业区 15 5 3
居住区 7.5 1.5 1.5 流量小的道路商业区 10 3 2 居住区 5 1 1 注:
最小垂直照度为道路中心线上距路面1.5m高度处，垂直于路轴的平面的两个方向上的最小照度。 3.5.2
机动车交通道路一侧或两侧设置的与机动车道没有分隔的非机动车道的照明应执行机动车交通道路的照明标准；与机动车交通道路分隔的非机动车道路的平均照度值宜为相邻机动车交通道路的照度值的1/2。
3.5.3
机动车交通道路一侧或两侧设置的人行道路照明，当人行道与非机动车道混用时，人行道路的平均照度值与非机动车道路相同。当人行道路与飞机动车道路的分设时，人行道路的平均照度值宜为相邻非机动车道路的照度值的1/2，但不得小于5lx。
4 光源、灯具及其附属装置选择 4.1 光源选择 4.1.1 光源的选择应符合下列规定： 1 快速路、主干路、次干路和支路应采用高压钠灯； 2
居住区机动车和行人混合交通道路宜采用高压钠灯或小功率金属卤化物灯； 3 市中心、商业中心等对颜色识别要求较高的机动车交通道路可采用金属卤化物灯； 4
商业区步行街、居住区人行道路、机动车交通道路两侧人行道可采用小功率金属卤化物灯、细管径荧光灯或紧凑型荧光灯。 4.1.2
道路照明不应采用自镇流高压汞灯和白炽灯。 4.2 灯具及其附属装置选择 4.2.1 机动车道照明应采用符合下列规定的功能性灯具： 1
快速路、主干路必须采用截光型或半截光型灯具； 2 次干路应采用半截光型灯具； 3 支路宜采用半截光型灯具。 4.2.2
商业区步行街、人行道路、人行地道、人行天桥以及有必要单独设灯的非机动车道宜采用功能性和装饰性相结合的灯具。当采用装饰性灯具时，其上射光通比不应大于25%，且机械强度应符合现行国家标准《灯具一般安全要求与实验》GB7000.1的规定。
4.2.3 采用高杆照明时，应根据场所的特点，选择具有合适功率和光分布的泛光灯或截光型灯具。 4.2.4
采用密闭式道路照明灯具时，光源腔的防护等级不应低于IP54。环境污染严重、维护困难的道路和场所，光源腔的防护等级不应低于IP65。灯具电器腔的防护等级不应低于IP43。
4.2.5 空气中酸碱等腐蚀性气体含量高的地区或场所宜采用耐腐蚀性能好的灯具。 4.2.6
通行机动车的大型桥梁等易发生强烈振动的场所，采用的灯具应符合现行国家标准《灯具一般安全要求与实验》GB7000.1所规定的防振要求。 4.2.7
高强度气体放电灯宜配用节能型电感镇流器，功率较小的光源可配用电子镇流器。 4.2.8 高强度气体放电灯的触发器、镇流器与光源的安装距离应符合产品的要求。 5
照明方式和设计要求 5.1 照明方式 5.1.1 道路照明设计应根据道路和场所的特点及照明要求，选择常规照明方式或高杆照明方式。 5.1.2
常规照明灯具的布置可分为单侧布置、双侧交错布置、双侧对称布置、中心对称布置和横向悬索布置五种基本方式（图5.1.2）。采用常规照明方式时，应根据道路横断面形式、宽度及照明要求进行选择，并应符合下列要求：
1 灯具的悬挑长度不宜超过安装高度的1/4，灯具的仰角不宜超过15°； 2
灯具的布置方式、安装高度和间距可按表5.1.2经计算后确定。 5.1.3
采用高杆照明方式时，灯具及其配置方式，灯杆安装位置、高度、间距以及灯具最大光强的投射方向，应符合下列要求： 1
可按不同条件选择平面对称、径向对称和非对称三种灯具配置方式（图5.1.3）。布置在宽阔道路及大面积场地周边的高杆灯宜采用平面对称配置方式；布置在场地内部或车道布局紧凑的立体交叉的高杆灯宜采用径向对称配置方式；布置在多层大型立体交叉或车道布局分散的立体交叉的高杆灯宜采用非对称配置方式。无论采取何种灯具配置方式，灯杆间距与灯杆高度之比均应根据灯具的光度参数通过计算确定；
2 灯杆不得设在危险地点或维护时严重妨碍交通的地方； 3 灯具的最大光强投射方向和垂线交角不宜超过65°； 4
市区设置的高杆灯应在满足照明功能要求前提下作到与环境协调。 5.2 道路及与其相连的特殊场所照明设计要求 5.2.1 一般道路的照明一符合下列要求： 1
应采用常规照明方式，并应符合本标准第5.1.2条的规定； 2 在行道树多、遮光严重的道路或楼群区难以安装灯杆的狭窄街道，可选择横向悬索布置方式； 3
路面宽阔的快速路和主干路可采用高杆照明方式，并应符合本标准第5.1.3条的规定。 5.2.2 平面交叉路口的照明应符合下列要求： 1
平面交叉路口的照明水平应符合本标准第3.4节的规定，且交叉路口外5m范围内的平均照度不宜小于交叉路口平均照度的1/2； 2
交叉路口可采用与相连道路不同色表的光源、不同外形的灯具、不同的安装高度或不同的灯具布置方式； 3
十字交叉路口的灯具可根据道路的具体情况，分别采用单侧布置、交错布置或对称布置等方式。大型交叉路口可另行安装附加灯杆和灯具，并应限制眩光。当有较大的交通岛时，可在岛上设灯，也可采用高杆照明；
4 T形交叉路口应在道路尽端设置灯具（图5.2.2-1）； 5
环形交叉路口的照明应充分显现环岛、交通岛和路缘石。当采用常规照明方式时，宜将灯具设在环形道路的外侧（图5.2.2-2）。通向每条道路的出入口的照明应符合本标准第3.4节的要求。当环岛的直径较大时，可在环岛上设置高杆灯，并应按车行道亮度高于环岛亮度的原则选配灯具和确定灯杆位置。
5.2.3 曲线路段的照明应符合下列要求： 1 半径在1000m及以上的曲线路段，其照明可按照直线路段处理； 2
半径在1000m以下的曲线路段，灯具应沿曲线外侧布置，并应减小灯具的间距，间距宜为直线路段灯具间距的50%～70%（图5.2.3-1），半径越小间距也应越小。悬挑的长度也应相应缩短。在反向曲线路段上，宜固定在一侧设置灯具，产生视线障碍时可在曲线外侧增设附加灯具（图5.2.3-2）；
3 当曲线路段的路面较宽需采取双侧布置灯具时，宜采用对称布置； 4 转弯处的灯具不得安装在直线路段灯具的延长线上（图5.2.3-3）； 5.2.4
在坡道上设置照明时，应使灯具在平行于路轴方向上的配光对称面垂直于路面。在凸形竖曲线坡道范围内，应缩小灯具的安装间距，并应采用截光型灯具。 5.2.5
上跨道路与下穿道路的照明应符合下列要求： 1
采用常规照明时应使下穿道路上设置的灯具在下穿道路上产生的亮度（或照度）和上跨道路两侧的灯具在下穿道路上产生的亮度（或照度）能有效地衔接，该区域的平均亮度（或照度）及均匀度应符合规定值。下穿道路上安装的灯具应为上跨道路的支撑结构提供垂直照度；
2 大型上跨道路与下穿道路可采用高杆照明，并应符合本标准第5.1.3条的要求。 5.2.6 立体交叉的照明应符合下列要求： 1
应为驾驶员提供良好的诱导性； 2 应提供干扰眩光的环境照明； 3
交叉口、出入口、并线区等交会区域的照明应符合本标准第3.4节的规定。曲线路段、坡道等交通复杂路段的照明应适当加强； 4
小型立交可采用常规照明。大型立交宜优先采用高杆照明，并应符合本标准第5.1.3条的要求。 5.2.7 城市桥梁的照明应符合下列要求： 1
中小型桥梁的照明应和与其连接的道路照明一致。当桥面的宽度小于与其连接的路面宽度时，桥梁栏杆、缘石应有足够的垂直照度，在桥梁的入口处应设灯具； 2
大型桥梁和具有艺术、历史价值的中小型桥梁的照明应进行专门设计，应满足功能要求，并应与桥梁的风格相协调； 3
桥梁照明应限制眩光，必要时应采用安装挡光板或格栅的灯具； 4 有多条机动车道的桥梁不宜将灯具直接安装在栏杆上。 5.2.8 人行地道的照明应符合下列要求：
1 天然光充足的短直线人行地道，可只设夜间照明： 2 附近不设路灯的地道出入口，应设照明装置； 3
地道内的平均水平照度，夜间宜为15lx，白天宜为50lx。并应提供适当的垂直照度。 5.2.9 人行天桥的照明应符合下列要求： 1
跨越有照明设施道路的人行天桥可不另设照明，紧邻天桥两侧的常规照明的灯杆高度、安装位置以及光源灯具的配置，宜根据桥面照明的需要作相应调整。当桥面照度小于2lx、阶梯照度小于5lx时，宜专门设置人行天桥照明；
2 专门设置照明的人行天桥桥面的平均照度不应低于5lx，阶梯照度宜适当提高，且阶梯踏板的水平照度与踢板的垂直照度的比值不应小于2：1； 3
应防止照明设施给行人的机动车驾驶员造成眩光。 5.2.10 道路与铁路平面交叉的照明应符合下列要求： 1
交叉口的照明应使驾驶员能在停车视距以外发现道口、火车及交叉口附近的车辆、行人及其他障碍物； 2
交叉口的照明方向和照明水平应有助于识别装设在垂直面上的交通标志或路面上的标线。灯光颜色不得和信号颜色混淆； 3
交叉口轨道两侧道路各30m范围内，路面亮度（或照度）及其均匀度应高于所在道路的水平，灯具的光分布不得给接近交叉口的驾驶员和行人造成眩光。 5.2.11
飞机场附近的道路照明应符合下列要求： 1 飞机场附近的道路照明不应与机场跑道上的灯光信号系统以及场地照明混淆； 2
在设计该地区的道路照明时，应符合航空部门有关规定，并应与其取得联系。 5.2.12 铁路和航道附近的道路照明应符合下列要求： 1
道路照明的光和色不得干扰铁路、航道的灯光信号和驾驶员及领航员的视觉； 2 当道路照明灯具处于铁路或航道的延长线上时，应与铁路或航运部门取得联系； 3
当道路与湖泊、河流等水面接界，且灯具为单侧布置时，宜将灯杆设在靠水的一侧。 5.2.13 天文台附近的道路照明应符合下列要求： 1
路面上的亮度（或照度）应降低一级标准； 2 路面应采用深色沥青材料铺装，不得采用水泥混凝土路面； 3 必须采用上射光通比为零的道路照明灯具。
5.2.14 对有照明设施且平均亮度高于1.0cd每平方米的道路（或路段）与无照明设施的到（或路段）相连接，且行车限速高于50km/h时，应设置过渡照明。
5.2.15 植树道路的照明应符合下列要求： 1 新建道路种植的树木不应影响道路照明； 2
扩建和改建的道路，应与园林管理部门协商，对影响照明效果的树木进行移植； 3 在现有的树木严重影响道路照明的路段可采取下列措施：
（1）修剪遮挡光线的枝叶； （2）改变灯具的安装方式，可采用横向悬索布置或延长悬挑长度； （3）减小灯具的间距，或降低安装高度。 5.2.16
居住区道路的照明应符合下列要求： 1 居住区人行道路的照明水平应符合本标准第3.5.1条的要求； 2
灯具安装高度不宜低于3m。不应把裸灯设置在视平线上； 3
居住区及其附近的照明，应合理选择灯杆位置、光源、灯具及照明方式；在居室窗户上产生的垂直照度不得超过相关标准的规定。 5.2.17 人行横道的照明应符合下列要求：
1 平均水平照度不得低于人行横道所在道路的1.5倍； 2
人行横道应增设附加灯具。可在人行横道附近设置与所在机动车交通道路相同的常规道路照明灯具，也可在人行横到上方安装定向窄光束灯具，但不应给行人和机动车驾驶员造成眩光。可根据需要在灯具内配置专用的档光板或控制灯具安装的倾斜角度；
3 可采用与所在道路照明不同类型的光源。 5.3 道路两侧设置非功能性照明时的设计要求 5.3.1
机动车交通道路两侧的行道树、绿化带、人行天桥、行驶机动车的桥梁、立体交叉等处设置装饰性照明时，应将装饰性照明和功能性照明结合设计，装饰性照明必须服从功能性照明的要求。
5.3.2
应合理选择装饰性照明的光源、灯具及照明方式。装饰性照明亮度应与路面及环境亮度协调，不应采用多种光色或多种灯光图式频繁变换的动态照明，应防止装饰性照明的光色、图案、阴影、闪烁干扰机动车驾驶员的视觉。
5.3.3 设置在灯杆上及道路两侧的广告灯光不得干扰驾驶员的视觉和妨碍对交通信号及辨认。 来源：中华人民共和国建设部
为确保城市道路照明能为各种车辆的驾驶人员以及行人创造良好的视觉环境,达到保障交通安全,提高交通运输效率,方便人民生活，降低犯罪率和美化城市环境的目的,制定本标准.
1.0.2 本标准适用于新建、扩建和改建的城市道路及与道路相连的特殊场所的照明设计，不适用于隧道照明的设计。 1.0.3
道路照明的设计应按照安全可靠、技术先进、经济合理、节能环保、维修方便的原则进行。 1.0.4 道路照明设计除应符合本标准外，尚应符合国家现行有关标准的规定。 2
术 语 2.0.1 城市道路 urban
road 在城市范围内，供车辆和行人通行的、具备一定技术条件和设施的道路。按照道路在道路网中的地位、交通功能以及对沿线建筑物和城市居民的服务功能等，城市道路分为快速路、主干路、次干路、支路、居住区道路。
2.0.2 快速路 express way 城市中距离长、交通量大、为快速交通服务的道路。快速路的对向车行道之间设中间分车带，进出口采用全控制或部分控制。
2.0.3 主干路 major road 连接城市各主要分区的干路，采取机动车与非机动车分隔形式，如三幅路或四幅路。 2.0.4 次干路 collector
road 与主干路结合组成路网起集散交通作用的道路。 2.0.5 支路 local road 次干路与居住区道路之间的连接道路。 2.0.6 居住区道路
residential road 居住区内的道路及主要供行人和非机动车通行的街巷。 2.0.7 常规照明 conventional road
lighting
灯具安装在高度通常为15m以下的灯杆上，按一定间距有规律地连续设置在道路的一侧、两侧或中间分车带上进行照明的一种方式。采用这种照明方式时，灯具的纵轴垂直于路轴，使灯具所发出的大部分光射向道路的纵轴方向。
2.0.8 高杆照明 high mast lighting 一组灯具安装在高度等于或大于20m的灯杆上进行大面积照明的一种照明方式。 2.0.9
半高杆照明（也称中杆照明）semi—height lighting
一组灯具安装在高度为15～20m等灯杆上进行照明的一种照明方式。当按常规照明方式配置灯具时，属常规照明；按高杆照明方式配置灯具时，属高杆照明。 2.0.10
截光型灯具 cut-off luminaire
灯具的最大光强方向与灯具向下垂直轴夹角在0°～65°之间，90°角和80°角方向上的光强最大允许值分别为10cd/1000lm和30cd/1000lm的灯具。且不管光源光通量的大小，其在90°角方向上的光强最大值不得超过1000cd。
2.0.11 半截光型灯具 semi-cut-off luminaire
灯具的最大光强方向与灯具向下垂直轴夹角在0°～75°之间，90°角和80°角方向上的光强最大允许值分别为50cd/1000lm和100cd/1000lm的灯具。且不管光源光通量的大小，其在90°角方向上的光强最大值不得超过1000cd。
2.0.12 非截光型灯具 non-cut-off luminaire 灯具的最大光强方向不受限制，90°角方向上的光强最大值不得超过1000cd的灯具。
2.0.13 泛光灯 floodlight
光束扩散角（光强为峰值光强的1/10的两个方向之间的夹角）大于10°、作泛光照明用的投光器。通常可转动并指向任意方向。 2.0.14 灯具效率
luminaire efficiency 在相同的使用条件下，灯具发出的总光通量与灯具内所有光源发出的总光通量之比。 2.0.15 维护系数
maintenance factor
照明装置使用一定时期之后，在规定表面上的平均照度或平均亮度与该装置在相同条件下新安装时在同一表面上所得到的平均照度或平均亮度之比。 2.0.16
灯具的安装高度 luminaire mounting height 灯具的光中心至路面的垂直距离。 2.0.17 灯具的安装间距 luminaire
mounting spacing 沿道路的中心线测得的相邻两个灯具之间的距离。 2.0.18 悬挑长度 overhang
灯具的光中心至邻近一侧缘石的水平距离，即灯具伸出或缩进缘石的水平距离。 2.0.19 灯臂长度 bracket projection
从灯杆的垂直中心线值灯臂插入灯具那一点之间的水平距离。 2.0.20 路面有效宽度 effective road width
用于道路照明设计的路面理论宽度，它与道路的实际宽度、灯具的悬挑长度和灯具的布置方式等有关。当灯具采用单侧布置方式时，道路有效宽度为实际路宽减去一个悬挑长度。当灯具采用双侧（包括交错和相对）布置方式时，道路有效宽度为实际路宽减去两个悬挑长度。当灯具在双幅路中间分车带上采用中心对称不布置方式时，道路有效宽度就是道路实际宽度。
2.0.21 诱导性 guidance 沿着道路恰当地安装灯杆、灯具，可以给驾驶员提供有关道路前方走向、线型、坡度等视觉信息，称其为照明设施的诱导性。
2.0.22 路面平均亮度 average road surface luminance
按照国际照明委员会(简称CIE)有关规定在路面上预先设定的点上测得的或计算得到的各点亮度的平均值。 2.0.23 路面亮度总均匀度 overall
uniformity of road surface luminance 路面上最小亮度与平均亮度的比值。 2.0.24 路面亮度纵向均匀度
longitudinal uniformity of road surface luminance 同一条车道中心线上最小亮度与最大亮度的比值。
2.0.25 路面平均照度 average road surface illuminance
按照CIE有关规定在路面上预先设定的点上测得的或计算得到的各点照度的平均值。 2.0.26 路面照度均匀度 uniformity of road
surface illumi-nance 路面上最小照度与平均照度的比值。 2.0.27 路面维持平均亮度（照度）maintained average
lumi-nance(illuminance) of road surface
即路面平均亮度（照度）维持值。它是在计入光源计划更换时光通量的衰减以及灯具因污染造成效率下降等因素（即维护系数）后设计计算时所采用的平均亮度（照度）值
2.0.28 灯具的上射光通比 upward light ratio 灯具安装就位时，其发出的位于水平方向及以上的光通量占灯具发出的总光通量的百分比。
2.0.29 眩光 glare 由于视野中的亮度分布或者亮度范围的不适宜，或存在极端的对比，以致引起不舒适感觉或降低观察目标或细部的能力的视觉现象。
2.0.30 失能眩光 disability glare 降低视觉对象的可见度，但不一定产生不舒适感觉的眩光。 2.0.31 阈值增量 threshold
increment 失能眩光的度量。表示为存在眩光源时，为了达到同样看清物体的目的，在物体及其背景之间的亮度对比所需要增加的百分比。 2.0.32 环境比
surround ratio 车行道外边5m宽状区域内的平均水平照度与相邻的5m宽车行道上平均水平照度之比。 2.0.33 交会区 conflict
areas 是指道路的出入口、交叉口、人行横道等区域。在这种区域，机动车之间、机动车和非机动车及行人之间、车辆与固定物体之间的碰撞有增加的可能。
2.0.34 （道路）照明功率密度 lighting power density(of road surface)
单位路面面积上的照明安装功率（包含镇流器功耗）。 2.0.35 远动终端 remote terminal
unit 由主站监控的子站，按规约完成远动数据采集、处理、发送、接收以及输出执行等功能的设备。 3 照 明 标 准 3.1 道路照明分类 3.1.1
根据道路使用功能，城市道路照明可分为主要供机动车使用的机动车交通道路照明和主要供非机动车与行人使用的人行道路照明两类。 3.1.2
机动车交通道路照明应按快速路与主干路、次干路、支路分为三级。 3.2 道路照明评价指标 3.2.1
机动车交通道路照明应以路面平均亮度（或路面平均照度）、路面亮度均匀度和纵向均匀度（或路面照度均匀度）、眩光限制、环境比和诱导性为评价指标。 3.2.2
人行道路照明应以路面平均照度、路面最小照度和垂直照度为评价指标。 3.3 机动车交通道路照明标准值 3.3.1
设置连续照明的机动车交通道路的照明标准值应符合表3.3.1的规定。 3.3.2 在设计道路照明时，应确保其具有良好的诱导性。 3.3.3
对同一级道路选定照明标准值时，应考虑城市的性质和规模，中小城市可选择本标准表3.3.1中的低档值。 3.3.4
对同一级道路选定照明标准值时，交通控制系统和道路分隔设施完善的道路，宜选择本标准表3.3.1中的低档值，反之宜选择高档值。 表3.3.1
机动车交通道路照明标准值 级 别道路类型路面亮度路面照度 眩光限制 阈值增量T1(%)最大 初始值 环境比 SR最小值 平均亮度 总均匀度 Uo最小值 纵向
均匀度 最小值 平均照度 维持值 均匀度 最小值 Ⅰ 快速路、主干路 (含迎宾路、通向政府机关和大型公共建筑的主要道路，位于市中心或商业中心的道路)
1.5/2.0 0.4 0.7 20/30 0.4 10 0.5 Ⅱ 次干路 0.75/1.0 0.4 0.5 10/15 0.35 10 0.5 Ⅲ 支路
0.5/0.75 0.4 — 8/10 0.3 15 — 注: 1
表中所列的平均照度仅适用于沥青路面。若系水泥混凝土路面，其平均照度值可相应降低约30%。根据本标准附录A给出的平均亮度系数可求出相同的路面平均亮度，沥青路面和水泥混凝土路面分别需要的平均照度。
2 计算路面的维持平均亮度或维持平均照度时应根据光源种类、灯具防护等级和擦拭周期，按照本标准附录B确定维护系数。 3 表中各项数值仅适用于干燥路面。
4 表中对每一级道路的平均亮度和平均照度给出了两档标准值，“/”的左侧为低档值，右侧为高档值。 3.4 交会区照明标准值 3.4.1
交会区照明宜采用照度作为评价指标。交会区的照明标准值应符合表3.4.1的规定。 表3.4.1 交会区照明标准值 交会区类型 路面平均照度，维持值 照度均匀度
眩光限制 主干路与主干路交会 30/50 0.4 ???
在驾驶员观看灯具的方位角上，灯具在80°和90°高度角方向上的光强分别不得超过30cd/1000lm和10cd/1000lm 主干路与次干路交会
主干路与支路交会 次干路与次干路交会 20/30 次干路与支路交会 支路与支路交会 15/20 注: 1 灯具的高度角是在现场安装使用姿态下度量。
2 表中对每一类道路交会区的路面平均照度给出了两档标准值，“/”的左侧为低档照度值，右侧为高档照度值。 3.4.2
当各级道路选取低档照度值时，相应的交会区应选取本标准表3.4.1中的低档照度值，反之则应选取高档照度值。 3.5 人行道路照明标准值 3.5.1
主要供行人和非机动车混合使用的商业区、居住区人行道路的照明标准值应符合表3.5.1的规定。 表3.5.1 人行道路照明标准值 夜间行人流量区域
路面平均照度，维持值 路面最小照度，维持值 最小垂直照度，维持值 流量大的道路商业区 20 7.5 4 居住区 10 3 2 流量中的道路商业区 15 5 3
居住区 7.5 1.5 1.5 流量小的道路商业区 10 3 2 居住区 5 1 1 注:
最小垂直照度为道路中心线上距路面1.5m高度处，垂直于路轴的平面的两个方向上的最小照度。 3.5.2
机动车交通道路一侧或两侧设置的与机动车道没有分隔的非机动车道的照明应执行机动车交通道路的照明标准；与机动车交通道路分隔的非机动车道路的平均照度值宜为相邻机动车交通道路的照度值的1/2。
3.5.3
机动车交通道路一侧或两侧设置的人行道路照明，当人行道与非机动车道混用时，人行道路的平均照度值与非机动车道路相同。当人行道路与飞机动车道路的分设时，人行道路的平均照度值宜为相邻非机动车道路的照度值的1/2，但不得小于5lx。
4 光源、灯具及其附属装置选择 4.1 光源选择 4.1.1 光源的选择应符合下列规定： 1 快速路、主干路、次干路和支路应采用高压钠灯； 2
居住区机动车和行人混合交通道路宜采用高压钠灯或小功率金属卤化物灯； 3 市中心、商业中心等对颜色识别要求较高的机动车交通道路可采用金属卤化物灯； 4
商业区步行街、居住区人行道路、机动车交通道路两侧人行道可采用小功率金属卤化物灯、细管径荧光灯或紧凑型荧光灯。 4.1.2
道路照明不应采用自镇流高压汞灯和白炽灯。 4.2 灯具及其附属装置选择 4.2.1 机动车道照明应采用符合下列规定的功能性灯具： 1
快速路、主干路必须采用截光型或半截光型灯具； 2 次干路应采用半截光型灯具； 3 支路宜采用半截光型灯具。 4.2.2
商业区步行街、人行道路、人行地道、人行天桥以及有必要单独设灯的非机动车道宜采用功能性和装饰性相结合的灯具。当采用装饰性灯具时，其上射光通比不应大于25%，且机械强度应符合现行国家标准《灯具一般安全要求与实验》GB7000.1的规定。
4.2.3 采用高杆照明时，应根据场所的特点，选择具有合适功率和光分布的泛光灯或截光型灯具。 4.2.4
采用密闭式道路照明灯具时，光源腔的防护等级不应低于IP54。环境污染严重、维护困难的道路和场所，光源腔的防护等级不应低于IP65。灯具电器腔的防护等级不应低于IP43。
4.2.5 空气中酸碱等腐蚀性气体含量高的地区或场所宜采用耐腐蚀性能好的灯具。 4.2.6
通行机动车的大型桥梁等易发生强烈振动的场所，采用的灯具应符合现行国家标准《灯具一般安全要求与实验》GB7000.1所规定的防振要求。 4.2.7
高强度气体放电灯宜配用节能型电感镇流器，功率较小的光源可配用电子镇流器。 4.2.8 高强度气体放电灯的触发器、镇流器与光源的安装距离应符合产品的要求。 5
照明方式和设计要求 5.1 照明方式 5.1.1 道路照明设计应根据道路和场所的特点及照明要求，选择常规照明方式或高杆照明方式。 5.1.2
常规照明灯具的布置可分为单侧布置、双侧交错布置、双侧对称布置、中心对称布置和横向悬索布置五种基本方式（图5.1.2）。采用常规照明方式时，应根据道路横断面形式、宽度及照明要求进行选择，并应符合下列要求：
1 灯具的悬挑长度不宜超过安装高度的1/4，灯具的仰角不宜超过15°； 2
灯具的布置方式、安装高度和间距可按表5.1.2经计算后确定。 5.1.3
采用高杆照明方式时，灯具及其配置方式，灯杆安装位置、高度、间距以及灯具最大光强的投射方向，应符合下列要求： 1
可按不同条件选择平面对称、径向对称和非对称三种灯具配置方式（图5.1.3）。布置在宽阔道路及大面积场地周边的高杆灯宜采用平面对称配置方式；布置在场地内部或车道布局紧凑的立体交叉的高杆灯宜采用径向对称配置方式；布置在多层大型立体交叉或车道布局分散的立体交叉的高杆灯宜采用非对称配置方式。无论采取何种灯具配置方式，灯杆间距与灯杆高度之比均应根据灯具的光度参数通过计算确定；
2 灯杆不得设在危险地点或维护时严重妨碍交通的地方； 3 灯具的最大光强投射方向和垂线交角不宜超过65°； 4
市区设置的高杆灯应在满足照明功能要求前提下作到与环境协调。 5.2 道路及与其相连的特殊场所照明设计要求 5.2.1 一般道路的照明一符合下列要求： 1
应采用常规照明方式，并应符合本标准第5.1.2条的规定； 2 在行道树多、遮光严重的道路或楼群区难以安装灯杆的狭窄街道，可选择横向悬索布置方式； 3
路面宽阔的快速路和主干路可采用高杆照明方式，并应符合本标准第5.1.3条的规定。 5.2.2 平面交叉路口的照明应符合下列要求： 1
平面交叉路口的照明水平应符合本标准第3.4节的规定，且交叉路口外5m范围内的平均照度不宜小于交叉路口平均照度的1/2； 2
交叉路口可采用与相连道路不同色表的光源、不同外形的灯具、不同的安装高度或不同的灯具布置方式； 3
十字交叉路口的灯具可根据道路的具体情况，分别采用单侧布置、交错布置或对称布置等方式。大型交叉路口可另行安装附加灯杆和灯具，并应限制眩光。当有较大的交通岛时，可在岛上设灯，也可采用高杆照明；
4 T形交叉路口应在道路尽端设置灯具（图5.2.2-1）； 5
环形交叉路口的照明应充分显现环岛、交通岛和路缘石。当采用常规照明方式时，宜将灯具设在环形道路的外侧（图5.2.2-2）。通向每条道路的出入口的照明应符合本标准第3.4节的要求。当环岛的直径较大时，可在环岛上设置高杆灯，并应按车行道亮度高于环岛亮度的原则选配灯具和确定灯杆位置。
5.2.3 曲线路段的照明应符合下列要求： 1 半径在1000m及以上的曲线路段，其照明可按照直线路段处理； 2
半径在1000m以下的曲线路段，灯具应沿曲线外侧布置，并应减小灯具的间距，间距宜为直线路段灯具间距的50%～70%（图5.2.3-1），半径越小间距也应越小。悬挑的长度也应相应缩短。在反向曲线路段上，宜固定在一侧设置灯具，产生视线障碍时可在曲线外侧增设附加灯具（图5.2.3-2）；
3 当曲线路段的路面较宽需采取双侧布置灯具时，宜采用对称布置； 4 转弯处的灯具不得安装在直线路段灯具的延长线上（图5.2.3-3）； 5.2.4
在坡道上设置照明时，应使灯具在平行于路轴方向上的配光对称面垂直于路面。在凸形竖曲线坡道范围内，应缩小灯具的安装间距，并应采用截光型灯具。 5.2.5
上跨道路与下穿道路的照明应符合下列要求： 1
采用常规照明时应使下穿道路上设置的灯具在下穿道路上产生的亮度（或照度）和上跨道路两侧的灯具在下穿道路上产生的亮度（或照度）能有效地衔接，该区域的平均亮度（或照度）及均匀度应符合规定值。下穿道路上安装的灯具应为上跨道路的支撑结构提供垂直照度；
2 大型上跨道路与下穿道路可采用高杆照明，并应符合本标准第5.1.3条的要求。 5.2.6 立体交叉的照明应符合下列要求： 1
应为驾驶员提供良好的诱导性； 2 应提供干扰眩光的环境照明； 3
交叉口、出入口、并线区等交会区域的照明应符合本标准第3.4节的规定。曲线路段、坡道等交通复杂路段的照明应适当加强； 4
小型立交可采用常规照明。大型立交宜优先采用高杆照明，并应符合本标准第5.1.3条的要求。 5.2.7 城市桥梁的照明应符合下列要求： 1
中小型桥梁的照明应和与其连接的道路照明一致。当桥面的宽度小于与其连接的路面宽度时，桥梁栏杆、缘石应有足够的垂直照度，在桥梁的入口处应设灯具； 2
大型桥梁和具有艺术、历史价值的中小型桥梁的照明应进行专门设计，应满足功能要求，并应与桥梁的风格相协调； 3
桥梁照明应限制眩光，必要时应采用安装挡光板或格栅的灯具； 4 有多条机动车道的桥梁不宜将灯具直接安装在栏杆上。 5.2.8 人行地道的照明应符合下列要求：
1 天然光充足的短直线人行地道，可只设夜间照明： 2 附近不设路灯的地道出入口，应设照明装置； 3
地道内的平均水平照度，夜间宜为15lx，白天宜为50lx。并应提供适当的垂直照度。 5.2.9 人行天桥的照明应符合下列要求： 1
跨越有照明设施道路的人行天桥可不另设照明，紧邻天桥两侧的常规照明的灯杆高度、安装位置以及光源灯具的配置，宜根据桥面照明的需要作相应调整。当桥面照度小于2lx、阶梯照度小于5lx时，宜专门设置人行天桥照明；
2 专门设置照明的人行天桥桥面的平均照度不应低于5lx，阶梯照度宜适当提高，且阶梯踏板的水平照度与踢板的垂直照度的比值不应小于2：1； 3
应防止照明设施给行人的机动车驾驶员造成眩光。 5.2.10 道路与铁路平面交叉的照明应符合下列要求： 1
交叉口的照明应使驾驶员能在停车视距以外发现道口、火车及交叉口附近的车辆、行人及其他障碍物； 2
交叉口的照明方向和照明水平应有助于识别装设在垂直面上的交通标志或路面上的标线。灯光颜色不得和信号颜色混淆； 3
交叉口轨道两侧道路各30m范围内，路面亮度（或照度）及其均匀度应高于所在道路的水平，灯具的光分布不得给接近交叉口的驾驶员和行人造成眩光。 5.2.11
飞机场附近的道路照明应符合下列要求： 1 飞机场附近的道路照明不应与机场跑道上的灯光信号系统以及场地照明混淆； 2
在设计该地区的道路照明时，应符合航空部门有关规定，并应与其取得联系。 5.2.12 铁路和航道附近的道路照明应符合下列要求： 1
道路照明的光和色不得干扰铁路、航道的灯光信号和驾驶员及领航员的视觉； 2 当道路照明灯具处于铁路或航道的延长线上时，应与铁路或航运部门取得联系； 3
当道路与湖泊、河流等水面接界，且灯具为单侧布置时，宜将灯杆设在靠水的一侧。 5.2.13 天文台附近的道路照明应符合下列要求： 1
路面上的亮度（或照度）应降低一级标准； 2 路面应采用深色沥青材料铺装，不得采用水泥混凝土路面； 3 必须采用上射光通比为零的道路照明灯具。
5.2.14 对有照明设施且平均亮度高于1.0cd每平方米的道路（或路段）与无照明设施的到（或路段）相连接，且行车限速高于50km/h时，应设置过渡照明。
5.2.15 植树道路的照明应符合下列要求： 1 新建道路种植的树木不应影响道路照明； 2
扩建和改建的道路，应与园林管理部门协商，对影响照明效果的树木进行移植； 3 在现有的树木严重影响道路照明的路段可采取下列措施：
（1）修剪遮挡光线的枝叶； （2）改变灯具的安装方式，可采用横向悬索布置或延长悬挑长度； （3）减小灯具的间距，或降低安装高度。 5.2.16
居住区道路的照明应符合下列要求： 1 居住区人行道路的照明水平应符合本标准第3.5.1条的要求； 2
灯具安装高度不宜低于3m。不应把裸灯设置在视平线上； 3
居住区及其附近的照明，应合理选择灯杆位置、光源、灯具及照明方式；在居室窗户上产生的垂直照度不得超过相关标准的规定。 5.2.17 人行横道的照明应符合下列要求：
1 平均水平照度不得低于人行横道所在道路的1.5倍； 2
人行横道应增设附加灯具。可在人行横道附近设置与所在机动车交通道路相同的常规道路照明灯具，也可在人行横到上方安装定向窄光束灯具，但不应给行人和机动车驾驶员造成眩光。可根据需要在灯具内配置专用的档光板或控制灯具安装的倾斜角度；
3 可采用与所在道路照明不同类型的光源。 5.3 道路两侧设置非功能性照明时的设计要求 5.3.1
机动车交通道路两侧的行道树、绿化带、人行天桥、行驶机动车的桥梁、立体交叉等处设置装饰性照明时，应将装饰性照明和功能性照明结合设计，装饰性照明必须服从功能性照明的要求。
5.3.2
应合理选择装饰性照明的光源、灯具及照明方式。装饰性照明亮度应与路面及环境亮度协调，不应采用多种光色或多种灯光图式频繁变换的动态照明，应防止装饰性照明的光色、图案、阴影、闪烁干扰机动车驾驶员的视觉。
5.3.3 设置在灯杆上及道路两侧的广告灯光不得干扰驾驶员的视觉和妨碍对交通信号及辨认。 来源：中华人民共和国建设部
LED户外广告牌基础知识
LED屏幕(户外广告牌，显示屏)按应用场所不同，大致可以分外户外广告牌和室外屏幕两类。由于LED户外广告牌的应用环境不同于室内屏幕，并且环境条件比较恶劣，自然对LED的发光材料和箱体有着较高的要求。一般来说户外广告牌的LED须采用超高亮发光材料，亮高度（UHB）是指发光强度达到或超过100mcd的LED， 又称坎德拉（cd）级LED。高亮度A1GaInP和InGaN LED的研制进展十分迅速，现已达到常规材料GaA1As、GaAsP、GaP不可能达到的性能水准。 目前，彩色显示所需的三基色红、绿、蓝以及橙、黄多种颜色的LED都达到了坎德拉级的发光强度，实现了超高亮度化、全色化，使发光管的户外全色显示成为现实。发光亮度已高于1000mcd，可满足室外全天候、全色显示的需要，用LED彩色大屏幕可以表现天空和海洋，实现3D动画。新一代红绿、蓝超高亮度LED 达到了前所未有的性能。 户外广告牌像素目前均由红/绿/蓝三种原色(基色)的许多单管LED构成，常用成品有像素筒和像素模组两种结构。像素尺寸多为12-26毫米，像素组成：单色以2R/3R/4R、伪彩以1R2YG/1R3YG/1R4YG、真彩以2R1G1B等组成形式居多。 一、户外广告牌系统方案设计原则 1.结构设计原则 2.亮度与配色依据 3.可靠性设计原则 4.安全性设计原则 5.易管理及可操作性设计原则 二、屏体安装方式 墙挂式：即显示幕背靠墙面，并固定在墙面上。此方式为常见方式，而且较易实现。 坐立式：即显示幕坐立在平台上。此方式最易实现，在条件许可的场合应优先采用这种安装方式。 镶嵌式：即显示幕镶嵌在一个墙框内。此方式不多见，如果墙面凹陷深度不够，须考虑其维护性。 侧挂式：即显示幕两侧受力，侧挂在两建筑物或立柱之间。此方式常用于空旷场地的屏体悬挂，两立柱依据屏体的悬挂要求搭建。 三、结构设计 1、材料选择 采用角钢作为屏体框架的主要材料，进行防腐、耐火处理。 2、箱体结构 采用大箱体结构，箱体材料进行打磨、镀锌、喷塑处理、具有防水/耐腐蚀功能。箱体具有厚度薄、重量轻、强度高， 采用定位柱技术保证安装精度等特点。 3、框架结构 由于采用标准的箱体结构，使得屏体框架结构简单，定位精度及屏体的安装工艺容易控制，保证了整屏的平整度。 4、联接结构 采用焊接和连接件并用的联接方式，简单易行，可以确保联接强度，同时提高屏体的安装效率。 四、系统防护功能设计 1、安全配电系统 a.上电系统 b.防静电设计 c.防雷设计 2、屏体结构安全设计 a.防风设计 b.防震设计 c.防水设计 d.防潮/防结露设计 e.防尘设计 f.防氧化/防腐蚀设计 3、温度控制系统设计 A.屏体的散热系统及防高温设计 a.优良的驱动器选择 b.完善的工艺设计 c.完备的系统防护设备 d.先进的系统防护技术：即“动态散热”技术，密封式对流散热，空调冷却式内部对流散热 B.屏体的防低温设计 来源:LEDinside
照明应用:LED城市景观亮化工程
LED具有发光颜色丰富、寿命长、功耗低、体积小、光电转换效率高等优点，采用LED作为光源的灯具具有节电、低热、色彩艳丽、便于控制、长寿命等优点，在城市广场、园林、步行街道、庭院灯光等多色彩的照明领域，有较强的艺术效果，被灯光设计师和业主们青睐。主要产品包括：LED线条灯、LED护栏管、LED彩虹管、LED发光模块、LED水底灯、LED埋地灯、LED草坪灯、LED泛光灯、LED射灯、LED灯杯、LED路灯、LED广告字、LED显示屏等。 大功率LED照明应用产品系列 1．LED台灯：大功率LED系列台灯是21世纪真正的绿色光源，该产品全部采用大功率LED制作而成。功能特点： （1）保健护眼：采用低压恒流驱动，无频闪，是真正的新一代护眼灯。 （2）高效节能：耗电是同等亮度白炽灯的1/10，照度为500勒克斯以上，相当于40W的白炽灯。 （3）绿色环保：无汞污染，无紫外线、红外线和热辐射，是真正的绿色半导体光源。 （4）经久耐用：LED台灯的寿命是普通台灯的20倍，寿命长达30000小时以上。 （5）：健康安全：采用12V低压直流电源，绝无触电危险。 2．LED射灯、投光灯系列功能特点： （1）采用高功率LED冷光源，不损坏被照射物； （2）可根据需要选择不同颜色的光源； （3）使用方式与传统射灯一致，无需变更接口； （4）可在露天及高温高湿等恶劣环境下使用； （5）低功耗，环保节能，使用寿命长，免维护。 太阳能半导体照明灯具功能特点： 1：高亮度：采用太阳电池组件作为灯具的发电系统结合太阳电池板最佳角度设计，为大功率LED提供充足能源。 2：高寿命：太阳能电池组件和LED的寿命更是高达20年。 3：高效节能：利用太阳电池组件将太阳辐射能转换成电能，无需其它能源供给，零排放，无污染。4：高智能化：开关全部实现自动化控制，太阳能次干道路灯更可在夜晚行人少的情况下，降低光源的输出功率，以节省电能。 5：高安全性：低压产品，对人体无伤害。灯体之间高强度连接，抗风强度高。 6：高方便性：安装简便，无需开沟布线，可任意安装。 大功率LED亚克力广告字系列LED光源采用大功率LED，色彩鲜艳，亮度均匀，耗电少，平均无故障时间长，易于安装。
LED光谱量测量中的问题分析
今年是发光二极管（LED）诞生40周年，但只有到5年前白光LED开发成功后，对LED进行光谱测量才提上日程。迄今，白光LED的法向发光强度已达10cd以上，光效已超过25lm/W［1］。由于它具有10万小时的寿命，微秒级的响应时间，光效已超过白炽灯；并且体积小，结构牢固。所以继卤钨灯、荧光灯之后，它成为第三代照明光源的趋势已成为必然。目前白光LED的制造途径主要有三种：（１）利用InGaN/GaN兰光芯片，结合激发光为黄光的荧光物质YAG复合成白光；（２）利用红、绿、兰三基色通过各自比例的调整，复合成白光；（３）在ZnSe单晶基板上形成ZnCdSe薄膜，通电后薄膜发兰光，它与基板产生连锁反应发出黄光，复合成白光。 故各种白光LED离开等能白的色品坐标，即WE（0.3333，0.3333）的差距各不相同，从而对应的色温、色纯度和显色指数等参数也各不相同，所以对它进行光谱量测量的重要性不言而喻。 准确测试LED各类光电参数对改善LED的性能作用颇大，其中光谱量的测试基本上有三种方法，一是把测量光用若干块不同波长的带通滤光片过滤后到达光探测器，光探测器一般用光电倍增管和硅光电二极管。二是把测量光经衍射光栅分光后到达线阵CCD电荷耦合器件。三是用单色仪分光后进行测量。前面两种方法主要用于便携式光谱测试仪对LED进行多参数一次性快速测量，用同一结构配置的硬件测量多个参数必然降低测量精度，后一种方法计量部门运用较多，能得到高精度的测量值，但测量时间较长。对单色LED主要测定其峰值波长和半宽度（FWHM），对白色LED主要测定其相对功率分布，从而推导出其色品坐标，主波长、色温、色纯度和显色指数等参数，所以是光谱量测量的重点对象。
浅谈LED萤光粉配胶程序
LED萤光粉配胶程序是LED工艺中，相当基础的一环，我们来看看是怎么做的。 准备工作： 1、开启并检查所有的LED生产使用设备（烤箱、精密电子称、真空箱） 2、用丙酮清洗配胶所用的小烧杯。 3、准备所需的量产规格书或相应的联络单，及相应型号胶水等并确认其都在有效的使用期内。 开始配胶： 1、配胶顺序说明：增亮剂+A胶按比例混合（可以按订单一次性配好），最后再加入萤光粉+ B胶按比例混合物体（须搅拌均匀）。在后再抽真空。 2、根据《量产规格书》或工程通知单中萤光粉配比和生产数量，计算出各种物料所需的重量。 3、调整精密电子称 四个底座使电子称呈水准状态。 4、将干净的小烧杯放置于精密的电子磅秤上， 归零后，根据量产规格书中萤光粉的配比，分别称取所需重量的萤光粉和A、B胶。 5、将配好的萤光粉手动搅拌20分钟至30分钟不等，直到萤光粉分佈均匀为止。 6、把配好的萤光胶抽真空至看不见气泡的状态，取出后，放在室温下用干净的玻璃盖上使用，使用前需按同一方向缓慢搅拌2分钟到3分钟，搅拌速度每转2秒至3秒。来源：LEDinside
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