LED发光理论

发光二极体，通常称为LED。发光二极体只是一个微小的电灯泡。但不像常见的白炽灯泡，发光二极体没有灯丝，而且又不会特别热，它单单是由半导体材料里的电子移动而使它发光。因为发光二极体没有灯丝会烧坏，所以寿命就更长。并且发光二极体的小小塑性灯泡使得发光二极体更持久耐用，再加上LED可以更加容易适合现在的电子电路。传统白炽灯的发光过程包含了产生大量热量，这完全是浪费能源。发光二极体所发出的热非常少，相对来说，越多电能直接发光就是越大程度上减少对电能的需求。 光是能量的一种形式，一种可以被原子释放出来。是由许多有能量和动力但没品质的微小粒子似的小捆组成的。这些粒子被叫做光子，是光的最基本单位。光子是因为电子移动才释放出来。在原子中，电子在原子的四周围以轨道形式移动。电子在不同的轨函数有着不同等的能量。通常来说，有着更大能量的电子以轨道移动远离了核子。当电子从一个更低的轨道跳到一个更高的轨道，能量水准就增高，反过来，当从更高轨函数跌落到更低的轨函数里时电子就会释放能量。能量是以光子形式释放出来的。更高能量下降释放更高能量的光子，它的特点在于它的高频率。自由电子从P型层通过二极体落入空的电子空穴。这包含从传导带跌落到一个更低的轨函数，所以电子就是以光子形式释放能量。这在任何二极体里都会发生的，当二极体是由某种物质组成的时候，你只是可以看见光子。在标准硅二极体的原子，比如说，当电子跌落到相对短距离原子是以这样的方式排列。结果，由于电子频率这麼低的情况下人的眼睛是无法看得到的。可见光LED，比如用在数位显示式时鐘的，间隙的大小决定了光子的频率，换句话说就是决定了光的色彩。当所有二极体都发出光时，大多数都不是很有效的。在普通二极体里，半导体材料本身吸引大量的光能而结束。发光二极体是由一个塑性灯泡覆盖集中灯光在一个特定方向。半导体零件的价格在过去10年中已经大幅度地降低，相信未来发光二极体在更广泛的应用下，是一个更划算的照明选择。来源：LEDinside

RGB荧光粉

在紫光及紫外光激发的白光LED产品方面，飞利浦公司于1997年5月27日在美国申报了“UV（紫外光）LED+荧光粉”发光装置的发明专得。但是该专利没有涉及具体的荧光粉的组成。我国的有关单位已经在2000年开始了紫光及紫外光激发的白光LED用荧光粉的研究，并于2001年6月分别在第五届中韩双边新材料学术研讨会和北京第四届国际稀土研究与应用学术研讨会上，报告了可应用于紫光及紫外光激发的白光LED的稀土三基色（RGB）荧光粉的组成。这些荧光粉已大紫光及紫外光激发的白光LED中得到了应用。 美国GE公司有多项有关UV LED激发的三基色荧光粉组成的专利。其中最早的一项是2000年5月26日在美国申报的，公布专利日期是2002年7月3日。他们报送的两种蓝色荧光粉的组成与我国某一单位提出的红色荧光粉组成基本一致，但总的来说，红色荧光粉的发光效率还是不够高，无法满足白光LED的要求，需要进一步改进。

大功率LED车灯浅析

　　LED切入车用市场已经多年，但由于亮度不足和成本原因，还没有被市场普遍接受。目前主要用于中高档轿车市场，而国外尤其是日本汽车对LED的应用已相当广泛。汽车LED灯根据应用可分为照明用灯、配光用灯和装饰用灯三种，配光灯适用于仪表指示灯背光显示、前后转灯、刹车指示灯、倒车灯、雾灯、阅读灯等功能性方面。装饰灯主要用于汽车灯光色彩变换，产生车内外美化作用。　　近几年随着部分车用LED亮度问题的解决和成本的下降，其应用量有所增长。最难突破的便是近年才得到初步应用的汽车照明头灯的应用，比如日本汽车厂商推出的Lexus顶级混合动力车“LS600h”和“LS600hL”，丰田汽车在量产车中全球首次配备了使用白色LED的前灯。这种LED前灯使用了5个大功率白色LED，可以得到预期的亮度和配光模式。虽然也有为提高照度而不得不使用多个LED的因素，但通过使用多个，不仅提高了白色LED的光利用效率，同时还带来了可以将耗电量控制到与HID前灯同等水准的优点。　　与传统的车用白炽灯相比，车用LED有很多突出的性能优点，主要表现在以下几个方面：首先，寿命长。LED车灯的寿命理论上可达5万小时，实际寿命也可达到2万小时，在车辆寿命期间一般无需更换，而比较好的车用白炽灯泡的寿命也就3000小时-5000小时。其次，节能。LED车灯可直接把电能转化为光能，环保节能效果良好，而白炽灯泡只能把电能的12%-18%转化为光能。如一般应用白炽灯的尾灯功率为21W，而应用LED的尾灯功率仅为3W-5W；第三，无延迟。普通白炽灯泡的启动时间一般在100毫秒-300毫秒，而LED的启动时间仅为几十纳秒，启动时间大大缩短。同时LED车灯具有光色选择性大、耐震动和耐冲击、低热、环境适应性强等白炽灯不可比拟的优点。　　但是车用LED要得到大规模的应用，还存在不少障碍，主要表现在：　　1、与白炽灯泡相比，应用LED的成本居高不下，根据采用LED数量、品质的不同，价格一般为同类白炽灯泡产品的几倍至十几倍不等。虽然大功率LED早已出现，但其成本也与其功率大小成正比，全球范围内车用LED生产成本的下降速度将是影响今后车用LED大规模应用的主要因素之一。　　2、由于终端消费者对车灯外观的要求越来越高，而随着车灯应用LED的数量越来越多，LED出现问题的概率越来越大，因此对LED产品性能可靠性的要求越来越高。同时整车商对于LED供应商的要求越来越苛刻。　　3、随着车用LED市场规模越来越大，新加入的供应商势必越来越多，竞争加剧，而供应商的产品品质参差不齐，势必会影响市场声誉，从而影响最终消费需求。只要LED成本降至与白炽灯同一水准，除经济型轿车以外的轿车都将会大规模地应用LED。来源:Ledinside

何为汽车LED尾灯

LED(Light-Emitting-Diode中文意思为发光二极管)是一种能够将电能转化为可见光的半导体，它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理，而采用电场发光。据分析，LED的特点非常明显，寿命长、光效高、无辐射与低功耗。LED的光谱几乎全部集中于可见光频段，其发光效率可达80～90%。将LED与普通白炽灯、螺旋节能灯及T5三基色荧光灯进行对比，结果显示：普通白炽灯的光效为12lm／W，寿命小于2000小时，螺旋节能灯的光效为60lm／W，寿命小于8000小时，T5荧光灯则为96lm／W，寿命大约为10000小时，而直径为5毫米的白光LED为20～28lm／W，寿命可大于100000小时。有人还预测，未来的LED寿命上限将无穷大。近年来，汽车外形由于设计上的需要、空气动力学的要求及美观的需求，低侧面流线形的外形越来越受欢迎。尾灯的形状也朝着异型化和一体化发展。汽车LED灯根据应用可分为配光用灯和装饰用灯两种，配光灯适用于仪表指示灯背光显示、前后转灯、刹车指示灯、倒车灯、雾灯、阅读灯等功能性方面；装饰灯主要用于汽车灯光色彩变换，起车内外美化作用。近几年随着部分车用LED亮度问题的解决和成本的下降，其应用量有所增长。国内常见的:本田雅阁、日产天籁、皇冠、锐志、凯迪拉克系列、别克荣御等都已经采用了LED尾灯。
与传统灯泡比起来，LED的优越之处在于： ·点亮无延迟，响应时间更快，传统玻壳灯泡则有0.3秒的延迟，防止追尾 ·更强的抗震性能
·发光纯度高，无需灯罩滤光，光波长误差在10纳米以内 ·发光热量很小，对灯具材料的耐热性要求不是很高
·光束集中，更易于控制，且不需要用反射器聚光，有利于减小灯具的深度 ·耗电量低，达到传统灯泡同等的发光亮度时，耗电量仅为传统灯泡的6%，省电节油
·超长寿命，无灯丝结构不发热，正常使用在6年以上 ·车辆控制电路不易氧化

关于北美LED节能灯的检测要点

一、LED北美标准的现状 LED节能灯作为一种新型的产品，目前现行的北美产品安全标准没有专门针对这类产品的技术要求，LED产品的测试成为业界的一个课题。美国UL实验室针对目前这种行业状况，正在组织编写LED节能灯安全认证标准 UL8750，这个标准目前还是草稿，没被正式被采用为认证标准。因而，LED节能灯的认证测试问题 ，暂时没有得到彻底解决。 LED节能灯的基本原理是通过开关型电源 模块将交流电源转化直流电，以供电给发光二极管工作。根据LED节能灯的基本原理和结构特点，美国MET 实验室提出一种现阶段的过渡性检测方案：采用传统节能灯美国认证标准UL1993(对应加拿大标准CAN/CSA-C22.2 No. 0， CAN/CSA-C22.2 No. 74)， 和电源模块标准UL 1310 或UL 1012(对应加拿大标准CAN/CSA-C22.2 No.107)对LED节能灯进行测试认证。二、检测中的技术要点 以下对依据UL1993 、UL 1310 和UL 1012标准，对 LED节能灯认证测试中的关键问题，做一些阐述。 1．材料 LED 节能灯可做成各种形状，以日光灯管型LED节能灯为例，其外形跟普通的日光灯管一样，由日光灯管状透明聚合物外壳将电源模块和发光二极管包在里面。透明聚合物外壳在产品中起到防火和 防触电的功能。根据标准要求，节能灯外壳材料须达到V-1等级以上， 因此透明聚合物外壳须采用V-1等级以上的材料。要注意的点是，产品外壳要达到所要求的V-1等级，其厚度必须要大于等于原材料的V-1等级所要求的厚度，防火等级及厚度要求可以在原材料的UL黄卡上查到。实际检测中发现，制造商为了保证LED灯的亮度，往往将透明聚合物外壳做得很薄，这就需要检测工程师注意保证材料达到防火等级所要求的厚度。由于不同原材料对相同的防火等级有不同的厚度要求，某些原材料在较小的厚度下就可以满足较高的防火等级要求，可建议制造商可以选择合适的原材料做产品外壳。 2．跌落试验 按产品标准要求，产品要模拟实际使用过程中可能发生的跌落情形作跌落测试，产品要从0.91米高的高度跌到硬木板上，产品外壳不能破裂以至露出 内部的危险带电件。制造商选择材料做产品外壳时，必须要考虑这一强度要求 3．抗电强度 透明外壳将电源模块包围在内部，透明外壳材料必须要达到抗电强度要求。按标准要求，基于北美电压120伏的条件，内部高压带电件与外壳间(覆上金属箔进行试验)，要能承受交流1240伏的抗电强度测试。一般情况下，产品外壳厚度达到 0.8毫米左右，就可以符合这抗电强度测试要求。 4．电源模块 电源模块是LED 节能灯的重要组成部分， 电源模块主要采用开关电源技术。按电源模块类型不同，可以考虑用不同的标准进行测试认证。 如果电源模块是class II 电源，这可以用UL1310 来测试认证。class II 电源是指采用隔离型变压器，输出电压低于直流60伏， 电流小于150/Vmax安培的电源。 而对非class II电源， 则采用UL1012来测试认证。这两个标准的技术要求十分类似，可相互参考。大多数LED灯的内部电源模块是采用非隔离式联电源，电源输出直流电压也大于60伏，因此不适用UL1310标准，而适用UL1012 5．绝缘要求 由于LED 节能灯内部空间有限，在结构设计时，要注意危险带电件与可触及金属件间的绝缘要求。绝缘可以是空间距离和爬电距离，也可以是绝缘片。按标准要求，危险带电件与可触及金属件间空间距离要达到3.2毫米，爬电距离要达到 6.4 毫米。如果距离不够，可以加绝缘片作为附加绝缘，绝缘片厚度要 大于0.71毫米，如果厚度小于0.71毫米，产品则要能承5000V的高压测试。 6．温升测试 温升测试是产品安全测试的一个必做项目，标准对不同元件有一定的温升限制的。在产品设计阶段，制造商要十分重视产品的散热问题，特别是对某些零部件(如绝缘片等)应特别注意。部件如果长期在高温条件下工作，易损坏，从而造成着火或触电危险。灯具内部的电源模块处于封闭狭小的空间里，散热受到限制。因此，制造商进行元件选择时， 要注意选择合适元件的规格，保证元件在一定的裕度下工作， 从而避免元件长期在接近满载的条件下工作而产生过热。 7．结构 LED节能灯的电源模块安装在外壳内部，空间有限，有的制造商为了节省空间，将插脚式的元件表面焊接在PCB上，这种做法是不可以接受的。这些表面焊接的插脚式元件很可能由于虚焊等原因脱落，造成危险。因此对这些元件要尽可能采取插孔焊接方式。如果不得已采取表面焊接方式，则要对这件元件采用加胶水固定等方式提供附加保障。 8．故障测试 产品故障测试是产品认证测试中至关重要的一个测试项目。这个测试项目是在线路上短路或开路一些元件，以模拟实际使用过程中可能发生的故障，从而评估产品在单一故障条件下的安全性。为了满足这一安全要求 ，在产品设计时，要考虑在产品输入端加合适的保险丝，以 防止输出短路或内部元件故障时发生过电流从而导致着火危险。三、工厂检查 北美产品认证要工厂检查，工厂检查包括首次工厂检查和后续跟踪检查。如果工厂是第一次申请北美产品认证， 则要进行首次工厂检查。 首次工厂检查主要针对工厂的品质保证体系， 要求工厂具有完善的品质保证体系以确保产品的品质得到有效的监管和保证。 如果工厂已按ISO 9000标准建立品质管理体系，并通过了ISO 9000认证， 基本上可以符合首次工厂检查的管理体系要求。 如果工厂未通过ISO 9000认证，则要在原料采购、来料检查、库存管理、产品设计、工程更改、生产线测试、仪器校准和投诉跟进等方面有清晰的程序文件，并有效执行。后续跟踪检查则是主要针对产品的结构检查和生产线产品测试等方面，以确保生产线生产的产品结构和认证样品一致，并通过相关的生产线测试。制造商在产品通过测试认证后，必须严格按认证样品的结构和元件清单进行产品生产， 任何可能涉及产品安全的更改必须通知认证机构进行评估。如有必要，可能要进行重测试和报告的修改。产品的测试报告里对产品的生产线测试是有明确要求，制造商必须按照要求进行相关测试，如高压测试、接地连续性测试等。

LED灯饰产品基本组成

LED产业近来在全球得到突飞猛进的发展，特别是装饰灯具，更是如火如荼，广泛地用于楼体轮廓、桥樑、广场等市政亮化工程，以及各旅馆、KTV、酒店、游乐场等娱乐场所。LED灯饰产品主要组成部分是：LED发光二极体、PCB电路板、外壳。这三种材料构成了灯饰产品的主体，也基本决定了灯饰产品的材料品质。以下对三种材料的选型对灯饰产品的影响做一简单说明。1、LED发光二极体发光二极体的亮度是由LED芯片裸芯亮度和灯体封装外形决定的，它的寿命是由LED芯片工作环境和品质决定的。这里要特别说明的是，现在LED灯饰产品所用的LED芯片标准尺寸一般为：红色、黄色12mil，蓝色、绿色14mil，但也有用8-10 mil芯片的。不同尺寸的芯片发光亮度可以一样，但其寿命就完全不一样，因为单位面积芯片的过电量越大其寿命越短，这也是同样亮度发光二极体价格不一样的原因。2、PCB电路板电路板作为光源的载体直接影响的灯具的寿命和故障率。LED灯饰产品的所有电子线路都在PCB电路板上，它的材质和加工工艺将直接影响产品的品质和寿命。电路板材质分为全玻纤、半玻纤、纸板三种。LED灯饰产品的标准材料应为全玻纤双面板，如采用半玻纤或纸板单面板其后期焊接品质和防潮、抗老化能力以及电性都将大打折扣。 3、外壳外壳作为灯具产品的混光层和保护层，也影响到灯具产品的效果和寿命。现在所用的工程朔料一般是PC（聚碳酸脂），它的抗老化、防紫外线、抗冲击效果是最好的。也有用PMMA（亚克力）的，其耐候性稍差一点，且脆性较大易碎。PC材料本身是无色的，根据需要添加不同的色剂就可加工出不同顏色的PC管。一般常用PC管为透明和乳白两种。透明管亮度较乳白色高，但乳白色混色性优于透明管。来源：LEDinside

V型电极的大功率LED芯片的封装

对于V型电极LED芯片，如图1所示，其中两个电极的p极和n极都在同一面。这种LED芯片的通常是绝缘体（如Al2O3、蓝宝石），而且在绝缘体的底层外壳上一般镀有一层光反射层，可以使衬底的光反射回来，从而让光线从正面射出，以提高光效。
图1 V型电极LED芯片的封装
这种封装应在绝缘体下表面用一种导热（绝缘）胶把LED芯片与热沉粘合，上面把两个电极用金丝焊出。特别要注意大功率LED通过的电流大，1W
LED的电流一般为350mA，所以要用粗金丝。不过有时粗金丝不适用于焊线机，也可以并联焊两根金丝，这样使每根金丝通过的电流减少。这种芯片的烘干温度是100~150℃，时间一般是60~90分钟。
在封装大功率LED时，由于点亮时发热量比较大，可以在LED芯片上盖一层硅凝胶，而不可用环氧树脂。这样做一方面可防止金丝热胀冷缩与环氧树脂不一致而被拉断；另一方面防止因温度高而使环氧树脂变黄变污，结果透光性能不好。所以在制作白光LED时应用硅凝胶调和荧光粉。如果LED芯片底层已镀上金锡合金，也可用第一种办法来做。