海伦科技LED基础知识
英文单词的缩写，主要意思:LED =发光二极管，是一种能将电能转化为可见光的固体半导体器件，可以直接将电转化为光；LED =大电子显示屏，大电子显示屏；LED =播散性红斑狼疮，播散性红斑狼疮，一种慢性和特发性自身免疫性疾病；Led是lead的过去式和过去分词，意为“铅、铅”；俄罗斯普尔科沃机场的IATA代码。本条目主要介绍发光二极管。
基本信息
LED应用
LED 1的优点。小尺寸
第二，低功耗
第三，使用寿命长
第四，高亮度低发热
动词 （verb的缩写）环境保护
六、坚固耐用
照明术语
LED发展
LED的发光原理
LED的调光控制
操作参数和效率
LED上拉电阻LED显示屏控制系统
LED分类
LED在路灯中的应用有其固有的优点和缺点。
与LED应用相关的基本产品信息
LED应用
LED 1的优点。小尺寸
第二，低功耗
第三，使用寿命长
第四，高亮度低发热
动词 （verb的缩写）环境保护
六、坚固耐用
照明术语
LED发展
LED的发光原理
LED的调光控制
操作参数和效率
LED上拉电阻
LED显示屏控制系统LED分类LED在路灯上的应用有LED应用相关产品固有的优缺点。
基本信息
LED(发光二极管)是一种固态半导体器件，可以直接将电转化为光。LED的核心是半导体芯片。芯片一端与支架上的三丰LED贴合，一端为负极，另一端与电源正极连接，使整个芯片被环氧树脂封装。半导体晶片由两部分组成，一部分是P型[1]半导体，其中空穴占优势，另一部分是N型半导体，其中主要存在电子。但是当这两个半导体连接在一起时，它们之间就形成了一个“pn结”。当电流通过导线作用于芯片时，电子会被推到P区，在那里与空穴复合，然后以光子的形式放出能量，这就是LED发光的原理。光的波长决定了光的颜色，而光的颜色是由构成pn结的材料的带隙宽度决定的。2.5米宽的阻力板已由程铮企业安装调试成功！大大提高照明效果
LED应用
鉴于LED自身的优势，主要应用在以下几个方面:(1)显示屏和交通信号显示光源的应用。LED灯具有抗震抗冲击、光响应快、省电、寿命长等特点，广泛应用于各种室内外显示屏，分为全彩、三色和单色显示屏。中国有超过100台正在开发和生产。交通灯主要使用超高亮度的红、绿、黄led。由于LED灯节能、可靠性高，全国范围内正在逐步升级红绿灯，推广速度快，市场需求大，是一个很好的市场机会。(2)在汽车工业中的应用汽车灯具包括仪表板、音响指示灯、开关背光、阅读灯、外刹车灯、尾灯、侧灯、大灯等。汽车用白炽灯不耐冲击和撞击，容易损坏，寿命短，需要经常更换。1987年，我国开始在汽车上安装高位刹车灯。由于LED响应速度快，可以提醒驾驶员尽早刹车，减少追尾事故。在发达国家，LED制成的中央后高位刹车灯已经成为汽车的标配。美国惠普公司在1996推出的LED汽车尾灯模组，可以随意组合成各种汽车尾灯。此外，汽车仪表盘等照明部件中的光源可以作为超高亮度发光灯，因此逐渐采用LED显示屏。中国汽车工业正处于大发展时期，这是推广超高亮度LED的绝佳机会。近几年年产值1亿元，五年后30亿元。(3)高效率侧面发射的LED背光最抢眼。LED作为LCD背光源，具有寿命长、发光效率高、无干扰、性价比高等特点，已广泛应用于电子表、手机、BP机、电子计算器、刷卡机等。随着便携式电子产品的小型化，LED背光更具优势，因此背光制造技术将朝着更薄、更低功耗和均匀性的方向发展。LED是手机的关键器件。一部普通的手机或小灵通大约需要10个LED器件，而一个彩屏和一部带拍照功能的手机大约需要20个LED器件。现阶段手机背光量很大，每年要用35亿颗LED芯片。目前中国手机产量很大，LED背光大部分靠进口，这对于国产LED产品来说是一个绝佳的市场机会。(4)4)LED照明光源早期产品发光效率低，光强只能达到几到几十MCD，适用于室内场合、家用电器、仪器仪表、通讯设备、微型计算机、玩具等。目前的直接目标是用LED光源替代白炽灯和荧光灯，这种替代趋势已经开始从局部应用领域发展。为了节约能源，日本正在计划一个发光二极管项目(名为“点亮日本”)来替代白炽灯。前五年的预算是50亿日元。如果用LED替代一半的白炽灯和荧光灯，每年可节约相当于60亿升原油的能源，相当于5个1.35 ×106kW核电站的发电量，并可减少二氧化碳等温室气体的产生，改善人们的生活环境。中国也在2004年投资50亿元发展节能环保的半导体照明计划[4]。(5)其他应用，比如一种受儿童欢迎的闪光鞋，走路时内置的LED会闪光，仅温州地区一年就用了5亿个LED；使用发光二极管作为电动牙刷的功率指标，据国内正在投产的厂家透露，公司已上市少量健康牙刷，预计量产每年需要3亿只发光灯；流行的LED圣诞灯，造型新颖，色彩丰富，不易破碎，低压使用安全，最近在香港等东南亚地区销售强劲，广受人们欢迎，威胁并取代了现有的电灯泡圣诞市场。(6)用于家庭室内照明的LED产品越来越受欢迎。LED筒灯、LED吸顶灯、LED日光灯、LED光纤灯已经悄然进入家庭！
[编辑本段]LED的优势
LED的固有特性决定了它是替代传统光源最理想的光源，而且用途广泛。
第一，体积小
LED基本上就是一个很小的芯片，封装在环氧树脂里面，所以很小很轻。
第二，低功耗
LED的功耗很低。一般来说，LED的工作电压为2-3.6V..工作电流0.02-0.03A也就是说，它的功耗不超过0.1W。
第三，使用寿命长
在适当的电流和电压下，LED的使用寿命可以达到654.38+百万小时。
第四，高亮度低发热
LED采用冷光发光技术，发热量远低于普通照明灯。
动词 （verb的缩写）环境保护
LED采用无毒材料，不像荧光灯含汞会造成污染，LED还可以回收利用。
六、坚固耐用
LED完全封装在环氧树脂中，比灯泡和荧光灯管更坚固。灯体内没有松动的部分，使得LED不易损坏。LED灯是高度节能的:节能无污染就是环保。DC驱动，超低功耗(单管0.03-0.06W)，电光功率转换接近100%，同等光效比传统光源节能80%以上。长寿:LED光源有人称之为长寿灯，意思是永不熄灭的灯。固态冷光源采用环氧树脂封装，灯体无松动部分，不存在灯丝易燃烧、热沉积、光衰等缺点。使用寿命可达60000-65438+万小时，比传统光源长10倍以上。多变化:LED光源可以利用红、绿、蓝三原色的原理，在计算机技术的控制下，使三种颜色具有256个灰度级，任意混合，可以产生256×256×256 = 16777216种颜色，形成多种不同光色的组合，实现多彩的动态变化效果和各种图像。环保:环保效益更好。光谱中没有紫外线和红外线，既不发热也不辐射，眩光小。此外，废物可以回收，没有污染和汞。它是冷光源，可以安全触摸。属于典型的绿色照明光源。高科技:与传统光源单调的发光效果相比，LED光源是一种低压微电子产品，它成功地融合了计算机技术、网络通信技术、图像处理技术和嵌入式控制技术，因此它也是一种数字信息产品，是半导体光电器件的“高科技”技术，具有在线编程、无限升级和灵活多变的特点。
照明术语
波长:光的颜色强度可以用数据来描述，称为波长。可见光的波长范围从380到780纳米。单位:纳米(nm)亮度:亮度是指物体的明暗程度，定义为单位面积的发光强度。单位:nit光强:指光源的亮度。即表示光源在一定方向和范围内发出的可见光辐射强度的物理量。单位:烛光(cd)光通量:光源发出的能量与人眼接收到的能量之和为光通量(φ)。单位:流明(Lm)光效:光源发出的光通量除以光源的功率。它是衡量光源节能的一个重要指标。单位:流明每瓦特(Lm/w)。显色:光源呈现物体的程度，即颜色的保真度。通常称为“显色指数”。单位:Ra。色温:在一定温度下，光源发出的光的颜色与黑体辐射的光的颜色相同，黑体的温度称为光源的色温。单位:开尔文(K)。眩光:视野中亮度极高或亮度对比强烈的物体所引起的视觉不适称为眩光，是影响照明质量的重要因素。同步:两个或两个以上的LED灯能在规定的时间内以程序设定的同步方式正常工作，同步是LED灯实现协调变化的基本要求。防护等级:IP防护等级是根据灯具的防尘防潮特性进行分类，由两个数字组成。第一个数字代表灯具防尘和防异物入侵的等级(0-6)，第二个数字代表灯具防湿气和水入侵的密封程度(0-8)。数字越大，保护级别越高。
LED发展
LED显示屏的发展可以分为以下几个阶段:第一阶段从1990到1995，主要是单色和16双色图形屏。用于显示文字和简单图片，主要用于车站、金融证券、银行、邮局等公共场所。，作为公共信息展示工具。第二阶段，从1995到1999，出现了64和256灰度级的双原色视频屏幕。视频控制技术、图像处理技术和光纤通信技术的应用，将LED显示屏推向了一个新的高度。此时，LED显示控制专用大规模集成电路芯片也被国内企业开发应用。第三阶段，从1999开始，大量红色、纯绿色、纯蓝色LED灯管涌入中国。与此同时，国内企业深入开展研发工作，利用红绿蓝led生产的全彩显示屏得到广泛应用，大量进入体育场、会展中心、广场等公共场所，使国产大屏幕进入全彩时代。随着LED原材料市场的快速发展，2001年表面贴装器件问世，主要应用于室内全彩屏。凭借其亮度高、色彩鲜艳、温度低的特点，点间距可随意调节，为不同价位的需求者所接受。短短两年多时间，产品销售额突破3亿元，表面贴装全彩LED显示屏应用市场进入新世纪。为了适应2008年奥运会的“瘦身”计划，利亚德开发了表面贴装双色显示屏，广泛应用于训练馆和比赛计时记分系统。奥运场馆全彩屏方面，为了减少投资，大部分全彩屏都是可拆卸的，可以在奥运会期间作为直播工具，赛后出租，也可以作为演出、国家政策发布等公共场合的应用工具，尽快收回成本。就市场而言，中国加入WTO和北京申奥成功成为LED显示屏行业发展的新机遇。国内LED显示屏市场持续增长。目前，国内LED显示屏市场占有率近95%。LED显示屏的国际市场容量预计每年增长30%。LED显示屏的主要厂商集中在日本、北美等地，中国LED厂商的出口份额可以忽略不计。据不完全统计，目前全球生产全彩屏的厂商至少有150家，其中产品齐全的大型公司约有30家。
LED的发光原理
发光二极管由III-IV族化合物制成，如半导体如GaAs(砷化镓)、GAAP(磷化镓)等，其核心是PN结。因此具有一般pn结的I-N特性，即正向导通、反向截止和击穿特性。此外，在一定条件下，它还具有发光特性。在直流电压下，电子从N区注入P区，空穴从P区注入N区。进入对面区域的部分少数载流子(少数载流子)与多数载流子(多载流子)复合发光，如图1所示。假设发光发生在P区，注入的电子直接与价带空穴结合发光，或者先被发光中心俘获再与空穴结合发光。除了这种发光复合，还有一部分电子被非发光中心(这个中心在导带和介电带的中间附近)俘获，然后与空穴复合，每次释放的能量不够大，不能形成可见光。发光复合量与非发光复合量的比率越大，光量子效率越高。因为复合在少数载流子扩散区发光，所以仅在PN结表面附近的几个微米内产生光。理论和实践证明，光的峰值波长λ与发光区半导体材料的带隙宽度Eg有关，即λ≈1240/Eg(mm)中Eg的单位为电子伏(eV)。如果能产生可见光(波长为380nm的紫光~波长为~780nm的红光)，半导体材料的Eg应该在3.26 ~ 1.63 EV之间。波长比红光长的光是红外光。目前有红外、红、黄、绿、蓝四种发光二极管，但蓝色发光二极管价格昂贵，应用不广泛。
LED的调光控制
传统上，LED的调光是通过用DC信号或滤波PWM调节LED中的正向电流来实现的。降低LED电流会调节LED光输出强度，然而，正向电流的变化也会改变LED的颜色，因为LED的色度会随着电流的变化而变化。许多应用(如汽车和液晶电视背光照明)不允许LED有任何颜色漂移。在这些应用中，大范围的调光是必要的，因为周围环境中存在不同的光变化，并且人眼对光强度的微小变化很敏感。通过施加PWM信号来控制LED的亮度允许在不改变颜色的情况下完成LED的调光。
人们常说的真彩色)PWM调光就是用一个PWM信号来调节LED的亮度。
调节LED亮度有三种常用方法:
(1)利用设定电阻，在LED驱动控制IC管脚RSET的两端并联不同的转换电阻，用一个DC电压来设定LED驱动控制IC管脚RSET的电流，从而改变LED的正向工作电流，调节LED的亮度。
(2)利用PWM技术和PWM控制信号，通过控制LED正向工作电流的占空比来调节LED的发光亮度。
(3)线性调节最简单的方法是在LED驱动控制C中使用外部设定电阻来实现LED调光控制。虽然这种调光控制方法是有效的，但它缺乏灵活性，并且不能允许用户改变光强度。线性调整会降低效率并导致白光LED向黄光光谱的颜色偏移。这可能是一个微小的偏差，但在敏感的应用中可以检测出来。采用数字或PWM LED调光控制方法，通过脉宽调制改变LED驱动电流的脉冲占空比，开关频率大于100HZ。大于100HZ的开关调光控制频率主要用于避免人眼感觉调光闪烁。在LED的PWM调光控制下，LED的发光亮度与PWM的脉冲占空比成正比。在这种调光控制方式下，LED的发光颜色可以在高调光比范围内保持不变，用PWM进行LED调光控制的调光比范围可以达到3000: 1。线性LED调光控制方法是采用模拟调光控制方法。在模拟调光控制下，通过调节LED正向工作电流实现LED调光控制，调光控制范围可达10: 1。如果要进一步降低LED的正向工作电流，就会造成LED的发光颜色会发生变化，LED的正向工作电流无法精确调控等问题。
操作参数和效率
一般来说，最常见的LED工作功率设置在30到60毫瓦以下。1999年推出商用级LED，可以在1W的功率输入下持续使用。这些led都是用超大的半导体芯片来应对大功率输入的问题，半导体芯片固定在金属铁片上帮助散热。2002年市场上开始出现5瓦的LED，效率大概是18到22流明每瓦。2003年9月，Cree，Inc .展示了其新的蓝色LED，在20 mA下实现了35%的照明效率。他们还做了一款每瓦65流明的白光LED产品，是当时市面上最亮的白光LED。2005年，他们展示了白光LED的原型，在350毫安的工作环境下，实现了每瓦70流明的记录效率。如今，有机发光二极管的工作效率远低于普通LED，最高只有10%左右。然而，有机发光二极管的生产成本要低得多。例如，可以通过简单的印刷方法将大的有机发光二极管阵列放置在屏幕上，以制作彩色显示屏。
LED上拉电阻
一般一个LED工作时，加10mA就足以使其正常工作，所以电阻值为Vo/10mA，Vo为外接电阻的值。例如，在+5V的电压下可以使用500欧姆的电阻。
led显示控制系统
简单来说，分为:同步控制系统(与计算机输出同步)；异步离线控制系统(控制卡存储内容，离线运行)随着近两年LED显示屏的快速发展，LED控制系统的市场也变得更加广阔，尤其是2009年新建成的Vida优盘LED控制卡是目前使用最多的。Vida优盘LED控制卡可以通过串口连接电脑，也可以用来传输信息，省电脑，免布线，支持模拟时钟，流动边框。Vida优盘LED控制卡适用于各种室内外显示屏，自上市以来风靡全国。Vida优盘LED控制卡【2】LED显示屏逐渐进入民用，如各种店面的门头屏，室内外各种方形屏，其他各种条形屏。目前，电脑必须连接到显示屏上才能更新内容，这使得大量用户，尤其是广告商很难更新程序。u盘LED控制卡解决了这个问题。使用u盘这种最常见、最廉价的信息传输介质工具，用户可以在网吧、家中或朋友的电脑的帮助下，通过编辑内容来更新显示内容。u盘不需要一直插在显示屏或者它的延长线上。插上后，信息会存储在屏幕里几秒钟，u盘就可以拔出来了。u盘LED控制卡具有常见的串行通信功能，用户想直接与计算机通信可以直接连接。u盘是用来传输LED显示屏内容的，已经逐渐应用到全国各地的LED显示屏上。LED显示控制卡又称LED异步控制器，是LED图形显示的核心部件。负责从计算机串口接收画面显示信息，放入帧存储器，并根据分区驱动方式产生LED显示屏所需的串行显示数据和扫描控制序列。LED显示屏主要显示各种字符、符号和图形。屏幕显示信息由计算机编辑，通过RS232/485串口预载入LED显示屏的帧存储器，然后逐屏显示和播放，循环往复。显示方式丰富多彩，显示屏离线工作。LED显示屏因其控制灵活、操作方便、成本低廉而被广泛应用于各行业。
LED分类
1，根据LED的发光颜色。
根据LED的发光颜色，可分为红色、橙色、绿色(黄绿色、标准绿色和纯绿色)和蓝色光。此外，一些led包含两种或三种颜色的芯片。根据发光二极管是否掺杂散射剂、有色或无色，上述颜色的发光二极管可分为有色透明、无色透明、有色散射、无色散射四种。散射发光二极管和发光二极管用作指示灯。
2.根据LED发光面的特点。
根据发光管发光面的特点，分为圆灯、方灯、长方形、面发光管、侧管、表面安装用微管。圆形灯直径分为φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm、φ20mm。在国外，直径3 mm的发光二极管通常记为T-1；φ5mm标注为T-1(3/4)；把φ4.4mm写成T-1(1/4)。
圆形光强的角分布可以用半值角来估计。
从发光强度的角度分布图来看，有三类:
(1)高指向性。一般是尖头环氧封装或者有金属反射腔的封装，不加散射剂。半值角为5° ~ 20°或更小，具有较高的方向性，可作为局部照明光源或与光电探测器组合形成自动检测系统。
(2)标准型。通常用作指示灯，其半值角为20° ~ 45°。
(3)散射型。这是一个视角很大的指示灯，半值角在45 ~ 90°以上，有大量的散射剂。
3、根据发光二极管的结构
根据发光二极管的结构，有全环氧封装、金属基环氧封装、陶瓷基环氧封装和玻璃封装。
4.根据发光强度和工作电流，有普通亮度的led(发光强度100 MCD)；发光强度在10和100 MCD之间的称为高亮度led。一般LED的工作电流在十几毫安到几十毫安的范围，而小电流LED的工作电流在2mA以下(亮度与普通LED相同)。
除上述分类方法外，还有按芯片材料分类和按功能分类的方法。
【LED在路灯上的应用有着先天的优势和劣势。
一、优点:一、LED作为点光源，如果设计合理，可以直接解决传统球形光源必须依赖出光的二次出光和光损耗问题；其次，光照射面的均匀性可以控制，理论上可以在目标区域完全均匀，这也可以避免传统光源中“灯下光”现象的光浪费；再次，可以选择色温，这也是在不同应用中提高效率、降低成本的重要途径；第四，技术进步的空间还很大。二、劣势(影响路灯推广应用的因素)是:目前价格还是太高，光通量低。目前同样照度设计的LED光源价格是传统光源的4倍左右(但在路灯产品中，光源部分在总成本中占比不高，所以在工程安装中的成本增加比例不会太高，应用空间还是比较大的)，在民用上是无法承受的。目前设计制造标准混乱，损坏率高，影响了LED的寿命优势。