最新LED灯具基础知识.docx
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最新LED灯具基础知识
LED灯具基础知识
LED灯具基础知识
本文由东莞市朗森半导体照明有限公司提供
第1节：
【室外常用的灯具】
1、庭院灯：
庭院灯灯光或灯罩多数向上安装，灯管和灯架多数安装在庭、院地坪上；特别适用于公园、街心花园、宾馆以及工矿企业，机关学校的庭院等场所。
2、埋地灯：
埋地灯灯体为压锛或不锈钢等材料,坚固耐用,防渗水，散热性能优良；面盖为304#精铸不锈钢材料,防腐蚀,抗老化；硅胶密封圈，防水性能优良，耐高温，抗老化；高强度钢化玻璃，透光度强，光线辐射面宽，承重能力强；所有坚固螺丝均用不锈钢；防护等级达IP67；可选配塑料预埋件，方便安装及维修。
地埋灯在外形上有方的也有圆的，广泛用于商场、停车场、绿化带、公园旅埋地灯、游景点、住宅小区、城市雕塑、步行街道、大楼台阶等场所,主要是埋于地面，用来做装饰或指示照明之用，还有的用来洗墙或是照树，其应用有相当大的灵活性。
3、洗墙灯：
让灯光象水一样洗过墙面，主要也是用来做建筑装饰照明之用，还有用来勾勒大型建筑的轮廓。
4、草坪灯：
是用于草坪周边的照明设施，也是重要的景观设施。
它以其独特的设计、柔和的灯光为城市绿地景观增添了安全与美丽，且安装方便、装饰性强，可用于是用于草坪周边的照明设施，也是重要的景观设施。
它以其独特的设计、柔和的灯光为城市绿地景观增添了安全与美丽，且安装方便、装饰性强，可用于公园、花园别墅等的草坪周边及步行街、停车场、广场等场所。
5、水底灯：
水底灯简单的指就是装在水地水的灯，外观小而精致，美水底灯观大方，外型和有些地埋灯差不多，只是多了个安装底盘，底盘是用螺丝固定的。
6、护栏管：
护栏管是由发光二极管、电子线路板、电子原器件、PC塑胶外壳、防水电源组成的一种线性的装饰灯具。
能够防水、防尘、防紫外线、耐高温、抗寒、具有环保、节能省电、使用寿命长等物理特性。
已广泛应用于桥梁、道路、楼体墙面、公园、广场、娱乐场所等地方。
7、灯条/带：
灯条是灯带的另外一种叫法，也是因其形状而得名。
第2节：
【室内常用的灯具】
1、筒灯：
一般装设在卧室、客厅、卫生间的周边天棚上。
这种嵌装于天花板内部的隐置性灯具，所有光线都向下投射，属于直接配光。
2、球泡灯：
是替代传统白炽灯泡的新型节能灯具。
3、灯管：
灯管的材料是铝塑管，采用发光二极管作为光源，适用于普通照明。
主要用于写字楼、商场、学校、工厂等室内照明。
4、格栅灯：
一种照明灯具，适合安装在有吊顶的写字间。
光源一般是灯管。
分为嵌入式和吸顶式。
5、平板灯：
装在顶棚上，也可以叫吸顶灯，被运用到大厅、大堂、卧室、橱房、浴室、洗衣间、娱乐室等使用率较高的房间。
6、天花灯：
天花灯又叫吸顶灯，属于低档灯具，一般是直接装到天花板上。
用于过道、走廊、阳台、厕所等地方。
灯罩一般有乳白玻璃和PS板两种。
外形多种多样，有长方形，正方形，圆形，球型，圆柱形等等，里面的光源有白炽灯、节能灯、灯管等等，多种多样，不一而足。
其特点是较大众化，经济实惠。
7、吸顶灯：
吸顶灯是将灯具吸贴在顶棚面上，主要用于没有吊顶的房间内。
8、射灯：
外壳一般分为烤漆、电镀两种.整套包括灯盖、灯杯、底座、铝基板、透镜、螺丝。
通常具有直径小于0.2m的出光口并形成一般不大于0.34rad（20°）发散角的集中光束的投光灯。
主要用于单体建筑、绿化景观照明、大楼内光外透照明、广告牌照明等专门设施照明，以及酒吧、舞厅等娱乐场所气氛照明等。
第3节：
【LED的优势】
1、工作寿命长：
LED作为一种半导体固体发光器件，较之其他的发光器具有更长的工作寿命。
其亮度半衰期通常可达十万小时。
2、耗电低：
LED是一种低压工作器件，因此在同等亮度下，耗电最小，可大量降低耗能。
相反，随着今后工艺和材料的发展将具有更高的发光效率。
3、响应时间快：
LED一般可在几十毫秒内响应，因此是一种高速器件，这也是其他光源望尘莫及的。
采用LED制作汽车的改为刹车灯在高速状态下，大大提高了汽车的安全性。
4、体积小：
重量轻、耐抗击，这是半导固体器件固有的特点。
彩色LED可制作各类清晰精致的显示器件。
5、易于调光、调色、可控性大：
可以通过电流的变化控制亮度，也可以通过不同波长LED的配置实现色彩的彼岸花与调节。
LED光源的应用原则上不手音的限制，可兼性极强，可以任意眼神，实现积木式拼装。
目前大屏幕的彩色显示屏非LED莫属。
6、用LED制作的光源不存在诸如水印、铅等环境污染物，不会污染环境。
因此，人们将LED光源成为“绿色”光源是受之无愧的。
第4节【LED光源的特点】
1、电压：
LED使用低压电源，单颗电压在1.9-4V之间，比使用高压电源更安全的电源。
2、效能：
光效高，目前实验室最高光效已达到161lm/w（cree）,是目前光效最高的照明产品。
3、抗震性：
LED是固态光源，由于它的特殊性，具有其他光源产品不能比拟的抗震性。
4、稳定性：
10万小时，光衰为初始的70%
5、响应时间：
LED灯的响应时间为纳秒级，是目前所有光源中响应时间最快的产品。
6、环保：
无金属汞等对身体有害物质。
7、颜色：
LED的带快相当窄，所发光颜色纯，无杂色光，覆盖整过可见光的全部波段，且可由R\G\B组合成任何想要可见光。
第5节【LED发光原理】
发光二极管的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片，在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层，称为p-n结。
在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。
PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。
第6节【灯具常用材料】
（亚克力也叫PMMA或者亚加力。
都是英文acrylic的中文叫法，翻译过来其实就是有机玻璃。
化学名称为聚甲基丙烯酸甲酯。
香港人多叫亚加力，是一种开发较早的重要热塑性塑料，具有较好的透明性、化学稳定性和耐候性，易染色，易加工，外观优美，在建筑业中有着广泛的应用。
有机玻璃产品通常可以分为浇注板、挤出板和模塑料。
LED灯具中，PC罩、透镜，用的大都是亚克力。
）
（投光灯系列的技术参数）
1、外壳材质：
压铸铝灯体
2、面盖材质：
钢化玻璃
3、颜色范围：
单色/全彩
4、光源规格：
1W/颗（单色）、3W/颗（全彩）
5、LED数量：
1颗、3颗、6颗、12颗、18颗、24颗、36颗、48颗、90颗、108颗、216颗等等不同型号的投光灯的LED数量都不同等。
6、输入电压：
DC24V/AC85~~265V、AC85~~265V。
7、额定功率：
1.2W、3.5W、7W、13.5W、20W、27W、40W、60W、140W、150W、175W、280W、300W、350W、700W等等。
一般都是根据单色或全彩来决定额定功率的大小。
8、控制方式：
常亮（单色）/DMX512（全彩）
9、光束角：
一般可选15°、30°、45°、60°
10、防护等级：
IP65
11、环境温度：
-20℃—+45℃
12、安装方式：
采用螺钉直接固定，安装简单方便。
（洗墙灯系列的技术参数）
1、外壳材质：
铝型材灯体、阳极氧化或喷涂表面处理。
2、面盖材质：
钢化玻璃
3、灯体尺寸：
端面W50mm*H80mm，长度可选0.5m、1m/端面可选W75mm*H90mm，长度0.5m、1m。
4、颜色范围：
单色/全彩
5、光源规格：
1W/颗
6、LED数量：
可选18颗/米、24颗/米、36颗/米、
6、输入电压：
DC24V/DC24v、AC85~~265V。
7、控制方式：
常亮（单色）/DMX512（全彩）
8、LED透镜：
专业偏光透镜，也可选15°、30°、45°、60°
9、防护等级：
IP65
10、环境温度：
-20℃—+45℃
11、安装方式：
采用螺钉直接固定，安装简单方便。
（地埋灯系列的技术参数）
1、外壳材质：
塑胶预埋件
2、面盖材质：
不锈钢（304）/钢化玻璃
3、颜色范围：
单色/全彩
4、光源规格：
1W/颗、或3W/颗
5、LED数量：
1颗、3颗、6颗、9颗、12颗、18颗、24颗等等不同型号的地埋灯的LED数量都不同等。
6、输入电压：
DC24V/AC85~~265V、AC85~~265V。
7、额定功率：
1.2W、3.5W、7W、10W、14W、20W、27W等等。
一般都是根据单色或全彩来决定额定功率的大小。
8、控制方式：
常亮（单色）/DMX512（全彩）
9、光束角：
一般可选15°、30°、45°、60°
10、防护等级：
IP67
11、环境温度：
-20℃—+45℃
12、安装方式：
采用预埋件固定安装，简单方便。
（步道灯系列的技术参数）
1、灯体材质：
压铸铝灯体
2、出光方向：
单侧出光/两侧出光/四侧出光
3、颜色范围：
单色/红、黄、蓝、绿、白色
4、光源规格：
*5
5、LED数量：
6颗、12颗、24颗
6、光束角：
30°
7、输入电压：
AC220V±20%
8、额定功率：
0.8W、1.5W、2W
10、防护等级：
IP67
11、环境温度：
-20℃—+45℃
12、安装方式：
采用预埋件固定安装，简单方便。
（水底灯系列的技术参数）
1、外壳材质：
不锈钢
2、面盖材质：
钢化玻璃
3、颜色范围：
单色/全彩
4、光源规格：
1W/颗
5、LED数量：
3颗、9颗、12颗
6、输入电压：
DC12V
7、额定功率：
3.5W、10W、13.5W
8、控制方式：
常亮（单色）/DMX512（全彩）
9、光束角：
一般可选15°、30°、45°、60°
10、防护等级：
IP65
11、环境温度：
-20℃—+45℃
12、安装方式：
采用螺钉直接固定，安装简单方便。
（护栏管系列的技术参数）
1、面罩材质：
抗Uv优质半透明或抗Uv扩光PC
2、支架材质：
铝型材、表面阳极氧化
3、颜色范围：
单色/全彩
4、光源规格：
可选SMD5050、*5草帽
5、LED数量：
SMD5050单色36颗/米（全彩48颗/米）、*5草帽单色108颗/米（全彩144颗/米）
6、输入电压：
DC24V（单色）、DC12V（全彩）
7、额定功率：
9W、12W、18W。
8、控制方式：
常亮（单色）/DMX512（全彩）
9、防护等级：
IP65
10、环境温度：
-20℃—+45℃
11、安装方式：
采用固定卡扣安装，简单方便。
（硬条灯系列的技术参数）
1、外壳材质：
铝型材灯体、阳极氧化或喷涂表面处理
2、颜色范围：
单色/全彩
3、光源规格：
户外SMD5050
4、LED数量：
可选48颗/米、60颗/米
6、输入电压：
DC24V
7、控制方式：
常亮（单色）/回路控制（全彩）
9、光束角：
120°
10、防护等级：
IP65
11、环境温度：
-20℃—+45℃
12、安装方式：
采用螺钉直接固定，安装简单方便。
（点光灯系列的技术参数）
1、外壳材质：
压铸铝灯体
2、面盖材质：
优质PC罩
3、颜色范围：
单色/全彩
4、光源规格：
1W/颗
5、LED数量：
3颗、也可选6颗或7颗
6、输入电压：
可选DC24V、AC24V、AC85~265V
7、额定功率：
3W、也可选7W或8W
8、控制方式：
常亮（单色）/内控或DMX512（全彩）
9、防护等级：
IP65
10、环境温度：
-20℃—+45℃
11、安装方式：
采用螺钉直接固定，安装简单方便。
（十字星光灯系列的技术参数）
1、外壳材质：
压铸铝灯体
2、面盖材质：
优质PC罩
3、颜色范围：
单色/全彩
4、光源规格：
1W/颗
5、LED数量：
可选6颗、7颗或9颗（带十字星光）
6、输入电压：
DC24V、AC24V、AC85~265V
7、额定功率：
6W、7W或9W（带十字星光）
8、控制方式：
常亮（单色）/内控或DMX512（全彩）
9、防护等级：
IP65
10、环境温度：
-20℃—+45℃
11、安装方式：
采用螺钉直接固定，安装简单方便。
第7节【Led芯片的结构】
1、LED芯片有两种基本结构，【水平结构】（Lateral）和【垂直结构】（Vertical）。
横向结构LED芯片的两个电极在LED芯片的同一侧，电流在n-和p-类型限制层中横向流动不等的距离。
垂直结构的LED芯片的两个电极分别在LED外延层的两侧，由于图形化电极和全部的p-类型限制层作为第二电极，使得电流几乎全部垂直流过LED外延层，极少横向流动的电流，可以改善平面结构的电流分布问题，提高发光效率，也可以解决P极的遮光问题，提升LED的发光面积。
2、制造垂直结构LED芯片技术主要有三种方法：
一、采用碳化硅基板生长GaN薄膜，优点是在相同操作电流条件下，
光衰少、寿命长，不足处是硅基板会吸光。
二、利用芯片黏合及剥离技术制造。
优点是光衰少、寿命长，不足
处是须对LED表面进行处理以提高发光效率。
三、是采用异质基板如硅基板成长氮化镓LED磊晶层，优点是散热
好、易加工。
【垂直型芯片性能介绍】
垂直型产品以CREE芯片为代表特点主要是：
1、光效高：
最高可达161lm\w，节能；
2、电压低：
蓝光在2.9~3.3V；
3、热阻小：
芯片本身的热阻小于1‘C/W;
4、亮度高：
由于采用垂直结构，电流垂直流动，电流密度均匀，耐冲击型强；同一尺寸芯片，发光面宽，亮度高。
5、光型好：
85%以上光从正面发出，易封装，好配光；
唯一的缺点就是：
不方便集成封装。
若要集成封装，芯片需做特殊处理。
我公司全部采用垂直结构的芯片。
【水平型芯片性能介绍】
水平型产品以普瑞芯片为代表，芯片的主要特点是：
1、光效一般：
最高在100lm\w左右；
2、电压高：
蓝光在3.4~4V；
3、热阻高：
使用蓝宝石衬底导热性差。
芯片本身的热阻在4~6‘C/W;
4、亮度一般：
由于采用水平结构，电流横向动，电流密度不均，容易局部烧坏；为弥补这一缺陷，在芯片的上表面做ITO.ITO将以减少出光为代价。
同一尺寸芯片，发光面窄，亮度低。
5、光利用率低：
65%左右的光从正面发出，35%的光从侧面发出，靠反射来达到出光，利用率低。
唯一的优点就是：
便于集成封装。
不过，它也是缺点，由于没解决好散热，所以集成封装只有加速它的衰减，不可取。
灯具检测标准
一、目的：
对公司所生产的灯具制定统一检验项目和检验的说明。
二、参考依据：
《GB7000.1-2002灯具一般安全要求与试验》
《整体式LED路灯的测量方法》
《分布光度计的技术资料》
《外壳防护等级（IP代码）GB4028-93》
三、检验项目：
1、电性能参数：
a）工作电压。
b）工作电流。
c）功率。
d）功率因素。
e）灯具安全等级。
f）抗电强度。
g）漏电电流。
h）绝缘电阻。
2、光学参数：
a）光强：
光强分布曲线、等光强曲线。
b）光通量：
总光通量、有效光通量、区域光通量表格、环
带光通量表格。
c）照度：
照度分布、等照度曲线。
d）光源：
光源数量、光源型号、光源的组成、光源封装。
e）色温。
f）色坐标。
g）灯具发光角度。
3、结构与外观：
a）外壳结构材料。
b）灯具的类型。
c）灯具的重量。
d）灯具的标签。
e）灯具防护等级。
4、可靠性试验：
a）温升试验。
b）开关电试验。
c）振动试验。
d）发光维持特性与老化试验。
e）灯具功能检验。
四、检验说明：
1、电学参数：
a）外置电源控制的直流供电灯具：
用电压、电流表测量的电压、电流。
（注意：
测量电流需要测量LED单灯和单一颜色的电流记录在附表一）
b）内置电源控制的交流供电灯具：
用数字功率仪测量灯具的电压、电流、功率、功率因素等参数。
c）Ⅰ类灯具必需做抗电强度、漏电电流、绝缘电阻测试。
抗电强度是220V接线端与外壳1500V，1min无飞弧、击穿现象。
漏电电流≤1.0mA。
绝缘电阻≥2MΩ。
d）灯具的安全等级可分四种类型：
0类灯具：
无地线灯具，依靠基本绝缘作为防触电保护的灯具，这意味着，灯具的易触及导电部件没有连接到设施的固定线路中的保护导体，万一基本绝缘失效，就只好依靠环境了。
Ⅰ类灯具：
有地线灯具，灯具的防触电保护不仅依靠基本绝缘，而且还包括附加的安全措施，即把易触及的导电部件连接到设施的固定线路中的保护接地导体上，使易触及的导电部件在万一基本绝缘失效时不致带电。
Ⅱ类灯具：
无地线灯具，防触电保护不仅依基本绝缘，而且具有附加安全措施，例如双重绝缘或加强，但没有保护接地的措施或依赖安装条件。
Ⅲ类灯具：
防触电保护依靠电源电压为安全特低电压（交流电压有效值小于50V），并且不会产生高于SELV电压的灯具。
2、光学性能参数：
a）光强（cd）：
光强分布曲线、等光强曲线、光强分布数据表格都可用分布光度计测量。
b）光通量（lm）：
总光通量、有效光通量以光谱分析系统测试数据为准。
区域光通量表格、环带光通量表格可用分布光度计测量。
c）照度（lux）：
照度分布、等照度曲线可用分布光度计测量。
d）色温（k）:
可用光谱分析系统测量。
e）色坐标:
可用光谱分析系统测量。
f）正面光强（cd/m2）:
可用彩色亮度计BM-7或光枪CS-100测量。
3、结构外观：
a）外壳结构材料一般有铜、不锈钢、铁、铝、塑胶PC或其它。
b）灯具的类型到目前为止有象素灯、幕墙灯、筒灯、地埋灯、水底灯、投光灯、线条灯、装饰灯等。
c）称量灯具的重量。
d）灯具的标签一般有灯具的额定电压、功率、使用环境额定温度、IP等级、灯具型号、生产厂家等。
e）灯具防护等级，根据《GB4208-1993》外壳防护等级（IP代码）中的要求检测灯具结构是否达到设计要求的防护等级。
4、可靠性试验：
a）温升试验，在一特定的温度环境下灯具最大功耗工作时测量特定部件的温度，除按检测要求要测试部件外，驱动IC、灯具外壳、LED（灯脚或LED散热片）等部件为固定测量点。
每隔30分钟记录一次直到各测量部件恒温为止，记录包括通电时间、测量部件的温度、当时的环境温度。
记录表见下附表二。
b）开关电试验是在灯具正常工作条件下，开1分钟和关30秒作为一次开关循环，依此连续进行开关试验100次，并记录灯具的工作状况。
c）振动试验是将灯具放到振动台振动30分钟，检验灯具各零部件有无松动、脱落，灯具是否能正常工作。
d）发光维持特性包括光通维持特性和颜色维持特性，光通维持特性是灯具在规定条件下工作，在一特定时间的光通量与初始光通量的百分比；颜色维持特性是灯具在规定工作条件下工作一定时间颜色特性与初始颜色特性的差值可用CIE1931坐标（x、y）的差值来表示。
灯具在正常工作条件下连续工作4小时关15分钟作为一次循环反复上述循环试验1000小时后测量当时灯具的光通量和x、y值与灯具初始进行比较，然后估算灯具的寿命。
（灯具的光通量与坐标x、y可用光谱分析系统测量）
e）在进行可靠性测试中按灯具使用说明书检验灯具的功能项。
五、测试报告：
报告包括分布光度计测试数据和光谱分析系统数据以及以下附表一、二，并附上灯具的照片。
附表一：
灯具检测数据
灯具型号：
序号
项目
技术参数（开发部门提供）
实测值
电气参数
1
灯具功率（W）
2
功率因数
3
输入电压（V）
4
输入电流（A）
5
驱动方式
6
LED单灯的工作电流
7
单一颜色工作电流
8
控制方式
9
接口连接方式
10
灯具安全等级
11
抗电强度
12
漏电电流
13
绝缘电阻
光学参数
1
光源及数量
2
LED厂家
3
LED型号
4
LED封装类型
5
视角（°）
6
亮度等级
7
色温及色坐标
8
总光通量
9
光强
10
光通维持特性
11
颜色维持特性
结构参数
1
灯具类型
2
外壳结构材料
3
重量
4
尺寸（尺寸图）
5
防护等级
6
灯具表面材料
可靠性
1
开关电试验
2
振动试验
3
灯具功能
环境参数
1
灯具使用环境
2
灯具使用寿命（Hour）
附表二：
灯具温升测试记录
灯具型号：
升级会员 