LED灯具知识培训重点共61页.docx
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LED灯具知识培训重点共61页
LED
要练说,得练听。
听是说的前提,听得准确,才有条件正确模仿,才能不断地掌握高一级水平的语言。
我在教学中,注意听说结合,训练幼儿听的能力,课堂上,我特别重视教师的语言,我对幼儿说话,注意声音清楚,高低起伏,抑扬有致,富有吸引力,这样能引起幼儿的注意。
当我发现有的幼儿不专心听别人发言时,就随时表扬那些静听的幼儿,或是让他重复别人说过的内容,抓住教育时机,要求他们专心听,用心记。
平时我还通过各种趣味活动,培养幼儿边听边记,边听边想,边听边说的能力,如听词对词,听词句说意思,听句子辩正误,听故事讲述故事,听谜语猜谜底,听智力故事,动脑筋,出主意,听儿歌上句,接儿歌下句等,这样幼儿学得生动活泼,轻松愉快,既训练了听的能力,强化了记忆,又发展了思维,为说打下了基础。
灯
家庭是幼儿语言活动的重要环境,为了与家长配合做好幼儿阅读训练工作,孩子一入园就召开家长会,给家长提出早期抓好幼儿阅读的要求。
我把幼儿在园里的阅读活动及阅读情况及时传递给家长,要求孩子回家向家长朗诵儿歌,表演故事。
我和家长共同配合,一道训练,幼儿的阅读能力提高很快。
具
“师”之概念,大体是从先秦时期的“师长、师傅、先生”而来。
其中“师傅”更早则意指春秋时国君的老师。
《说文解字》中有注曰:
“师教人以道者之称也”。
“师”之含义,现在泛指从事教育工作或是传授知识技术也或是某方面有特长值得学习者。
“老师”的原意并非由“老”而形容“师”。
“老”在旧语义中也是一种尊称,隐喻年长且学识渊博者。
“老”“师”连用最初见于《史记》,有“荀卿最为老师”之说法。
慢慢“老师”之说也不再有年龄的限制,老少皆可适用。
只是司马迁笔下的“老师”当然不是今日意义上的“教师”,其只是“老”和“师”的复合构词,所表达的含义多指对知识渊博者的一种尊称,虽能从其身上学以“道”,但其不一定是知识的传播者。
今天看来,“教师”的必要条件不光是拥有知识,更重于传播知识。
知
识
培
训
教
程
摘要:
本教程为灯具业务部新晋员工岗前培训用,教程主要内容为LED灯具专业知识,阐述了一个专业的销售人员所需的各种知识,是提升销售人员个人能力的途径,也是岗前和日常培训的极佳教程,可作为自学和专业培训用.
目录:
(LED专业知识)
第一节LED基础知识
第二节电光源基础知识及其分类
第三节电池的基础知识及其分类
第四节LED生产工艺
第五节LED封装工艺
第六节大功率LED的封装技术
第七节LED的几个主要生产商
第八节LED灯具的特点:
第九节常见的LED灯具
第十节热管散热技术
第十一节LED目前在照明行业中的主要应用范围
第十二节LED光源与传统光源的比较
第十三节照明设计原理
第十四节LED照明术语
第十五节LED的标准
LED专业知识
第一节LED基础知识
光是什么?
光是电磁波,可见光是波长为380-780纳米的电磁波。
小于380纳米的电磁波为紫外线,如X-射线;大于700纳米的电磁波为红外线,如微波、广播无线电波。
波长单位为纳米,相当于十亿分之一米。
LED是什么?
LED(LlightingEmittingDiode)即发光二极管,是一种半导体固体发光器件,它是利用固体半导体芯片作为发光材料,在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射,直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光,LED照明产品就是利用LED作为光源制造出来的照明器具。
当前全球能源短缺的忧虑再度升高的背景下,节约能源是我们未来面临的重要的问题,在照明领域,LED发光产品的应用正吸引着世人的目光,LED作为一种新型的绿色光源产品,必然是未来发展的趋势,二十一世纪将进入以LED为代表的新型照明光源时代。
LED被称为第四代照明光源或绿色光源,具有节能、环保、寿命长、体积小等特点,可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。
近年来,世界上一些经济发达国家围绕LED的研制展开了激烈的技术竞赛,美国从2000年起投资5亿美元实施“国家半导体照明计划”,欧盟也在2000年7月宣布启动类似的“彩虹计划”。
我国科技部在“863”计划的支持下,2019年6月份首次提出发展半导体照明计划。
半导体发光二极管工作原理、特性、应用及光学特性
(一)LED发光原理
发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物,如GaAs(砷化镓)、GaP(磷化镓)、GaAsP(磷砷化镓)等半导体制成的,其核心是PN结。
因此它具有一般P-N结的I-N特性,即正向导通,反向截止、击穿特性。
此外,在一定条件下,它还具有发光特性。
在正向电压下,电子由N区注入P区,空穴由P区注入N区。
进入对方区域的少数载流子(少子)一部分与多数载流子(多子)复合而发光。
假设发光是在P区中发生的,那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光,或者先被发光中心捕获后,再与空穴复合发光。
除了这种发光复合外,还有些电子被非发光中心(这个中心介于导带、介带中间附近)捕获,而后再与空穴复合,每次释放的能量不大,不能形成可见光。
发光的复合量相对于非发光复合量的比例越大,光量子效率越高。
由于复合是在少子扩散区内发光的,所以光仅在近PN结面数μm以内产生。
可见光(波长在380nm紫光~780nm红光),比红光波长长的光为红外光。
现在已有红外、红、黄、绿及蓝光发光二极管,但其中蓝光二极管成本、价格很高,使用不普遍。
(二)LED的特性
1.极限参数的意义
(1)允许功耗Pm:
允许加于LED两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。
超过此值,LED发热、损坏。
(2)最大正向直流电流IFm:
允许加的最大的正向直流电流。
超过此值可损坏二极管。
(3)最大反向电压VRm:
所允许加的最大反向电压。
超过此值,发光二极管可能被击穿损坏。
(4)工作环境topm:
发光二极管可正常工作的环境温度范围。
低于或高于此温度范围,发光二极管将不能正常工作,效率大大降低。
2.电参数的意义
(1)光谱分布和峰值波长:
某一个发光二极管所发之光并非单一波长。
(2)发光强度IV:
发光二极管的发光强度通常是指法线(对圆柱形发光管是指其轴线)方向上的发光强度,符号坎德拉(cd)。
由于一般LED的发光强度小,所以发光强度常用坎德拉(mcd)作单位。
(3)光谱半宽度Δλ:
它表示发光管的光谱纯度.是指图3中1/2峰值光强所对应两波长之间隔.
(4)半值角θ1/2和视角:
θ1/2是指发光强度值为轴向强度值一半的方向与发光轴向(法向)的夹角。
半值角的2倍为视角(或称半功率角)。
给出的二只不同型号发光二极管发光强度角分布的情况。
中垂线(法线)AO的坐标为相对发光强度(即发光强度与最大发光强度的之比)。
显然,法线方向上的相对发光强度为1,离开法线方向的角度越大,相对发光强度越小。
(5)正向工作电流If:
它是指发光二极管正常发光时的正向电流值。
在实际使用中应根据需要选择IF在0.6IFm以下。
(6)正向工作电压VF:
参数表中给出的工作电压是在给定的正向电流下得到的。
一般是在IF=20mA时测得的。
发光二极管正向工电压VF在1.4~3V。
在外界温度升高时,VF将下降。
(7)V-I特性:
发光二极管的电压与电流的关系可用在正向电压正小于某一值(叫阈值)时,电流极小,不发光。
当电压超过某一值后,正向电流随电压迅速增加,发光。
由V-I曲线可以得出发光管的正向电压,反向电流及反向电压等参数。
正向的发光管反向漏电流IR<10μA以下。
(三)LED的分类
1.按发光管发光颜色分
按发光管发光颜色分,可分成红色、橙色、绿色(又细分黄绿、标准绿和纯绿)、蓝光等。
另外,有的发光二极管中包含二种或三种颜色的芯片,上述各种颜色的发光二极管还可分成有色透明、无色透明、有色散射和无色散射四种类型。
2.按发光管出光面特征分
按发光管出光面特征分圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等。
圆形灯按直径分为φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等。
国外通常把φ3mm的发光二极管记作T-1;把φ5mm的记作T-1(3/4);把φ4.4mm的记作T-1(1/4)。
由半值角大小可以估计圆形发光强度角分布情况。
从发光强度角分布图来分有三类:
(1)高指向性。
一般为尖头环氧封装,或是带金属反射腔封装,且不加散射剂。
半值角为5°~20°或更小,具有很高的指向性,可作局部照明光源用,或与光检出器联用以组成自动检测系统。
(2)标准型。
通常作指示灯用,其半值角为20°~45°。
(3)散射型。
这是视角较大的指示灯,半值角为45°~90°或更大,散射剂的量较大。
3.按发光二极管的结构分
按发光二极管的结构分有全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等结构。
4.按发光强度和工作电流分
按发光强度和工作电流分有普通亮度的LED(发光强度<10mcd);超高亮度的LED(发光强度>100mcd);把发光强度在10~100mcd间的叫高亮度发光二极管。
一般LED的工作电流在十几mA至几十mA,而低电流LED的工作电流在2mA以下(亮度与普通发光管相同)。
除上述分类方法外,还有按芯片材料分类及按功能分类的方法。
(四)LED的光学特性
1.LED发出的光既不是单色光,也不是宽带光,而是结余二者之间.
2.LED光源似点光源又非点光源.
3.LED发出光的颜色随空间方向不同而不同.
4.恒流操作下的LED的结温强烈影响着正向电压VF.
第二节电光源基础知识及其分类
(一)基础知识
利用电能做功,产生可见光的光源叫电光源。
利用电光源照明,称为电照明:
电照明按发光的方法不同可分为电阻发光、电弧发光、气体发光和荧光粉发光四类;按照明使用的性质分为一般照明、局部照明和装饰照明三类:
按照明使用的方式分为连续照明和间断照明两类;按电光源的起动方式分为电压自适应和辅助触发两类等。
一、电光源的发光方法
1.电阻发光,这是一种利用导体自身的固有电阻通电后产生热效应,达到炽热程度而发光的方法。
如常用的白炽灯、碘钨灯等。
2.电弧发光,这是一种利用二电极的放电产生高热电弧而发光的力法。
如碳精灯.
3.气体发光,这是一种在透明玻璃管内注入稀薄气体和金属蒸气,利用二极放电使气体高热而发光的方法。
如钠灯、镝灯等。
4.荧光粉发光,这是一种在透明玻璃管内注入稀薄气体或微量金属,并在玻璃管内壁涂上一层荧光粉,借二极放电后利用气体的发光作用使荧光粉吸收再发出另一种光的方法.如荧光灯等。
二、电光源的起动方式
1.电压自适应,这类灯泡,只要给它加上额定电压即可正常工作。
如白炽灯、溴钨灯等。
2.辅助触发型。
这类灯泡,供给其额定电压.它并不工作,而是需要一个较额定电压高的辅助触发电压进行启动,然后才能工作,如荧光灯。
三.寿命
电光源的寿命是电光源的重要性能指标,用燃点小时数表示。
1.平均寿命
光源从第一次点燃起,一直到损坏熄灭为止,累计燃点小时数称为光源的全寿命。
电光源的全寿命有相当大的离散性,即同一批电光源虽然同时点燃,却不会同时损坏,它们将有先有后陆续损坏,且可能有较大的差别,因此常用平均寿命的概念来定义电光源的寿命。
取一组电光源作试样,从一同点燃起计时,到50%的电光源试样损坏为止,所经过的小时数就是该组电光源的平均寿命。
一般光通量衰减较小的光源常用平均寿命作为其寿命指标,例如卤钨灯。
2.有效寿命
电光源在使用过程中光通量将随时间的增加而逐渐衰减。
有些电光源的光通量衰减到一定程度时,虽然光源尚未损坏,但它的光效明显下降,继续使用极不经济。
电光源从点燃起,一直到光通量衰减到某个百分比所经过的燃点时数就称为光源的有效寿命。
一般取70%-80%额定光通量作为更换光源的依据。
荧光灯一般用有效寿命作为其寿命指标。
3.启燃与再启燃时间
电光源启燃时间是指正常工作的的光源熄灭后再将其点燃所需要的时间。
热辐射光源启燃时间一般不足1秒钟,可认为是瞬时启燃的;气体放电光源的启燃时间从几秒钟到几分钟不等,取决于光源的种类。
电光源的再启燃时间是指正常工作着的光源达到额定光通量输出所需的时间,大部分高压气体放电光源的再启燃时间比启燃时间更长,这是因为再启燃时要求这种光源冷却到一定的温度才能正常启燃,即增加了冷却所需要的时间。
近年来,电光源的发展突飞猛进,就其品种而言,五光十色,成千上万;但就其发光机理来说,可归纳为如下几类:
(一)热辐射光源1.白炽灯2.卤钨灯
(二)气体放电光源
1.低压放电灯
例如:
(1)低压水银荧光灯
(2)低压钠灯(3)低压高频无极放电灯
2.高压放电灯
例如:
(1)高压汞灯
(2)金属卤化物灯(3)高压钠灯(4)高压高频无极放电灯
3.超高压放电灯
例如:
(1)超高压汞灯
(2)超高压氙灯
(三)半导体光源
(二)LED电源的分类
LED虽然在节能方面比普通光源的效率高,但是LED光源却不能像一般的光源一样可以直接使用公用电网电压,它必须配有专用电压转换设备,提供能够满足LED额定的电压和电流,才能使LED正常工作,也就是所谓的LED专用电源。
但由于各种规格不同的LED电源的性能和转换效率各不相同,所以选择合适、高效的LED专用电源,才能真正展露出LED光源高效能的特性。
因为低效率的LED电源本身就需要消耗大量电能,所以在给LED供电的过程中就无法凸显LED的节能特点。
总之,LED电源在LED工作中的稳定性、节能性、寿命长短等方面具备重要的作用。
LED的电源有哪些分类呢?
一、LED电源按驱动方式可以分为两大类:
A.恒流式:
1、恒流驱动电路驱动LED是很理想的,缺点就是价格较高。
2、恒流电路虽然不怕负载短路,但是严禁负载完全开路。
3、恒流驱动电路输出的电流是恒定的,而输出的直流电压却随着负载阻值的大小不同在一定范围内变化。
4、要限制LED的使用数量,因为它有最大承受电流及电压值。
B.稳压式:
1、稳压电路确定各项参数后,输出的是固定电压,输出的电流却随着负载的增减而变化。
2、稳压电路虽然不怕负载开路,但是严禁负载完全短路。
3、整流后的电压变化会影响LED的亮度。
4、要使每串以稳压电路驱动LED显示亮度均匀,需要加上合适的电阻才可以。
二、LED电源按电路结构可以分为六类:
1、常规变压器降压:
这种电源的优点是体积小,不足之处是重量偏重、电源效率也很低,一般在45%~60%,因为可靠性不高,所以一般很少用。
2、电子变压器降压:
这种电源结构不足之处是转换效率低,电压范围窄,一般180~240V,波纹干扰大。
3、电容降压:
这种方式的LED电源容易受电网电压波动的影响,电源效率低,不宜LED在闪动时使用,因为电路通过电容降压,在闪动使用时,由于充放电的作用,通过LED的瞬间电流极大,容易损坏芯片。
4、电阻降压:
这种供电方式电源效率很低,而且系统的可靠也较低。
因为电路通过电阻降压,受电网电压变化的干扰较大,不容易做成稳压电源,并且降压电阻本身还要消耗很大部分的能量。
5、RCC降压式开关电源:
这种方式的LED电源优点是稳压范围比较宽、电源效率比较高,一般可在70%~80%,应用较广。
缺点主要是开关频率不易控制,负载电压波纹系数较大,异常情况负载适应性差。
6、PWM控制式开关电源:
目前来说,PWM控制方式设计的LED电源是比较理想的,因为这种开关电源的输出电压或电流都很稳定。
电源转换效率极高,一般都可以高达80%~90%,并且输出电压、电流十分稳定。
这种方式的LED电源主要由四部分组成它们分别是:
输入整流滤波部分、输出整流滤波部分、PWM稳压控制部分、开关能量转换部分。
而且这种电路都有完善的保护措施,属于高可靠性电源。
第三节电池的基础知识及其分类
电池的种类:
1.依外形区分
一般圆柱形 例:
1号/2号/5号/7号等,适用于一般电子商品。
钮扣形 例:
水银电池,适用于电子表、助听器等。
方形 例:
9V电池,适用于无线麦克风、玩具等。
薄片形 例:
太阳能电池板,适用于计算机、户外建物。
2.依使用次数区分
一次电池:
用完即丢,无法重复使用者,如:
碳锌电池、碱性电池、水银电池、锂电池。
二次电池:
可充电重复使用者,如:
镍镉充电电池、镍氢充电电池、锂充电电池、铅酸电池、太阳能电池。
3.依用途区分
工业用 例:
工厂使用于产品内建者,属特定外型或多粒组成,如:
电动工具、通讯用电池等。
消费性使用 例:
一般消费者使用,可于市面购置更换者,使用量最多的为圆柱形凸头电池。
服务寿命
电池是一种化学物质,因而也是有一定服务寿命的,诸如干电池(包括普通的碱性电池)等一次电池是不能充电的,服务寿命当然只有一次。
对于充电电池,一般我们以充电次数来衡量其服务寿命的长短。
镍镉电池的循环使用寿命在300~700次左右,镍氢电池的可充电次数一般为400~1000次,锂离子电池为500~800次。
充电电池的服务寿命不仅受制作电池采用的原料、制作工艺等因素的影响,还与电池的充放电方法及实际使用情况有密切关系。
例如,某人于1985年开始使用的6节HITACHI(日立)镍镉电池,一直到现在还在继续使用,只是电池容量有些降低了。
看来,只要使用方法合理,充电电池是完全可以达到甚至大大超过标称的服务寿命的。
干电池carbon-zincdrybatteries
碱锰电池alkaline
一次性电池manganesebatteries)primarybatteries
锂电池lithiumbatteries
铅酸电池leadbatteries
化学电池
二次电池
镍镉电池(Ni-Cd)chemicalbatteries(secondarybatteries
镍氢电池Ni-MH
锂离子电池Li-ion
其它other
燃料电池fuelcell
物理电池physicalenergy
太阳电池solarcellbatteries
微生物电池
常用设备
常用电池
一次/二次电池
酸性/碱性/有机类
常见尺寸
汽车用启动电源
铅酸电池
二次电池
酸性
方型
普通摄像机电池
铅酸电池
二次电池
酸性
方型
火车启动电源、电动车
镍镉/镍氢电池
二次电池
碱性
方性、圆柱型
手机电池
镍氢/锂电池
二次电池
碱性/有机介质
方型
手电筒
锌锰电池
一次电池
酸性/中性/碱性
1号/2号/5号
传呼机
锌锰电池
一次电池
碱性
5号/7号
高档模拟相机
锂电池
一次电池
有机介质
圆柱型
电池有多少种类?
化学电池按工作性质可分为:
一次电池(原电池);二次电池(可充电电池)铅酸蓄电池。
其中:
一次电池可分为:
糊式锌锰电池、纸板锌锰电池、碱性锌锰电池、扣式锌银电池、扣式锂锰电池、扣式锌锰电池、锌空气电池、一次锂锰电池等。
二次电池可分为:
镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、二次碱性锌锰电池等。
铅酸蓄电池可分为:
开口式铅酸蓄电池、全密闭铅酸蓄电池。
什么是锌-锰干电池?
锌-锰电池又称勒兰社(Leclanche)电池,是法国科学家勒兰社(Leclanche)于1868年发明的由锌(Zn)作负极,二氧化锰(MnO2)为正极,电解质溶液采用中性氯化铵(NH4C1)、氧化锌(ZnC12)的水溶液,面淀粉或浆层纸作隔离层制成的电池称锌锰电池,由于其电解质溶液通常制成凝胶状或被吸附在其它载体上而呈现不流动状态,故又称锌锰干电池。
按使用隔离层区分为糊式和板式电池两种,板式又按电解质液不同分铵型和锌型电池纸板电池两种。
什么是碱性锌锰电池?
指20世纪中期在锌锰电池基础上发展起来的,是锌锰电池的改进型。
电池使用氢氧化钾(KOH)或氢氧化钠(NaOH)的水溶液做电解质液,采用了与锌锰电池相反的负极结构,负极在内为膏状胶体,用铜钉做集流体,正极在外,活性物质和导电材料压成环状与电池外壳连接,正、负极用专用隔膜隔开制成的电池。
电池由哪几部分构成?
任何一种电池由四个基本部件组成,四个主要部件是两个不同材料的电极、电解质、隔膜和外壳。
什么是绿色环保电池?
指近年来已投入使用和正在研制的一类高性能、无污染电池,包括目前已投入使用的金属氢化物镍蓄电池、锂离子蓄电池,正在推广使用的无汞碱性锌锰原电池,及燃料电池、太阳能电池(光伏电池)等。
什么是铅酸蓄电池?
1859年法国普兰特(Plante)发现,由正极板、负极板、电解液、隔板、容器(电池槽)等5个基本部分组成。
用二氧化铅作正极活性物质,铅作负极活性物质,硫酸作电解液,微孔橡胶、烧结式聚氯乙烯、玻璃纤维、聚丙烯等作隔板制成的电池。
什么是镉镍电池和金属氢化物电池?
二者均采用氧化镍或氢氧化镍作正极,以氢氧化钾或氢氧化钠的水溶液作电解质溶液,金属镉或金属氢化物作负极。
金属氢化物电池为20世纪80年代末,利用吸氢合金和释放氢反应的电化学可逆性发明制成,是小型二次电池主导产品。
什么是锂电池?
指以金属锂或锂的化合物作活性物质的电池通称锂电池,分为一次锂电池和二次锂电池。
什么是锂离子电池?
指能使锂离子嵌入和脱嵌的碳材料代替纯锂作负极,锂的化合物作正极,混合电解液作电解质液制成的电池。
什么是燃料电池?
指一种利用燃料(如氢气或含氢燃料)和氧化剂(如纯氧或空气中的氧)直接连接发电的装置。
它具有效率高、电化学反应转换效率可达40%以上,且无污染气体排出的特点。
化学电池中的主要成分:
什么是锌?
锌是一种灰白色金属,微带蓝色。
符号Zn,原子序数30,比重7.14g/cm3,熔点419.5摄氏度,沸点907摄氏度,锌广泛用于电镀工业及制造黄铜等,锌粉是有机合成工业重用的还原剂。
锌在自然界以闪锌矿、菱锌矿的形式存在,锌矿常与铅、银、镉等共存成为多金属矿。
什么是锰?
锰是自然界分布较广的一种元素,约占地壳重量的0.085%,它主要以氧化物形式存在。
锰是银灰色金属,符号Mn,原子序数25,原子量54.94,比重7.4g/cm3,熔点1250摄氏度,是一种难熔的重金属。
锰是炼钢工业不可缺少的原料,在自然界中主要以软锰矿形式存在。
什么是汞?
汞俗称"水银",符号Hg,原子量200.6,为银白色液态金属,易流动,密度13.546g/cm3,熔点38.89摄氏度沸点356.95摄氏度,汞蒸气吸入人体会产生慢性中毒,汞用于制水银灯等,广泛用于科学测量仪器中。
什么是镍?
镍为银白色金属,符号Ni,原子量58.69,密度8.902g/cm3。
镍能与许多金属组成合金,主要与铁作合金,以制造特种钢,在现代各项工业中都得到广泛利用。
什么是镉?
镉是银白色软金属,符号Cd,原子序数48,原子量112.41,密度8.64g/cm3,熔点320.9摄氏度,沸点767.3摄氏度。
镉主要存在于锌的各类矿石中,镉抗腐蚀性强,熔点低,具有优良的导电性能,在工业上用途极广。
什么是锂?
锂是银白色金属,符号Li,原子序数3,原子量6.94,锂质软,易受空气氧化而变暗,通常储存在液体石蜡中,是比重最轻而比热最大的金属。
可制合金,