首页 > 专利查询

光电产品基本知识培训教材

光电产品基本知识培训材料

LED是英文Light Emitting Diode（发光二极管）缩写，它是半导体材料制成的组件，是一种新型的用微弱的电能就能发光的高效固体光源。

常用照明术语

光通量：单位流明Lm，发光体每秒种所发出的光亮之总和。

光强：单位坎德拉cd，发光体在特定方向单位立体角内所发射的光通量。

照度：单位勒克斯Lux ，发光体照射在被照物体单位面积上的光通量Lm/m²。

亮度：单位坎德拉/每平方米cd/m²，发光体在特定方向单位立体角单位面积内的光通量

光效：单位每瓦流明Lm/w，电光源将电能转化为光的能力，以发出的光通量除以耗电量来表示

平均寿命：单位小时，指一批灯泡至50% 的数量损坏时的小时数

经济寿命：单位小时，在同时考虑灯泡的损坏以及光束输出衰减的状况下，其综合光束输出减至一特定的小时数。此比例用于室外的光源为百分之七十，用于室内的光源如日光灯则为百分之八十。

频闪：电光源光通量随交流电电压周期变化而变化称为频闪，研究表明，频闪是引起近视和偏头痛的主要原因。

LED的特性

1.节能：被誉为“ 绿照明 ” ，其发光效率达到40%，是白炽灯 8倍，钨丝灯的2.5倍,荧光灯的 2倍；

2.光照效率高：光的方向性强，光的利用率高，光学部分做好了，光效可达95%以上；

3.使用寿命长：LED的寿命理论上可达10万个小时

4.环保：①、LED光的方向性强，利用率高，减少了光的漫射，也就减少了光的污染；②、LED光源为半导体材料，不含任何有害物质，因此安全、环保；

5.彩丰富：LED光源的颜几乎可以覆盖整个光谱

6.可控性：这是有区别于其它光源的显著特性，利用控制系统进行各种控制；

7.反应速度快：这也是控制系统得以实现的关键。

LED的主要特点是：寿命长、能耗低、显度高、易维护、体积小、直流电驱动、驱动电压低、点亮速度快、无频闪、眩光少、耐震性佳、发热少、防爆（无高气压元件）等特性，是近年来全球最具发展前景的高新技术领域之一。

LED的最主要优点是节能，目前 LED 发光效率已远高于其它所有光源，在照明领域显现出明显的节能效果，例如景观照明（替代霓虹灯）节能 70% 、交通信号灯（替代白炽灯）节能 90% ，道路照明（替代高压钠灯）节能70%。

旭光大功率LED路灯主要特点

目前1W白光功率型LED已进入稳定批量产业化阶段，发光效率可达到90 lm/W。

旭光LED路灯采用当今最高亮度和高稳定性的芯片，结合旭光的封装技术, 达到了国际技术

水准，具有以下主要特点：

1.独特的二次光学设计，可将取光效率达90以上，在12米高的情况下，形成10mx40m 的矩形光场，且光分布非常均匀，完全能满足道路照明要求。

2.整个灯具使用当今业已成熟的光效率最高的最先进的1W的LED列阵而成，每颗LED都具有一个独立的二次光学系统。

3.低热阻的结构设计与良好的散热设计，保证了温升不会超过30℃，从而保证了LED的工作寿命。

4.目前研制出的84W、98W、112W及140W大功率LED路灯比普通高压钠灯节约电量60%以上。

5.LED路灯自动控制: 可根据不同时间段的需要设定不同的亮度，更加提高节能的效果。

6. 驱动电源部分与灯具分开安装，降低了灯体的额外温升，并使维护方便。

7. 3W及5W白光功率型LED研究已取得阶段性成果，即将进入批量产业化阶段。

8. 在大功率LED路灯项目上已取得国家5项发明专利，另有7项发明专利、 6项发明和实用新型专利、8项实用新型专利和3项外观设计专利正在申报之中。

大功率LED作为一门新兴固态照明光源，其实际应用时间不长，LED制造工艺复杂，导致目前主流的LED光源价格普遍较高，所形成的配套产品投资额相对传统光源还较大，LED虽号称为固态冷光源，但实质上是有热功耗的，而且LED非常害怕热量的聚集和累积效应，因此就需要考虑特殊的散热装置，这样给LED产品的成本等带来诸多不利因素，这也是导致目前该类产品没有进入大规模生产从而进一步快速替换传统光源阶段的根本原因之一。其实，经过我们多年的实际测试和实际应用案例证明，采用LED照明产品比采用传统照明产品在初始投资方面并不是人们想象的那样，综合因素考虑反而更省钱。综合起来，凡是好的设计，在确保产品寿命的基础上，在相对一个比较长的时间段内，逐步使用LED照明产品替代传统照明灯具是完全合理的，而且也是势在必行。

LED光衰问题
大功率与小功率从芯片贴装结构上完全不同，通常说的3MM，5MM都是小功率LED，其光衰特性类似。大功率LED通常指的是以LUMILEDS为首的反装晶片式结构LED，这种工艺直接将LED从指示灯的地位推上了照明领域。

常用光源光衰曲线

LED灯节能控制模式

时间点	17:50	23:30	0:30	5:00	6:30
时间段		5:40	1:00	4:30	1:30
时间段(小数）		5.67	1.00	4.50	1.50
功率控制	100.00%	60.00%	40.00%	100.00%	关灯
总功率	75.53%
总节省功率	24.47%

偏光效应LED路灯项目

关于偏光效应的LED路灯项目，是目前我公司路灯系列产品较为经典的一款，该项目经国家一级查新机构查新，属国内首创。由广州易测检验中心作出IES文件，列出其配光曲线，表明其偏光效应可更有利于LED路灯的投光设计，以减少光能浪费。尤其是纵向投光夹角高达145度，可使路灯间距加大，减少使用方资金投入。此项目不失为一个具有高新技术含量的好项目。在当今市场竞争的形式下，有利于对外营销。

偏光效应LED路灯项目属于“半导体发光二极管照明产品”的技术领域，是公司根据市场需求为依据，依靠本企业技术团队自主研发确立了本项目。其核心技术——偏光透镜已申报了国家发明专利（已进入公布程序，见专利公布27卷25号）。这种具有偏光效应的功率型LED路灯，在设计上实现了高光效、高均匀度的投光效果，而且纵向投光光束夹角中心向路面轴心偏移，可减少路面以外投光损失，以提高路灯的光照效应。本项目产品纵向投光光束夹角可达145度、横向投光光束夹角65度、纵向投光光束夹角中心偏移15度。由于纵向投光光束夹角大，因而可使灯杆设计适度降低，增强路灯的照度，或拓宽两灯灯间距离、降低投资量，为国家节省资金。对城市道路照明灯具的技术进步以及节能减排、实施低碳经济均作出了贡献。

光学的终端输出是这种新光源的技术焦点。

开发现状：

由于LED（发光二极管）高光效、高寿命的诸多技术优势，功率型LED路灯正以迅猛之势蓬勃发展，LED的光通量已从2年前的70-90Lm/1w上升到今天的120-130Lm/1w,价位也大幅度回落，一些瓶颈技术，诸如散热技术、恒流源驱动技术、恒流驱动电源等也逐一得到解决。

ＬＥＤ照明相关技术规范相继出台，国家也陆续颁布了各种奖励政策，从而使得功率型ＬＥＤ路灯得以广泛普及应用。旭光公司在取得２０余项有关ＬＥＤ照明技术专利的基础上，又研发出适用于功率型ＬＥＤ路灯的偏光透镜，及时申报了国家发明专利，并制作出模组式的光学透镜，与德国欧司朗公司、英国飞利浦公司达成了合作意向，旭光公司的偏光透镜模组与两大国际品牌的ＬＥＤ发光管相互优势结合，共同推向市场，从而使得功率型ＬＥＤ路灯的投光效果进一步提高。旭光公司开发出的新一代具有偏光效应的功率型ＬＥＤ路灯，与现有国内普遍沿用的对称型光学透镜所制作的路灯相比较，不仅提高了路面有效投光率，而且大大提高了投光夹角的角度，两灯灯间投光相互覆盖率高、消除了路面投光盲区，光效均匀度明显提高

本申报项目研究开发的内容中，共涉及三方面，1、灯壳与散热一体化结构 2.恒流驱动电源的创新 3.具有偏光效应的透镜模组。

下面分别描述： 1. 关于灯壳与散热一体化的结构部分，它关乎着LED灯具的散热效果，我们公司经过反复多次的理论模拟与实践检测，得出了LED模块式散热所需求的材质导热性能、物理量、以及比表面积合理的技术参数，制作出了低热阻的结构设计，继之在散热器结构设

计上又作了热流动方面的改进，有效的提高了LED的散热技术要求，从而使产品发光效率高，光衰比较小，有效的保证了产品的LED寿命。

项目创新点：

本项目属于LED在应用领域的技术创新。它突破以前业界普遍沿用的对称型双向聚光透镜制作功率型路灯技术模式，使得功率型LED路灯的投光效果得到显著改善，减少了传统路灯因技术局限投向路面以外的光能浪费，而且使路面光照均匀度进一步提高。

由于本项目偏光透镜设计的纵向投光光束夹角的加大，从而使得灯杆的设计高度降低，降低工程投资成本，节约资金。

在结构创新方面，本项目采用了灯壳与散热一体化的结构设计，减小了灯体体重，使LED的散热更加科学合理。在透镜与光源板扣合的边缘部分采用硅胶垫密封，使得防水性能达到IP67的技术指标，从而省略了防水玻璃的传统工艺，减少了15%的光损，大大提高了路灯的实际光效，突显了本项目节能减排的技术进步。

对于LED路灯，最为重要的是处理好一些关键技术：散热和光衰；LED品质的保障（所采用

什么样的芯片、芯片尺寸、什么样的荧光粉和封装技术等相关信息）；LED电源和恒流驱动器寿命的保障；达到一个什么合理的马路照明效果—配光的要求（LED需要经过专业的二次光学处理）；户外抗击恶劣环境的要求（感应雷电、沙尘暴、盐雾腐蚀等）；产品的重量控制；控制系统的健全（该项很多公司目前未考虑），其他还比如产品外观结构的合理性，美观性等因素都必须要去考虑。只有先把LED的特性弄清楚以后，再对症下药的去开发产品，解决道路照明中的实际需要，也就是说只有完全完全掌握了LED的相关特性并具备一定设计开发实力的公司或人，才能够去做也才能够胜任这项工作任务。