led基础知识，汽车了解基础知识

一、LED基础知识1、LED发光原理LED（Light Emitting Diode）是发光二极管的缩写。由镓（Ga）、砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二极管，当电子和空穴复合时可以发出可见光，因此可以用来制作发光二极管，可以以此作为指标。形成电路、仪器、灯光或文本或数字显示。砷化镓磷化物二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。科学技术的进步导致LED 的出现，其发出的颜色与白炽灯相似，创造了具有长寿命、高效光源的现代照明。 50,000至100,000次，寿命超过1小时，适合多种应用。 2、LED的特点LED发出的光与自然光不同，它的光谱不是连续的，并且不存在红外线部分，与白炽灯不同，LED产生的热量不是通过辐射消散，而是通过热量传递。需要散热。这也是LED被称为冷光源的原因。 LED 具有以下优点：高效节能：白光LED 是当今已知最节能的白光源器件。使用1000小时仅耗几度电（一般60W白炽灯17小时耗电1kWh，一般10W节能灯100小时耗电1kWh） 超长寿命：半导体芯片发光，不发光灯丝，无玻璃气泡，不用担心震动，不易破裂，使用寿命超过5万小时（普通白炽灯的使用寿命只有几百小时，普通白炽灯泡的使用寿命是能量的寿命-节能灯仅8000小时）绿色环保：易于回收利用，不含汞、氙等有害元素，不会产生电磁干扰（普通灯含有汞、铅等元素，电子节能灯镇流器产生电磁干扰，灯内仍存在元素汞）视力保护：直流驱动，无频闪（普通灯采用交流驱动，难免产生频闪效应）光效高：发热量低，90%的电能转化为可见光（典型（白炽灯泡中80%的电能转化为热能，只有20%的电能转化为光能）。市场潜力巨大：低压直流电源、蓄电池或太阳能就足够了，可以在偏远山区或户外照明等缺电或低电量的地方使用。据国际权威机构预测，半导体发光二极管照明将在未来5至10年内取代现有的传统光源。当然，这依赖于更便宜的白光LED。技术的进步必然导致照明设备的快速增长。 ” 总体市场容量。工程师测量发现，同等亮度下，LED的耗电量仅为白炽灯的1/10，而寿命却是白炽灯的100倍。由于LED具有节能、环保、寿命长、体积小等优点，专家称之为人类照明史上继白炽灯、荧光灯之后的新飞跃。美国能源部估计，传统照明设备的全面升级将于2010 年开始。日本、美国、欧洲、韩国等国家已正式启动LED照明战略计划。据介绍，今年上海世博会不少发达国家馆将全面采用LED作为照明光源。虽然我国LED应用正处于活跃发展阶段，但由于尚未掌握大功率LED核心技术，目前仍处于进口半导体芯片和国产封装阶段。价格相比海外仍处于较高水平，对申请略有影响。

3、LED发光二极管的电气特性：LED处于正向工作状态，当达到发光电压值时，LED开始发光，并且随着电压的不断增加，LED的发光亮度迅速增加。电压的微小增加可能会立即烧毁LED。我们可以看到LED是一种电流器件。正是这个特性决定了LED必须在恒流条件下安全工作。这是使用LED 的主要原因。 LED器件与其他光源相矛盾，也是LED安全使用的关键，是设计人员必须密切关注的重要元素。上图为1W LED芯片的正向驱动电流与输出亮度的关系，可以看出，在350mA范围内，驱动电流与光通量输出呈现出明显的线性关系。但随着正向电流的增大，两者之间逐渐出现非线性关系。当驱动电流超过线性范围时，每瓦产生的流明效率会降低，但在线性范围内，每瓦产生的流明效率往往会增加。当驱动电流超过线性范围时，输出功率从LED转换为热能，这会加重LED驱动器的负担，使热能设计复杂化，并缩短LED寿命。因此，对于1W功率的LED器件，正向驱动电流不会超过350mA。对于目前常用的5小功率LED灯珠，正向电流不超过20mA。对于3W大功率LED芯片，正向电流不应超过700mA。 2. LED 设计基础1. LED 驱动电源的设计要点由于LED 的特性，为了安全使用，需要恒流驱动。恒流驱动电路的特点是输出电流恒定。但输出直流电压是恒定的，如果负载电阻在一定范围内变化，负载电阻小则输出电压降低，负载电阻大则输出电压升高。目前，市场上很多以LED为主要器件的成品都是采用简单的电容降压方式，利用电容来实现恒流功能。电源经常在你打开或关闭的瞬间就关闭了，但之所以烧毁，是因为电容器的充放电特性，以及差分电路电容器的电容和电容器内部损坏。阻力是原因。弧光管等的电阻相当于微分电路的电阻，微分电路的时间参数t=0.7RC，则t在充放电的瞬间，流过LED的瞬间电流很大（数倍的正常电流（可达数十倍甚至数百倍），对芯片造成暂时性和永久性的损坏。一个可靠的LED驱动电路如下所示。在该电路中，可以省略C1，用便宜的普通二极管代替U1，但它的缺点是效率低。将上述发光管串联起来可以提高效率。该电路还可以简化：去掉U1和C1，将Q1的基极直接连接到R1的底部，稳定电流由0.6/R1决定，如果R1为30，则恒流为20mA。理论上，所有LED都是可以发光的二极管，但实际上，所有的LED都有不同的电气特性，每个LED都有不同的阈值Vf，尤其是电子爱好者很容易接触到的常用LED就是这个意思。由于LED的发射强度和驱动电流并不完全相同或相差很大，因此设计人员必须分析实际情况，选择最合理的设计方案，以达到最有效的可靠性和经济效益。 LED 是电流模式器件，因此严格来说它们只能串联工作。对于并联工作条件，应选择并联的弧光管。实践证明，无论并联多少个电弧管，电弧管都是合适的。压降差不应超过0.005V，否则会造成损坏。

近年来，中国市场上出现了很多由七个、九个甚至更多LED并联而成的手电筒，但这样制成的手电筒价格几乎没有吸引力，我认为价格已经暴跌到了这样的程度。它甚至没有发生。不仅仅是手电筒的外观，而是技术的落后和不可靠。最理想的LED驱动电路是PWM恒流控制开关电源，主要由输入整流及滤波部分、输出整流及滤波部分、PWM恒流控制部分、开关能量转换部分四部分组成。 PWM开关稳流的基本工作原理是当输入电压、内部参数和外部负载变化时，控制电路通过控制信号与参考信号的差值进行闭环反馈，调节主脉宽。请稳定开关电源（恒流电源）的输出电流。电源效率通常非常高，在80%到90%之间，并且输出电流也非常稳定。一般来说，这种类型的电路提供良好保护且可靠的电源。缺点是成本高。 2. LED散热解决方案LED散热问题也是设计人员需要考虑的重要问题，LED光衰与LED工作时间和工作电流以及LED工作时的温度有关。在适当的工作条件下，LED的使用寿命至少可以达到50,000小时。通常可以轻松达到10万小时，甚至数十万小时。但如果环境温度过高或工作电流过大，则会缩短使用寿命。这会迅速降低LED 的强度并造成永久性损坏。一般来说，应用小功率LED时无需考虑散热问题，但工作电流为60至150mA的中功率LED也已出现，因此设计人员必须考虑散热问题。幸运的是，由于外径为8毫米，工作电流为150毫安的白光LED的引脚比较粗，粗引脚基本上可以用来散热，但对于输出较大的LED如1 W，对于3W、5W或10W以上，加装散热器算正常工作环境。下图为LED发光二极管工作时的温度与电流曲线。大多数电子爱好者都知道，PN结半导体器件导通后，结电压VF会随着环境温度的升高而降低。 2mv/，负温度效应，称为PN结，这个特性可以用来制造温度传感器，但这个特性在发光应用中是一个致命缺陷，直接影响发光效率。亮度明亮，色彩鲜艳。例如，当环境温度为25时，最佳LED工作电流为20mA，但当环境温度升高到85时，结电压VF下降，工作电流迅速增加到35-37mA（见图2） ）。电流曲线I，随着温度降低到- 40C，结电压VF增加，最佳工作电流从20mA降低到8-10mA。随着电流减小，发出的光的亮度也减小，照度也减小。根据位置的不同，无法到达您需要去的地方。 LED相关产品通常需要某种对策来避免上述负面影响。例如，如果LED安装在散热器上，通过风扇冷却，或者通过恒流源供电，则电流不会随着LED温度的升高而增加，从而防止了PN结的负面影响。要么加热，要么结合使用两种方法。对于大功率LED照明（如广告背景照明或路灯），实践证明加装散热器确实是一个有效的措施。然而，随着LED照明普及到普通家庭，人们提出了一些问题：散热器和空气冷却是否可以集成到典型灯头的空间中，以及由集成电路或大量元件组成的恒流源电路是否可以实现。可以用来提高其寿命和可靠性，无论哪种LED，根据“木桶理论”，整个系统的可靠性取决于温升等“短板”。

LED电路设计资料有很多，请参考。我们不会在这里详细讨论LED 作为光源。还有一个非常重要的参数。即LED的色温。慢慢来了解一下光源的色温吧~ LED光源的色温不同，发出的光的颜色也不同。 LED色温在3300K以下是稳定的。 LED的色温在3000~5000K之间，给人一种清爽的氛围，而5000K以上的LED色温则给人一种冰冷的感觉，而且根据光源的不同，光的颜色也不同。最好的环境。 LED色温的定义是绝对温度K，通过加热标准黑体来表示，当温度超过一定温度时，黑体的颜色开始从深红色变为鲜红色到橙色到白色。某种光源的颜色与黑体的颜色相似，同时黑体的绝对温度称为该光源的LED色温。不同光源环境下LED的色温：常见照明灯具所用LED的色温有： 卤素灯3000k 钨丝灯2700k 高压钠灯1950-2250k 蜡烛灯2000k 金卤灯4000-4600k 酷炫露营灯4000-5000k高压汞灯灯管3450-3750k 暖色荧光灯2500-3000k 晴天8000-8500k 阴天6500-7500k 夏季正午5500k 午后阳光4000k LED 色温特性1、高纬度地区LED 色温较高，可见光颜色偏向蓝色。 2.在低纬度地区，LED的色温较低，看起来偏红。 （----LED色温低----LED色温高----） 3. LED的色温在白天也会发生变化。阳光当从某个角度照射时，更多的能量被云层和空气吸收，导致LED 色温降低。当暴露在阳光直射下时，吸收的能量较少，因此LED 的色温较高。 4、Windows中的sRGB颜色模型采用标准LED色温6500K，表示为D65。 5、清晨LED的色温约为4400K。六、山地LED色温约为6000K 不同颜色LED的照明应用1、白光具有完美的色彩特性，但适应暗光会损害视力。某些光源消失后重新适应。 LED的色温在3300K以下，光的颜色偏红，具有温暖的气氛，具有稳定的气氛和温暖的气氛，当LED的色温被低的光源照射时，温度升高，红色会变得更亮。 LED的色温在3000~6000K之间，被称为“中性”LED色温，因为在这种色调下，人们不会感受到任何明显的视觉和心理影响，感觉清爽。当使用中等色温的LED光源照射时，蓝色给人一种凉爽的感觉。 LED的色温在6000K以上，光的颜色偏蓝色，让人感觉凉爽，但用高色温的LED光源照射物体时，物体感觉很冷。夜间视力。红光不会导致瞳孔过度收缩，红光熄灭时也无需重新调整眼睛至黑暗。红色也经常被用作黑白照片处理中的“安全”颜色，因为它在冲洗过程中不会损坏胶片。黄光比红光和白光具有一些优势。黄光的另一个好处是它可以减少长时间阅读时导致眼睛疲劳的反射和眩光。 3.绿光还可以用于夜视，绿光特别适合夜间阅读地图和图表。绿光的亮度低于红光，因此夜视设备不易察觉，而人眼更容易察觉。 4. 蓝光可用于夜间阅读地图，通常受到军事人员的青睐，因为它可以提高对比度。它还可以用作剧院和表演的后台工作灯。 5.蓝绿光与绿光和蓝光具有类似的夜视效果，但由于蓝绿光改善了色彩特性，因此一些用户更喜欢使用蓝绿光，我更喜欢这样做。 6、红色红外灯用于夜视仪。否则，人眼无法看到红外光。

7、紫外线常用于鉴别纸币的真假。一些UV LED照明物体在夜总会和派对中很受欢迎，用于使荧光材料发出更亮的光。 LED 色温比较1700 k: 匹配1850 k: 蜡烛2800 k: 钨丝灯（白炽灯） 3350 k: 工作室“CP” 3400 k: 工作室台灯、摄影泛光灯（无闪光灯）、待机. 4100 k: 八月5000 k : 日光5500 K: 平均日光，频闪（因制造商而异） 5770 K: 有效太阳温度6420 K: 氙弧灯6500 K: 日光9300 K: 电视屏幕（模拟）