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大功率LED基础学习笔记

news 来源：原创 2025/5/18 20:09:37

大功率 LED 基础学习笔记

一、 LED发光原理

（1）传统白炽灯发光原理

大家从小听说爱迪生发明（改良）电灯，其白炽灯工作原理为：灯丝通电加热到白炽状态，利用热辐射发出可见光的电光源。由于发光时释放大量的热，因此白炽灯为热辐射光源，多数热量无法得到利用，因此能量利用低，不符合绿色生态观念。

（2） LED发光原理

众所周知LED属于半导体，半导体中大家熟知的PN结，当电流正向导通，多子与少子复合，其能量以光子的形式逸散出来，因此能量输出主要以光能为主，所以是冷光源，能量利用率非常高。

二、基本名词解释

LED: Light Emitting Diode(发光二极管), Anode [Positive 正极] andCathode [Negative 负极].

Flux: 光通量（luminous flux）指人眼所能感觉到的辐射功率，它等于单位时间内某一波段的辐射能量和该波段的相对视见率的乘积。由于人眼对不同波长光的相对视见率不同，所以不同波长光的辐射功率相等时，其光通量并不相等。

Illuminance/Illumination: 照度，光照强度是一种物理术语，指单位面积上所接受可见光的光通量。简称照度，单位勒克斯（Lux或lx）。人眼对光强的直观感受。

CRI: Color Render Index，显色指数，是指光源对国际照明委员会规定的8种特定颜色样本的还原程度的平均值。描述光对颜色的“还原”程度是相对于自然光样本颜色的相对真实性，数字越高表示与自然光下的颜色表现越趋于一致，最高不超过100。

R9：自然界第9种样本颜色的显色指数，指正红色的还原程度及表现力。

CCT： Correlated Color Temperature，相关色温，当光源所发出的光的颜色与黑体在某一温度下辐射的颜色接近时，该黑体的温度就称为该光源的相关色温，单位为K。

Efficacy: 光效，光源发出的光通量与消耗功率之比，叫做发光效率，单位是流明/瓦【lm/W】

三、大功率基本生产工艺

固晶 / 贴晶（Die attach）：将芯片固定在支架或基板上。
焊线（Wire Bonding）：用金属丝将芯片电极与支架或基板上的引脚连接起来。
围坝（Ring/Dam Dispensing）：在芯片周围形成一定高度的堤坝，用于限制荧光胶的流动。
荧光胶涂布（Phosphor Dispensing）：在芯片上涂覆荧光胶，用于将蓝光转换为白光或其他所需颜色的光。

四、大功率led的两种封装类别：SMD和COB

SMD：在PCB板上安装有引脚或焊盘的LED器件，这些器件包含封装好的LED芯片，通过表面贴装技术（SMT）焊接在PCB上。SMD封装的LED有明显的独立灯珠结构，每个灯珠都是一个独立的点光源。

COB：直接将LED芯片封装于基板上，然后使用高分子材料将其绑定并包裹，形成一个平面光源。这种方式省去了传统封装中的支架和引脚，减少了组件尺寸，使得封装更为紧凑。由于COB一般用于大功率的LED所以需要良好的散热，直接封装到散热良好的基板上可以大大地增强LED的散热效率。

五、大功率LED的应用场景

（一）常规照明产品

生活场景：广泛应用于零售环境，营造舒适的购物氛围；在住宅中提供日常照明；在办公教育场所确保充足的光照，提高工作和学习效率；在酒店等 hospitality 场所，提供适宜的照明环境；在工业户外场景满足特殊的照明需求；在博物馆建筑中，通过合适的照明展示展品，同时保护文物。

（二）特种 LED

工作场景：在舞台表演中，用于灯光效果的营造；在显示屏领域，为显示设备提供背光源或照明；在园艺领域，促进植物生长；在工业生产中，用于检测、照明等；在医疗领域，辅助医疗设备进行诊断、治疗等。

六、大功率LED主要用途有哪些

UV - A
- 示范应用：紫外线固化、3D 打印、工业应用、医疗、生命科学
UV - B（新）
- 示范应用：生命科学、医疗、植物照明
UV - C
- 示范应用：消毒杀菌
IR
- 示范应用：视觉传感、移动照明、自行车灯、工作灯
超白光 SMD
- 示范应用：车用辅助灯、室内指向性照明、户外、道路照明、工业照明、植物照明
彩光与多彩 SMD
- 示范应用：机器视觉、生命科学、光疗、建筑照明、舞台亮化、医疗、生命科学、舞台照明
超白光与单彩 COB
- 示范应用：机器视觉、工业应用、家用娱乐 Pico 投影（<2,000 lm）、商务 / 家庭影院（>2,000 lm）、工业投影
七、LED的两条路线

1.集成化小型化的micro led 和 mini led

随着科技发展与人们对生活需求的不断提高，人们对像素的要求和观看视频的码率有了更高要求。采用miniled的电视机价格是lcd的两倍乃至三倍显色效果确实天差地别，miniled的显色还原度以及峰值亮度都强于lcd。当然这只是举例，miniled microled的用途还有更多未挖掘的蓝海领域。例如非常热门的ar增强现实，头戴式或是眼睛显示距离眼睛不过几厘米，常规像素点在眼睛过近观察时就会观察到像素点。使用miniled 或是microled 后，较小的像素就不易被人眼察觉，

2、大型高功率的LED

主要是本片讲的高流明的大功率led，常用于照明以及户外光源、还有一些上文提到的内容再次不在赘述

两者都是集成半导体的发展，无论哪个方向LED发展都是离不开半导体行业。例如更好的半导体材料SIC，更好的封装类型COB乃至于以后led可能也有倒装的