光辐射测量-第二章照明光源复旦教材.ppt

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1、第二章照明光源,2.1光的产生,热辐射连续光谱,选择性辐射线光谱,范例:白炽灯,范例:气体放电灯,光的产生,热辐射 物体加热时将发射电磁波连续光谱温度越高，波长越短,光的产生,选择性辐射 当电子通过气体时，气体将产生电磁辐射电磁辐射成分有可见光，紫外等等。线光谱线光谱成分与气体种类和压强相关,汞蒸气放电,氖气放电,光的产生,光致发光荧光发光某些固体受到高速电子或辐射冲击时将产生可见光辐射磷光现象激发辐射消失以后辉光仍然存在的现象,主要光源(人造),固体,热辐射,白炽灯,气体,选择性辐射+发光,气体放电灯,灯的种类,汞灯 金卤灯 钠灯,白炽灯标准型反射型PAR卤素灯LV 型卤素灯MV 型卤素灯,

2、低压汞灯TLPLSL感应灯QL,高压汞灯HPL-NHPL ComfortML(blended light),金卤灯HPIMHDMHNCDM(Mastercolour)MHN/W,高压钠灯 SON(Plus)SON-HSon ComfortSON-T DecoSDW-T(White SON),低压钠灯SOXSOX-E,紧凑型 H.I.D.,白炽灯,气体放电灯,2.2白炽灯,玻壳 清光型,钠钙玻璃也有磨沙型，乳白型，彩泡型，镜面反射型起保护钨丝作用填充气体减少钨的蒸发率惰性气体(Ar,N2)灯丝钨丝,发光体灯座引线,GLS 灯,泡壳形状特殊吹制的泡壳碗状反射罩压制玻璃内置铝反射罩可选择光束角度在灯

3、寿命期间，光输出维持特性较好,反射型灯泡,1、PAR灯有聚光型和泛光型两类，光束角为5度60度2、PAR灯前透镜也可以是彩色的，常用的有红、黄、绿、琥珀3、PAR灯集光性强，利用率高,反射型灯泡,白炽灯(PAR/GLS),安装，工作较为容易简单无需辅助电气元件 初期投入较少显色性较好Ra=100产生暖色调光环境Tc=2800K存在不够明亮的可能,灯的光效较差:流明/瓦平均寿命较短(1000 hrs)产生大量 的热 灯寿命易受电压波动影响,节能白炽灯,白炽灯的改进：1 如图2所示将传统的白炽灯丝从横向双螺旋(CC-6)改为纵向双螺旋(CC8，减少由灯头遮挡的灯向外辐射的光。同时减小导丝的直径。省

4、去了省去了传统灯丝防下垂用支架，减少了灯丝的热传导损失该类灯可节电510。,节能白炽灯,2 将双螺旋灯丝的线径、长度和螺据距按最佳化设计。玻壳采用扩散性好透光性好的二氧化硅膜的涂敷技术，二氧化硅的粒度最佳化在光量相寿命相同的情况下可节电510。3 填充气体由氩气改用氪气。可使灯壳体积缩小，重量减轻50，光效提高10，寿命达2000小时，且灯具可小型化。节省；材料和资源该灯在日本已大批量生产和应用。,白炽灯的工作特性,1、发光效率2、色表和显色性3、调光4、电源电压变化的影响,卤钨灯,光产生原理与白炽灯一致填充气体：添加卤素(溴化物形式)耐高温的石英玻璃 减少灯丝的蒸发率，增加灯的寿命无泡壳黑化

5、现象，光衰减少,卤钨灯种类,双端灯单端灯双层密封反射罩：压制玻璃,低压卤钨灯,反射罩分色滤光器-吸收红外辐射冷光束光源光束角度精确 盒式灯头通常加一前置玻璃以保护反射罩和减少紫外辐射,卤钨灯特性与应用,特性暖色调,Tc 2800K-3000K高显色指数,Ra=100寿命增加到 2000-4000 hrs应用:双端灯:泛光照明等室外照明低压灯:室内应用领域，象商店，旅馆，家庭等。这些地方主要考虑较高的显色性和暖色调。,节能型卤钨灯,涂有红外反射膜的新型卤钨灯,1、现已采用TiO2/SiO2膜系替代原来的ZnS/MgF22、用双面膜代替单面膜结论：节电10%以上,节能型卤钨灯,采用红外反射膜可以将

6、光效提高1520,2.3气体放电灯,气体放电:特性,气体放电:电流通过两固体阴极间的气体.电流载体是填充气体中的带电粒子,弧光放电种类,低压弧光放电:放电电流高 工作电压低.放电通道长高压弧光放电：增加气体压强气体温度高管压降大 电弧长度短,气体放电灯:放电特性,负阻特性(雪崩效应)限流装置-补偿负阻特性 启动装置-克服启动时气体较冷条件下的高电阻,灯的寿命,技术寿命:灯点燃到不能工作的时间。平均寿命:在测试当中，50%的灯不能工作时所点燃的时间。经济寿命:当综合光输出下降到某一百分比时所点燃的时间(室外70%,室内80%是可接受的数据),灯的寿命,灯寿命:下图为TL84系列荧光灯的平均寿命和

7、经济寿命的相对关系,低压汞蒸气放电灯-荧光灯,荧光灯和低压汞蒸气放电工作原理,fluorescent powder,mercury atom,electrons,electrode,紫外辐射,可见光,荧光粉,汞原子,电子,电极,荧光灯的工作特性,结论：T8 36W可见辐射比例比T12 40W高；PL 9W灯的光效低，主要是由于它的管压低；SL 18W灯工作频率不同时，电极损耗相差很大，高频时光效提高。,荧光灯发光效率,Topt,Tambient,Relative values%,140,Tamb 太低,Tamb 太高,250 C,1、光输出与环境温度的关系,荧光灯发光效率,1、光输出与频率的关

8、系,高频工作时光效可以增加10,荧光灯颜色特性,荧光灯光维持特性,导致光衰的因素：1、荧光粉劣化2、吸光薄膜的形成3、阴极溅射,改进措施：1、三基色荧光粉2、保护膜技术3、阴极及发射材料,荧光灯附件,电气附件镇流器和启辉器,荧光灯:分类,细管径荧光灯荧光灯,近来荧光灯的细管径化开发日趋活跃，除现已大量生产上市的T8(26mm)灯外，又先后研制了T5(16，5mm)、T2(7mm)的超细管径荧光灯。表3为日本松下生产的T5直管型荧光灯(4000K)的主要参数。,双重环形荧光灯荧光灯,原单环的环形荧光灯管径为29mm，现开发出用管径为20mm的两根不同环径的灯管利用桥接的方式封接在同一平面上制成了

9、双重环形荧光灯，采用高频点灯，由于加长了放电电路可以得到更大的光通量和光效，管径虽变细，但灯电路仍为单环形灯的电流没有改变，这样由于管径细化使得在管壁附近的荧光粉层受激主体254nm的正柱区的辐射功率变为最大。因此，光效比单环灯提高1.2倍,双重环形荧光灯荧光灯,节能,紧凑型荧光灯,工作原理与荧光灯一样,节能,带有或不带有电子镇流器 内置启辉器可替代白炽泡 燃点寿命可达10,000 小时,将荧光灯的放电电路多次弯曲成形，减少灯的长度，使灯的结构紧凑，光亮度与直管型 灯相同，灯长度只有直管型的12到13，功率现分为低功率432W和高功率3296W两 大类。镇流器内藏在灯具内，又分为分体式灯和一体

10、化式灯两类。紧凑型荧光灯近来进一步 紧凑化、轻量化和高光效化，已从过去的2管型、4管型发展成为6管型、8管型等，除小功 率520W系列产品外，又发展有6管型32W24001m、42W32001m等产品。为使灯更加紧 凑化和配光均匀化，近年来又研制出了螺旋型紧凑式荧光灯，有灯头内装有控制线路、散热 性好的长寿命小功率螺旋灯和美国的GE公司研制的中功率32W24001m和42W，32001m的 螺旋灯。灯管采用螺旋结构减少了对辐射光遮挡，光效可达100W，该型号灯的灯具也随之 小型化、轻量化，深受用户欢迎，具有广阔的应用前景,紧凑型荧光灯,简称为电球型荧光灯首先是由日本开发的，近来在欧美也已生产投

11、入使用。采用紧凑型荧光灯芯，近来内芯式的镇流器已由电感式改为电子式，随着点灯线路的变频化，玻璃加工技术的进步和灯内汞蒸气压的控制，使电球荧光灯体积更小，重量更轻，光效也有所提高，该灯按结构分类，有带球形外壳和不带外壳的两种。该灯的主要技术如下：采用由BiInHg制成的汞齐，采用主付汞齐的电极结构，主汞齐装配在烧灯处，其工作温度控制和在90摄氏度左右；采用由LaCeTb适当摩尔比组成的耐高负荷的稀土氧化物荧光粉和在荧光粉层与玻管内壁间加涂保护膜；用大功率金属氧化物场效应晶体管制成小型、价廉的电子镇流器。最近该灯发展动向为发光管更加细化、紧凑、高密度的配置，使亮度更高，由过去双U型已发展成5U型灯

12、或3根U形管封接成3U型灯，上述两种灯都带有外壳，其功率分别为23W和25W，相当于200W的白炽灯亮度，其特性见表。,灯泡型紧凑型荧光灯,灯泡型紧凑型荧光灯,紧凑型荧光灯:非改进型,PL PL-S:标准型-2 平行直管。外置电子镇流器和内置启辉器(2 pins)PL-C:与PL-S一致，有4 平行管的紧凑尺寸带外置电子镇流器的PLS 和 PLC 也可适用于四插头灯座PL-L:外形尺寸较PL-S 型大，管径为17.5 mm。外置启辉器和镇流器。无外泡壳,紧凑型荧光灯改进型,PLCE4 根相互连通的平行灯管 灯的基部带有内置电子镇流器可直接替代白炽灯，并利用相同的灯座型号和尺寸:B22,E27,

13、E14灯外无外泡壳,紧凑型荧光灯带外泡壳改进型,SL圆柱形外泡壳SL*:基座为内置普通镇流器SLE:基座为内置电子镇流器 圆柱形外泡壳 棱镜型-日光色乳白型-暖白色,紧凑型荧光灯 带外泡壳改进型,球形外泡壳SL Decor 内置电子镇流器 球形外泡壳 暖白色B2/E27 灯座SLDE带电子镇流器SL Agro 普通镇流器透明外泡壳内置反射体,几种新型荧光灯,1、涂有光触媒的荧光灯 该灯涂有TiO2薄膜，当灯发出微弱的紫外光照射到薄膜，使其分解而具有强氧化作用，使灯管表面吸附的有机污物、细菌、烟垢等氧化分解。该灯可用于医院、老人公寓、家庭卧室的消毒除臭。2、长余晖残光荧光灯 该灯是将长余晖荧光灯

14、粉加涂在灯管内的普通荧光粉层下，当供电停止后一小时仍有微弱的光照射。这种荧光灯的残光发光峰值为490nm，接近暗场所的光谱灵敏度的波长峰值507nm，适宜于暗场所时照明,几种新型荧光灯,3、四基色荧光灯增加红外线，适合植物工场作近光照明4、可变色荧光灯通过控制电子的能量可实现气体原子的选择性激发从而改变发光的颜色。,高压汞蒸气放电灯(HPMV),高压汞灯:概要,高压钠灯和低压钠灯,低压钠灯(SOX),低压钠灯:概要,光谱分布,单色分布,低压钠灯:特性和优点,光效最高-能量损耗最低 谱线单一-在恶劣天气条件下的能见度较好 发光面积较大-眩光较小,高压钠灯,New Type HPS-SON(-T)

15、PLUS 的高性能源于技术进步,氙气气压:提高到 300 Torr(普通为 30 Torr)新型 ZrAl 消气剂(普通为 Ba消气剂)PIA(一体化助燃线)技术,焊点减少启动可靠,For light,we work!,!,ZrAl,Ba,普通old type,新型new type,普通,新型,普 通 的 双 金 属 片 结 构 复 杂 质 量 不 稳 定 早 期 损 坏 较 多,新 的 一 体 化 技 术 结 构 简 单 质 量 可 靠 再 启 动 迅 速 更 好 的 流 明 维 持 率,13 焊 点,7 焊 点,新结构更少的焊点，更少的部件。,白色高压钠灯,特性优点-CRI 80,有较好的

16、红光成分 光色较好-可较好的显示红色-Tc 2500 K-与白炽灯一样可产生暖色环境-光效达到55 lm/W-相对于白炽灯更节能 紧凑型尺寸-视觉舒适-前聚焦灯座-高聚光性-燃点位置不受限制-应用不受限制-适合于开放式灯具,白色高压钠灯新结构形式,特性优点-寿命增加25%达到-减少维护费用10000小时-光色质量不受影响-减少损坏率-减少损坏+降低费用-再次热点燃较快-当电压波动时减少人的不安全感,高压钠灯:,光色质量，光效，和流明输出之间的比较关系,SON-T Deco,White SON,SON(-T)Comfort,SON(-T),SON(-T)Plus,低光输出,高光输出,功效,光色质

17、量,标准钠灯,高光通钠灯,双管钠灯,内触发钠灯,汞镇钠灯,双端钠灯,高压钠灯产品系列,标准钠灯,高光通钠灯,双管钠灯,道路照明常用的高压钠灯,GE专利，外置钠汞齐贮池寿命长，28500小时光效高，最高130流明/瓦流明维持率高，80+%,GE专利，外置钠汞齐贮池寿命长，28500小时光效最高，最高150流明/瓦流明维持率最高，90%,GE专利，外置钠汞齐贮池两根电弧管寿命最长，最长55000小时可瞬时热启动,外置钠汞齐贮池专利技术长寿命 28,500小时高光效 130流明/瓦 高流明维持 80%+规格齐全，501000W美标&欧标,特点:,应用：-道路照明-泛光照明-工业照明-码头仓库照明,标

18、准钠灯,外置钠汞齐贮池专利技术电弧管内充高压氙气光效提高20%150流明/瓦，可减少灯具数量高流明维持率 90%直接替换普通钠灯，提高20%照明补充短波光，改善光谱分布，适合植物生长,特点:,应用：-道路照明-泛光照明-工业照明-植物栽培照明,高光通钠灯,两根电弧管，双倍寿命，55,000小时外置钠汞齐贮池专利技术光效与标准钠灯一样高瞬时热启动，热启动1分钟就能达到90%光通直接替换普通钠灯，不需要特殊电器,特点:,应用：-隧道照明-道路照明-泛光照明-工业照明-广场码头照明,双管钠灯,内触发钠灯,内置触发器50W/70W，涂粉比较常见简化灯具设计电器箱非常小，可以用于筒灯等非常紧凑的灯具,汞

19、镇钠灯,双端钠灯,内置触发器110W/215W直接代替汞灯节省14%的电能的同时，提高40%光输出,双端，结构紧凑250W/400W/1000W投光性能好适用于泛光照明及投光应用,其他钠灯,蝶形屏障-有效控制进入电弧管的钠蒸汽量,外置钠汞齐贮池温度较低，可以源源不断地向电弧管内补充钠原子,GE专利-外置钠汞齐贮池,-寿命最长 28500/55000小时-流明维持率最高 90%,钠汞齐贮池 减缓灯管电压升高速度,钠汞齐贮池 提高灯具功率因数,用GE钠灯-提高灯具的功率因数,灯头上的日期可以帮助跟踪灯泡的性能 及使用情况。,有效控制电弧管电压升高，延长灯管 寿命的关键。,耐腐蚀，始终保持良好的电接

20、触。尤其 适用于潮湿、盐分含量高、易腐蚀的应用 场合。,更高的流明输出 内充高压氙气（高光通钠灯），得到更好的流明维持率。,帮助跟踪灯泡的使用情况,高透明度抛光陶瓷电弧管,镍合金灯头,GE专利外置钠汞齐贮池,月份,年份,GE Lucalox 钠灯的特点,技术领先 世界上最好的钠灯,金卤灯,添加物为金属卤化物和汞 提高颜色特性金属离子产生辐射汞元素调节电弧电压和温度,金卤灯,金卤灯的三种主要类型,三波段辐射,多波段辐射,分子辐射,In Ti Na,Dy Ho Tm,Ti Na,Dy Ti Na,SnCl/SnI,HPI,HPIT,MHD,MHWTD,MHNTD,SN500W,小功率双端/单端,大

21、功率双端,普通欧标金卤灯,高显色欧标金卤灯,美标金卤灯,CSI PAR64金卤灯,石英金卤灯产品系列,高显色欧标金卤灯,特点：,显色性极佳，Ra90+6000K白光，非常接近自然光规格齐全，250W-2000W水平和垂直燃点灯泡都有,-体育场馆-展览中心-大型超市、购物中心-工业照明-电视电影拍摄和转播照明等对光源显色性要求高的场合,适用于：,250W,400W,1000/2000W,250/400W,欧标金卤灯,特点：,40004500K舒适的白光显色性好，Ra70+规格齐全，250W-1000W,250/400W,250/400/1000W,250/400/1000W,适用于：,-室外泛光

22、-室外广告牌照明-工业照明-体育场馆照明-道路照明,美标金卤灯,4000K左右色温，Ra6570光效高，最高110流明/瓦寿命长可靠，最长达20000小时一般无燃点位置限制规格齐全，70W-1500W配套CWA镇流器，抗电压波动能力强，启动电流小,适用于：,-室外泛光-道路、广场照明-室外广告牌照明-工业照明-体育场馆照明,3,4,更多选择,小功率双端/单端金卤灯,特点：,结构紧凑，灯具小巧灵活显色性好，Ra70+防紫外石英玻璃泡壳三种色温，3000K/3500K/4200K,适用于：,-商场室内照明-商场橱窗展示照明-候机楼等大面积照明-泛光照明-埋地灯,CSI PAR64金卤灯,GE特有,

23、特点：,1000W/PAR64金卤灯-GE特有6度光束角，聚光4000K白光启动快，只需1分钟，有热触发型需配套特殊电器使用,适用于：,-高建筑物泛光照明-远距离投光-体育场照明-舞台灯光,金卤灯应用,高棚照明(工业照明/商业照明)体育场馆照明 泛光照明 区域照明/天棚照明,陶瓷金卤灯 CDM:技术创新,卤钨灯技术白光色及高光效,PCA*技术光色稳定及可靠的长寿命,CDM陶瓷金卤灯,*PCA:多晶铝,已经应用在钠灯和白钠灯上,陶瓷金卤灯二十一世纪的气体放电灯,石英技术,陶瓷技术,陶瓷的优势,光效更高显色性更好光色恒定寿命更长流明维持率高,陶瓷金卤灯的优点,光效提高20%,光效更高显色性更好光色

24、恒定寿命更长流明维持率高,陶瓷金卤灯的优点,陶瓷金卤灯显色指数Ra8492,灯与灯之间光色一致性好寿命期间色温漂移小,光效更高显色性更好光色恒定寿命更长流明维持率高,陶瓷金卤灯的优点,75K 行业最高标准,光效更高显色性更好光色恒定寿命更长流明维持率高,陶瓷金卤灯的优点,石英金卤灯,陶瓷金卤灯,2015129630,寿命（000小时）,单端,单端,双端,大功率,双端,竞争对手5 部件内胆,GE专利3 部件内胆,GE专利3部件内胆,部件越少，可靠性越好，寿命越长,光效更高显色性更好光色恒定寿命更长流明维持率高,陶瓷金卤灯的优点,流明维持率高，保证持久的照明效果,时间（小时）,陶瓷金卤灯CDM:色

25、温 Tc 对电源电压变化的敏感性较石英管MH灯的弱,注意:要想得到灯满意的特性,则电源电压的偏差不能超过正常值的+/-3%,Tc in%,电源电压(常规镇流器),CDM-TD 70W,MHW-TD 70W,陶瓷金卤灯性能改进,光效,光效m/W,石英管MHW,陶瓷管金卤灯,白钠灯,卤钨灯白炽灯,光效,光色,颜色特性(CRI+光色稳定性+光色评估),和石英金卤灯性能比较（例：双端）,升级换代产品,“迷你”单端规格：20W/35W/70W色温：3,000K灯头：G8.5,单端规格：35W/70W/150W色温：3,000K/4,200K灯头：G12,双端规格：70W/150W色温：3,000K/4,

26、200K灯头：R7s,PAR系列35W/70W/100WPAR20/PAR30/PAR38色温 3,000K宽光和聚光,管状150W色温：3,000K,椭圆小功率：70W，100W色温：3,000K透明/涂粉,小功率陶瓷金卤灯产品系列,“迷你”单端规格：20W/35W/70W色温：3,000K灯头：G8.5,单端规格：35W/70W/150W色温：3,000K/4,200K灯头：G12,双端规格：70W/150W色温：3,000K/4,200K灯头：R7s,PAR系列35W/70W/100WPAR20/PAR30/PAR38色温 3,000K宽光和聚光,管状小功率：150W大功率：250W，4

27、00W色温：3,000K,椭圆小功率：70W，100W大功率：250W，400W色温：3,000K/4000K透明/涂粉,GE陶瓷金卤灯产品系列,2002年5月全球第一个推出,特点：GE独有250W/400W1部件陶瓷内胆寿命长 1500020000小时光效高-105流明/瓦，比石英金卤灯高24%显色性好-Ra85 3000K寿命期间色温恒定灯与灯之间光色高度一致可直接替换高压钠灯,大功率陶瓷金卤灯,管状250W，400W色温：3,000K椭圆250W，400W色温：3,000K/4000K透明/涂粉,工业照明 高/低顶棚建筑物泛光照明道路照明,大功率陶瓷金卤灯应用,陶瓷金卤灯应用,商场室内照

28、明工业照明 高/低顶棚建筑物泛光照明城市美化照明宾馆/酒店大堂/门庭照明办公室间接照明道路照明,商场室内照明工业照明 高/低顶棚建筑物泛光照明城市美化照明宾馆/酒店大堂/门庭照明办公室间接照明道路照明,陶瓷金卤灯应用,商场室内照明工业照明 高/低顶棚建筑物泛光照明城市美化照明宾馆/酒店大堂/门庭照明办公室间接照明道路照明,陶瓷金卤灯应用,商场室内照明工业照明 高/低顶棚建筑物泛光照明城市美化照明宾馆/酒店大堂/门庭照明办公室间接照明道路照明,陶瓷金卤灯应用,商场室内照明工业照明 高/低顶棚建筑物泛光照明城市美化照明宾馆/酒店大堂/门庭照明办公室间接照明道路照明,陶瓷金卤灯应用,商场室内照明工业

29、照明 高/低顶棚建筑物泛光照明城市美化照明宾馆/酒店大堂/门庭照明办公室间接照明道路照明,陶瓷金卤灯应用,商场室内照明工业照明 高/低顶棚建筑物泛光照明城市美化照明宾馆/酒店大堂/门庭照明办公室间接照明道路照明,陶瓷金卤灯应用,和石英金卤灯的比较,陶瓷金卤灯是石英金卤灯的理想的升级换代产品,和高压钠灯的比较,唯一的担心：光通量略低,白天和夜晚，人眼的光谱的敏感度是不一样的在夜晚，人眼对钠灯发出的黄光谱敏感度降低，对陶瓷金卤灯发出的蓝绿光谱的敏感度提高了。,夜视觉曲线,明视觉曲线,在道路照明中，这个担心是多余的,高压钠灯光谱分布,陶瓷金卤灯光谱分布,换灯前 高压钠灯,道路照明效果比较：对运动物体

30、反应速度提高6倍,换灯后 陶瓷金卤灯,陶瓷管金卤灯特性,2.4QL 无极感应灯,无极感应灯,原理：高频电源通过感应线圈耦合，在放电管中产生交变电磁场，从而使放电管中气体电离和激发，频率足够高时，放电管无需电极存在，放电能持续，稳定进行。,高频发生器,荧光球泡,高频耦合棒,三大部件高频发生器高频耦合棒荧光球泡,无极感应灯,QL 系列,QL 55WQL 85WColours/827/830/840光通量lm35006000系统效率 lm/W6570寿命hrs 80000QL 165W 12klm in development,QL 无极感应灯照明系统High Quality white light

31、 for long lasting comfort and convenience,1.无电极或灯丝超长的寿命免维护2.80系列的荧光粉涂层高品质的白光(2700;3000;4000)K多种光色的选择3.高频工作和控制高的可靠性瞬时热（冷）启动4.Hg压力的综合控制工作温度的范围大 5.节能灯荧光粉的应用灯具的通用性/同一灯具的不同光源选用,2.6微波硫灯,3.4k微波硫灯结构示意图,在发光体内填充硫元素和氩气，在2450hz微波能量下使硫蒸汽放电，硫分子振动能与转动能变化辐射出连续光谱。,2.7LED 21世纪照明新光源,本节内容,LED用作照明光源的可行性单色光LED的发展单色光LED的应

32、用举例白色LED的开发 LED照明与节能和环保,118,单色光LED的发展(2)Super Bright LED Material Efficacy,0.1,1,10,100,Quantum Efficiency(lumen/watt),镓砷磷,磷化镓,磷化镓,镓砷磷,铝镓砷 SH,碳化硅,铝镓砷 DH,铝镓砷 DDH,Incandescent,Flourescent,R,R,HO,YG,Y,R,R,R,R,O,Y,R,O,Y,铝铟镓磷-AS,铝铟镓磷-TS,氮化镓,氮化铟镓,氮化铟镓,white,FilteredIncandescent,R,O,Y,单色光LED的发展LED(1)Lamp S

33、pectrum vs Material System,UV,350,700,600,500,磷化镓,铝铟镓磷,380,540,580,640,660,570,IR,氮化铟镓,铝镓砷,InGaN on SiC 蓝、绿LED最近效能发展,单色光LED的发展(3)单颗 LED功率,*Trademark of LumiLeds,单色光LED的应用举例(1),汽车高位第三煞车灯(CHMSL)室外全彩显示屏-红、绿、蓝交通号志灯背光-汽车仪表,手提电话,消费产品匙扣式微形电筒,单色光LED的应用举例(2)2000年全球高亮度 LED市场分布,单色光LED的应用举例(3),125,单色光LED的应用举例(4

34、),trafficsignal,video screen,Automotive,brake/tail,turn/marker,InGaN,AlInGaP,AlInGaP,AlInGaP,AlInGaP,InGaN,InGaN,LED新科技应用的进程Economics of Technology Adoption,光度/效率 per LED Chip/Package,市场接受价钱 per Chip,$,讯号灯,全彩屏,照明,指示灯,显示器,初步用LED作照明的范畴,建筑-外墙,轮廓,招牌安全照明-油站,矿坑,货仓室内装饰-可变色照明手电筒背光-计算机显示器,汽车仪表,白色LED的开发(1),白色

35、LED的开发(2),萤光粉,LED,白色LED的开发(3-1),白色LED的开发(3-2),性能比较,注：设卤粉灯管9元/支，三基色灯管21/支。双管荧光灯灯具350元/台，电费0.6元/度。,注：Pulse Start形也是钪钠灯，无辅助电极，（电感镇流器+触发器）工作，初始光通量增加 20%，寿命延长50%。Venture Lighting开发出Uni-Form Pulse Start灯，性能更为优越。,无极荧光灯参数,白色LED的效能进展,白色LED的应用,澳大利亚首都堪培拉,Anzac Parade的街道照明实景示例,LED照明与节能和环保,LED能否成为光源的重要参数,效能(电转光)

36、:Lumen/WattInternal Quantum EfficiencyExternal Quantum Efficiency(with light extraction)放光功率:Lumen(per LED chip/package)Input Power,Light Output Power(LOP),Thermal Dissipation limit成本效益:$/LumenCost Performance ratio-芯片+封装,LED发光效能的提升(1)封装设计中的热分析:LED Chip Junction Temp,LED发光效能的提升(2)芯片发光效能,Die shaping提高出光效率,LED光源代替白炽灯照明时的盈亏平衡点,谢谢大家,由于水平有限，时间仓促，不足之处请提出宝贵意见,中国绿色照明工程促进办公室,