LED与LED的应用知识
----我两年来的工作回顾、及行业现状
作者：章驰
一、光源的分类
1.白炽灯—灯丝发光：
名称别名适用场所
普灯普通灯泡民用
卤钨灯碘钨灯、石英卤素灯广告牌、工作照明
冷光杯反光杯灯商场、重点照明、展览馆
PAR灯射灯、筒灯水池、舞厅
2.气体放电灯（HID）：
名称学名适用场所
日光灯低气压汞蒸气放电灯办公室、家居
电子式节能灯电子式紧凑型荧光灯各种场所
汞灯高气压汞蒸气放电灯厂房、路灯
高压钠灯高强度气体（汞蒸气和钠蒸气）放电灯用于道路灯具
金属卤化物灯高强度气体（金属卤化物蒸气）放电灯适用各种场所
2.LED、LED应用、LED照明：
名称学名适用场所
LED发光二极管指示、装饰、照明
LED应用灯具
灯杯、灯泡、射灯、台灯、路灯等传统灯
具名
各种场所（LED照明是
第4代照明）
LED灯条、显屏灯串、模组、字灯、显示屏等装饰、显示
LED的发展还有更广阔的空间，所以以上罗列会有不足，是LED3-5年内可见的
辉煌。
二：光源的参数
1.光通量（Φ）
单位：流明（lm）
定义：发光体发出的光能，在单位时间内通过某一截面的光能数量(能够被人的视觉系统
所感受到的那部分光辐射功率的大小)。
功率光源光通量（lm）
400W高压钠灯48000
1000W普灯10000
1000W卤素灯20000
≤0.06W直插式5MMLED2.2-3(较好的芯片可更高)
≤1W3MM食人鱼5(较好的芯片可更高)
≤1.2WSMDLEDS3528/505010(较好的芯片可更高)
≥0.8WLED灯泡
依灯泡内选用LED\数量\结构而定
≥3W大功率LED应用灯具
依灯具内选用LED\数量\结构而定
2.寿命(h)
光源寿命（小时）
高压钠灯10000
卤素灯3000
LED100000
LED应用灯具30000-50000
LED灯条、显屏≥50000
3.显色性（Ra）
定义：光源对于物体自然原色的呈现程度
Ra数值越接近100（CIE把太阳的显色指数定为100），表示显色性越好。
显色分两种：忠实显色，能正确表现物质本来的颜色需使用显色指数(Ra)高的光源，其数值
接近100，显色性最好；效果显色，要鲜明地强调特定色彩，表现美的生活可以利用加色法来
加强显色效果。采用低色温光源照射，能使红色更鲜艳；采用中色温光源照射，使蓝色具有清
凉感；采用高色温光源照射，使物体有冷的感觉。
表一
光源显色指数（Ra）
普灯100
卤素灯100
日光灯65
汞灯45
钠灯20
金卤灯65
LED80（一致性好）
LED应用灯具
80（考虑灯具结构其数据会有不同）
LED灯条、显屏显屏对于显色性有系列规范
表二
Ra感觉用途
>90极好对色彩鉴别要求极高的场所，如印刷.印染品检验等
80-90很好彩色电视转播.陈列的展品照明
65-80较好室内照明
50-65中等室外照明
<50较差对色彩要求不高的场所，如停车场.货场等
4.色温（K）
光源点燃后的光色与标准黑体加热到某一温度时的光色相同，该黑体当时的绝对温度称为光
源的色温（光波在不同的能量下，人类眼睛所感受的颜色变化）.
表一
类别色温
暖色<3300K
中间色3300-5000K
冷色>5000K
表二
实例色温
日光灯5000K
金卤灯4000K
钠灯2000K
普灯2100K
LED暖白3000--5000K，冷白5000-9000K
LED应用灯具暖白3000--5000K，冷白5000K5000-9000K
LED灯条、显屏灯条暖白3000--5000K，冷白5000-9000K，
显屏没有这个要求，因为不用白光
表三
色温感知光色感觉照明效果
2000-3000K日出0.5小时金黄-白中带红温暖稳重
3000K-4500K日出2小时白中带黄中间偏暖自然
4500K-5600K日出4小时白中间舒适
>5600K阴天白中带蓝中间偏凉耀眼
K值越小，光色越偏红。K值越高，光色越偏蓝。
5.光强（I）
一般来讲，光线都是向不同方向发射的，并且强度各异。可见光在某一特定方向角内所发射的
强度就叫做光强（I）。
6.照度（E）
单位：勒克司（LX）
照度（E）是光通量与被照射面积之间的此例系数。1LX即指1Lm的光通量平均分布在面积1
平方米的平面上的明亮度。
7.辉度
单位：坎德拉/平方米（cd/平方米）
辉度（L）是表示眼睛从某一方向所看到物体反射光的强度。
8.光线和辐射
光是电磁波辐射到人的眼睛，经视觉神经转换为光线，即能被肉眼看见的那部分光谱。这类射
线的波长范围在360到830之间，仅仅是电磁辐射光谱非常小的一部分。
9.最重要光学公式
特定角度内的光通量
光强（cd）I
特定角度Ω（sr）
落在物体表面上光通量
照度(lx)E
照明表面面积
光强
照度(lx)E
[以米为单位的距离(m)]2
光强（cd）
辉度（cd/m2）L
被观察表面的面积(m)2
发射的光通量
光效（lm/w）h
耗电量(W)
三.光源的规格
1.三大光源公司
GE通用美国
Philis飞利浦荷兰
OSRAM欧司朗德国
2.金卤灯
表一
飞利浦HPT-T400单端金卤灯400W
飞利浦MHN-TD150双端金卤灯150W
表二
欧司朗HQI-T管状单端金卤灯
欧司朗HQI-E椭圆型单端金卤灯
欧司朗HQI-TS双端金卤灯
表三
M
J普通金卤灯
HIT
表四
高压钠灯
飞利浦SON-T
欧司朗NAV-T
普通HPS
表五
常用规格灯
埋地灯、草坪灯70W-150W
路灯灯具250W-400W
四．光源的区别
汞灯外壳涂粉
金卤灯石英发光内管（透明）
钠灯陶瓷发光内管（雾状、非透明）
LED支架+芯片+胶、粉+树脂、新胶体
LED应用灯具点、面光源+参考传统灯具+散热设计
LED灯条、显屏点、面光源，视频传输、显示单元板
五.光源的优缺点
名称优点缺点
普灯
1.价廉
2.一点就亮
3.显色性好
1.光效好，热辐射
2.寿命短
节能灯
1.光效较高
2.寿命较长
3.光线柔和
1.价格贵，难回收
金卤灯
1.光效高
2.寿命长
3.显色性好
1.须带镇流器、触发器
2.再次启动能力差
3.电源要求高
钠灯
1.光效最高
2.寿命最长
3.启动性能好
1.须带镇流器、触发器
2.显色性差
LED
1.寿命较长
2.节能、抗震、环保
1.成本高、封装与散热
2.发光效能、显色性
LED应用灯具
1.节能、抗震、环保
2.寿命长
3.绿色照明、可回收
1.成本高、散热
2.光效、光斑
3.驱动、结构
LED灯条、显屏
1.点、线、面产品简易组合
2.易维护、可编程控制
1.成本高、散热
2.显屏系列（灰度、传输协议、
防护等）要求
六.光源的适用场所
金卤灯室内外场所（特殊地方除外）:停车场、商业区、广场、公园
高压钠灯户外道路（郊区）
节能灯室内外场所（特殊地方除外）:停车场、商业区、广场、公园
LED（含点陈模块）数码产品（闪光、背光、装饰）、照明、显示、指示
LED应用灯具室内外场所（特殊地方除外）、水池、埋地、汽车、交通等
LED灯条、显屏景观照明、轮廓装饰、显示、护栏、广告
七．光源灯头
灯头光源名称功率品牌
普通电子节能灯9W-26W
白炽灯40-100W
金卤灯70W-150W
高压钠灯70W
欧司朗
E27
高压钠灯70W-150W亚字牌
金卤灯175W-2000W
E40
高压钠灯150-1000W
欧司朗
RX7S双端金卤灯70W-150W欧司朗
双端金卤灯250W-400W
FC-2
双端高压钠灯250W-400W
G12
插入式金卤灯（单端管形金属卤化物
灯泡）
70W-150W欧司朗
G13日光灯18W-58W欧司朗
＼L依
封
家
ED封装而定
装厂家LED如何依芯片厂
而定
室
以
室
L≥
东
光
内通用各种传统灯头，但
E27、GU10、MR16常见，
外依结构改变
ED应用灯具0.8W
莞勤上、武汉/扬州
谷
＼L
真
国
ED灯条、显屏
明丽、钧多立、愿景光、
冶星
八．LED封装细说
LED包装一般采用防静电袋（需抽真空），食人鱼采用LED包装管，绑定LED采用包装管
或塑盒，贴片LED采用扁带包装。
1）直插式LED
一般由单个芯片（单电极、双电极）、支架（2PIN、3PIN、4PIN、SUPERFULX）、胶（银胶、
矽胶、绝缘胶、AB胶等）、粉（荧光粉、调色粉等）、金线、消泡/活性/脱模/抗氧/促进等
选用剂。
行业中现在的￠8及更大直径LED、食人鱼，可在加大支架面积和芯片的串并连下做大功率，
以便在现有封装上做出光效更高的直插式LED。
2）贴片式LED
一般由单个或多个芯片（依封装大小而定，单色或RGB）、支架（TOP支架、PCB板支架）、
胶（银胶、矽胶、绝缘胶、AB胶等）、粉（荧光粉、调色粉等）、金线、消泡/活性/抗氧/
促进等选用剂。
行业中0603这样的小封装用于数码产品、仪表（我曾做过用于汽车钥匙锁孔处的小背光源，
采用0603）已非常普遍，1210、3528、5050、5060等多应用于灯泡、模条、显屏（表贴、
亚表贴）。----我06年末用鸿利光的5060白光（采用6个脚，三个芯片）时，手工操作对
LED非常不利，死灯、烫伤很多，且LED发光效率不高、发热量高但角度大。
3）LED点阵模块、数码管
LED点阵模块、数码管是由若干个芯片构成发光矩陈，再封装在一个塑壳内，适于行、列扫
描驱动，多用于户内显屏、信息、数字显示。
九．LED应用灯具细说
1）灯杯----泛泛的说只要有杯口、灯头均是灯杯，光源置于杯内又可统称为射（聚光）灯。
A．螺纹头类
E14/E14S灯头，额定功率1.7W。带瓷环者名JDRE14，不带瓷环者名E14空杯。
E27灯头，额定功率40W。带瓷环者名JDRE27，不带瓷环者名E27空杯。灯头与杯体处
有颈状连接的名HRE27。
E27/51X39灯头，用于PAR38，是常规E27再加大螺口而成。
还有E10，E11，E12，E17,E40在灯杯应用上很少见，材料一般为铝/铜/铁+镀铜/镍/锌/
锡,在螺纹与灯头处绝缘,且一般灯头为火线连接点,螺纹为零线连接点.电子节能灯一般为
E27/E14SPBT灯头,即绝缘件是塑料.其余灯头绝缘件都是陶瓷/玻璃.
B．G类（G表示灯头类型是插入式，U表示灯头部分呈现U字形，后面数字表示灯脚孔中
心，单位是毫米“MM”）,材料一般为陶瓷/铝/塑料+金属针脚.
GU10灯头，带瓷环者名GU10，不带瓷环者名GU10玻璃一体杯。
GU20灯杯，它是将PAR20的杯与GU10的灯头组合而成的灯杯。
MR16灯头，迷你反射（灯杯），后面数字表示灯杯口径（单位是1/8英寸），MR16的口
径=16×1/8=2英寸≈50mm。MR16灯头型号实际为G5.3，MR是指多面反射，16是指杯
口（为灯杯最大直径）是1/8INCH的16倍。
MR11灯头，MR11的口径=11×1/8=1.372英寸≈35mm，其它同上。
在此，总结下灯杯的杯口计算方法（所有杯均可以叫为PAR灯，如PAR16、20、30、36、
38、46、56、64），杯口口径=后面数字X1/8=？（单位是INCH），换算成MM是X25.4。
(日光灯管的灯头G类在后续讲到,针脚不分极性，所有杯体都要考虑绝缘电阻,因为杯体内
分镀膜/镀铝/蒸铝)
C．卡口类
B22灯头,常用B22d/25×26（卡口处直径22MM）材料一般为铝/铜/铁+镀铜/镍/锌/锡，在
发展中国家多见，灯头上两个触点不分极性。带瓷环者名JDRB22、不带瓷环者名B22空
杯
D．灯罩
杯体+灯罩+灯头才是完整灯杯。常见玻璃灯罩有透明拱盖/平盖，钢珠拱盖，内纹拱盖等。
2）泡灯
传统照明泡灯+现有大功率应用泡形灯具，泡壳、灯头种类太多，使得泡灯的形状非常之多，
还有公司开模做各种各样的非常规泡壳以适应客户要求。传统灯泡之泡壳作用无外乎美观、
防护（防爆/防水/防尘/防触电等），但大功率LED应用泡灯则会把泡壳作为散热部件考虑
进来，计算相应的热阻。
A．球泡类（球状，Globular）
G30-120泡壳，材料一般为PC/玻璃/亚克力PMMA，颜色分透明/磨砂/乳白、各色漆。
B．筒泡类（筒状，Tube）
分T24、35、46、55、76、100等，材料一般为PC/玻璃/亚克力PMMA，颜色分透明/磨砂
/乳白、各色漆。其中T24，34、46常见为尖泡，圆柱状不多见。
D．方泡类
不多见
E．蜂窝泡
分Φ42、Φ48、Φ55、Φ76等，材料一般为PC/亚克力PMMA，颜色一般为透明。
3）灯头+底壳+光源、外壳+光源
这种灯具主要是取面光源或用在有防护罩的地方而出现，将LED直接露出，在车灯、筒灯、
等组合灯具/嵌入式灯具中出现的比较多。
4）台灯、吸顶灯、应急/感应灯、矿灯、地埋灯、水下灯、日光灯
多采用传统配件，只是将光源部份换成LED，功能与上述为灯具一样。这些灯具的结构偏大，
可在驱动上做得更精确更有利于LED显色性，而它的散热是更多的方法出现。
水下灯一般要求为低压供电。
日光灯分外挂式和内置式电源，它和台灯一样，应用场所对灯具提出的要求非常严格。按走
私有T4、T5、T6、T8、T10。
5）舞台灯、投光灯、泛光/洗墙灯、路灯
这些灯具的特点就是功率很大，要求聚光、射程远。此次08年奥运开幕鸟巢内采用投光灯
较多。
6）地砖、手电等
应用LED的手电种类（直充、手摇、大功率LED、直插式LED等）现在市场上已非常多，
但发光效率及寿命并不乐观—我07年回家，见到家中有两个LED的手电，一个已坏，当时
笑之，可见LED的应用已普遍，但质量不敢恭维。
十．LED灯条、显屏细说
1）模组--采用低压供电，按LED、LED颗数、单或多彩，是否灌胶，是否有底壳，底壳种
类来区分模组规格。
我06年已开始做一种由铝壳开成的底壳（圆形底壳，两端出线），可放入一颗绑定￠20铝
基板的大功率LED，铝基板下涂导热硅脂再灌胶固定LED，打少许快干胶之后盖一块铝片透
出LED透镜。纯线性的接入DC3V，发热当然还是严重，因为他灌的胶只是种固化胶，而且
是线性的，我还考虑过用一个7135（线性低压IC）给它做恒流，呵呵，成本与体积问题没
做成，呵呵。
模组多用于灯箱、广告内的背光，景观装饰，小环境内（衣柜、柜台）的弱光。以1、2、
3、4、6、9颗LED为常见，防水则灌胶，另它有长度要求-每串带多少个模组各个公司不同。
2）模条--采用低压供电，按LED、LED颗数、单或多彩，是否灌胶，是否有底壳，底壳种
类、PCB种类来区分模条规格。
A．硬光条，采用钢性PCB，侧/面发光，长度多300MM以上-但它可在PCB上分成多少段，
利于客户就此分段剪开，就此分成模组。
B．软光条，采用FPCB（也有公司将FR4做成0.3或更薄，而称软光条），接贴片LED则面
发光，接插件LED则侧发光。长度多300MM以上-但它可在PCB上分成多少段，利于客户
就此分段剪开。防水则灌胶。因为软光条可卷曲，它的应用场所相对硬光条更广阔、更受人
喜欢。
3）灯条—将LED置于胶体内，不需PCB，扁带/圆条状，单色/多彩。
A．高压供电，多彩只能固定变化效果，多用于户外装饰，多取圆条状。
B．低压供电，可通过控制器控制多彩的变化效果，更富动感。室内外均可使用，多取扁带
状，可装入护栏管中直接应用在工程中。
4）灯串
取代传统灯串。种类像网格灯、星星灯、圣诞灯等（还有做成树状名树灯）。
5）跑马灯、护栏管
跑马灯采用铝/塑料底座，蜂窝壳/透明壳/内纹壳，多为全彩，多用于建筑装饰。
护栏管采用PC料，乳白/内纹/透明，分D型/O型管，管径多为50/80MM，也有带铝槽的。
分段（8段/16段）更细护栏管的显示更丰富，可组成显屏，可用于道路的夜间护栏照明，
可用于景观、建筑等装饰照明。多用美国的DMAX512协议来控制。
6）显示屏
要可显示文字、图表、图像、动画、视频信息才是显示屏。
显屏按使用功能分为：图文显示屏、多媒体视频显示屏、行情显示屏、条形显示屏、利率显
示屏、文本LED电子显示屏、图文LED电子显示屏、计算机视频LED电子显示屏、电视视频LED
电子显示屏和行情LED电子显示屏等。行情LED电子显示屏一般包括证券、利率、期货等用途
的LED显示屏。
按灰度级：又可分为16、32、64、128、256级灰度LED显示屏等
十．LED应用灯具驱动细说
1）阻容
我最早接触LED灯杯的时候，曾抄过很多公司的样板，无一例外都是阻容降压，从此阻容
的使用就开始忽悠了，因为同时也会知道阻容的坏处，灯杯的寿命全坏在这个上面，行业上
反对的呼声与出来更多的产品怎么是平行线了，呵呵，说与用互不相干。
I=70C，这是我当时见到偶主管这样的时候，曾感叹经验的神奇，后来一上网，啥都有了，
所以神奇感就没了，但运用就很娴熟了。还有曾一直相信小功率LED要用20MA来驱动，我
在做MR16220V时坚持要这么多，自然的装杯就成了问题，后来一敲破人家的杯才知道，
呵呵，用个224就行了，电流才10-11MA。另见过做PAR38的，用两个电容两个桥堆，分
成两个电源给一个光源板上的两路LED供电。
2）桥堆-低压环境
关于AC12V的灯杯使用的驱动，真不可想象，有家给飞利浦做代工的竟是采用桥堆再并个电
解就上了，真行。还有采用7809带两个LED一串，多并的，都是廉价的做法。
低压输入带多灯时会需用升压（BOOST）电路，ZETEX公司出品的ZXSC400是非常不错的升
压IC。1.8-8V的输入范围，≥80%的效率，可升压到30-35V，采用SOT-23封装。现有量产的
是采用QX2305，SOP8封装，可升压到30-35V，最高达90%的效率，可升压到30-35V。
AA1700，1.8-15V的输入范围，可升压到25V，TSSOP封装。
3）降压
不隔离：采用一些降压IC来做不隔离的驱动，PI的LNKSWITCH-II，是成功的例子。另业中可
称最失败的是SUPERTER的HV9910了，发热与恒流精度是最让人恼火的问题，就更不用说效
率了，我一直不明白的是从现06年开始说个IC不论带大功率还是小功率都不错的IC，但没
几个人成功，还有人在力推—说这个IC要有经验的工程师就能玩好，晕。像华润矽威的PT4107
带多灯小功率及5颗左右的1W大功率，IRS2541可以提供16-35V输出电压、700MA电流，
CN5610传说是代替9910的最好方案，XLT604效率大于90%，可达1A的输出电流，驱动
1-100个LED。近期活跃的HA22004P这种线性的高压恒流IC，在体积、成本、可带多灯上有
一定优势，从而一枝独秀。SMD802也是近期出现的可直接接全电压的IC，效率还说大于90%，
电流达1A，带3颗LED。
隔离：飞兆的IC带3颗1W及以下的最成功的-效率上讲。PI的TNY系列正在试验，从价格
上讲现有的采用VIPER是便宜的方案，但只能是空间大的场合。另外专用于LED驱动的恒
流IC现市场上出现较多，但应用情况并不乐观。AP8022是可替换VIPER22的IC，SMD912
是可做路灯的电流达2A的IC。
隔离用的变压器是驱动的一个重点，现在使用一些有名的IC都会有相应的设计软件，PI的
设计我就借助PI7.0设计整个电源的参数，这样有利这样有利于快速的设计。体积上考虑可
使用平面变压器减小体积。
十．其它
1）散热--散热膏、导热硅脂、导热片的应用+铝件外壳（有使用风扇散热）
导热片有过的使用记录是在铝板上绑定芯片的下面，可使温度比用散热膏的下降10-20度。
铝件关于热阻计算，使用更厚、导热更快的铝合金、更多面积的翅片。
2）透镜—树脂或光学级PMMA材料，极少用PC壳与玻璃壳的。
使用口径大透镜，可使LED发光角度加大，从而使得LED出光效率不会因为加了透镜而损
耗。
芯片直接绑定在铝板上的大功率，铝板一般在杯口，这种一般采用PC壳，虽光损少，但LED
的光效会不如树脂或光学级PMMA材料。
3）反光杯—镀铝/膜等材料做成反光效果最高的杯形支架，其上还是要加透镜。
在射灯中应用为聚光作用。
4）行业疑点
关于LED芯片直接固定到金属基板上比做成LED在通过两个引脚来焊接到铝板更有利。
关于LED照明的是否真是绿色照明，因为LED亮度会随电流变化，也就是电磁波或者波段
在存在变化，而光的变化对人眼会造成不利，所以绿色照明得相对真恒流的驱动才有意义。
关于LED的寿验，没有人真会做100000小时，就连30000-50000也顶多只是在恶化的条件
下推测得来的，光衰在做成照明灯具后现实就是非常严重。
关于LED是否真是冷光源，现在很多驱动，多是调频驱动，LED工作在变化的峰值电流下
（是否有频闪，与人眼能感觉到频闪都是有争议的），及大电流工作模式下热量有的已超过
了80度，灯具内部温度更高，这样的热辐射非常严重。
关于LED灯杯的叫法，我在灯杯细说里说过，灯头型号常见为G5.3、GU10、E27，G5.3就
是平常说的MR16。
关于LED灯泡的规格叫法，多见以功率来称呼，想是因为以能代替传统的HID灯的功率来
要求LED灯泡，故以为功率相同光效也会相同。讲究光能量、照度这些光参数才是灯具的
真正功能上的参数，功率只能在节能与否上起参照。
------关于LED应用行业的混乱，06年到07年的广告与喧嚣使得LED应用人同行业都很浮
躁，实际的产品却没有什么真正可实用的。08年开始沉寂，出现专注显屏与路灯的公司做
大做强，但像灯泡之类却没见过醒目产品面世，是各公司都保密了还是LED现阶段真的做
不出可取代传统灯具的灯泡？连之前传说有与飞利浦日光管做现场对比的LED日光灯也不
见了，呵呵，也许是余不了解现在行业还是各公司在努力的开发？可笑的是余这种轻浮的人
也感觉工作越来越没有往日的劲，谨以此篇来提醒自己的位置，掂量自己。
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