LED器件选型与评价_康玉柱,杨恒,林太峰_9787519857837

本书主要介绍设计LED照明产品时常用的LED器件评价与选型的基础知识和实操方法。全书共分为5章，分别介绍照明基础知识、LED器件原理、LED器件可靠性、LED器件的选型以及应用案例。全书内容由浅入深，以LED器件的评价方法为主线贯穿全书，各章节又自成体系，可跳跃阅读。
本书适合大专以上的学生、工程师阅读，也可供大专院校师生参考。

前言
近几年ＬＥＤ照明技术越来越成熟，竞争也越来越激烈。许多厂家纷纷寻找新蓝海，开拓高附加值领域。其中，智能照明、人因照明、植物照明等照明的新领域，往往都有一个共同特点，那就是不再以单独追求光效为目标，而是更看重光品质。光品质的基础是光谱，按需提供光谱，也就是所谓的光谱工程，是当下研究和应用的重点。以往获取光谱及其参数基本是靠机器测试，但在光谱工程时代，一般都需要进行光谱模拟，对假想的光谱进行参数计算，再结合试验确定终方案。因此基于光谱的各种计算，成为当前从事照明新领域的相关人员技能。
另外，智能照明、人因照明、植物照明等高附加值领域，对产品可靠性的要求往往较高，如何根据加速寿命试验得到的数据来计算实际应用环境下照明产品的寿命，以及如何设置恶劣测试条件来模拟实际的恶劣应用环境来评估产品的可靠性，也成为当前从事照明新领域的相关人员技能。
由于目前ＬＥＤ产品品牌、种类、型号非常多，例如，仅三星ＬＥＤ一个品牌目前就有１０００多个型号。此时照明厂商需要快捷有效的评价工具，根据产品需要，对众多ＬＥＤ器件进行综合评价，选用合适的ＬＥＤ器件来开发产品。这是当前从事照明新领域相关人员的另一项技能。
目前市场上缺乏引导工程师了解和掌握以上三个技能的参考书籍，相关书籍往往仅在单一领域深入讲解，此时缺乏相关专业领域背景的工程师很难快速理解和掌握相关知识及计算方法。例如光度、色度参数计算，有专门的光度学、色度学书籍，但这类书籍全都与照明无关，仅从颜色角度来深入阐述，而从事照明工作的工程师是不需要了解那么多与色度有关的知识，如非相关专业，也很难理解那么多且深奥的专业知识。再如可靠性，也有很多电子元器件、半导体器件的可靠性书籍，但没有仅针对ＬＥＤ可靠性的单一书籍和具体计算过程。此类可靠性书籍往往非常深奥，需要大量的数学知识，很多工程师望而生畏。其实ＬＥＤ可靠性的核心计算只需要深入了解和运用对数正态分布和威布尔分布即可。具体到ＬＥＤ器件评价与选型，就更加没有现成的书籍参考，更多是要在工作中积累经验。本书作者从事ＬＥＤ照明产品开发和ＬＥＤ器件技术支持工作多年，有丰富且实用的评价理论和选型技巧，本书将这些经验分享给工程师，可让工程师在实际工作中少走弯路。
全书分为５章。第１章主要介绍照明基础知识，包括光度学、色度学和常用照明标准，着重举几个计算实例，这一章是第４章的基础。第２章简要介绍ＬＥＤ器件的工作原理和生产工艺，目的是让读者更好地理解ＬＥＤ器件可靠性的影响因素，故这一章是第３章的基础。第３章介绍可靠性一般理论，具体介绍ＬＥＤ有关的两个常用可靠性指标光衰寿命和开关寿命，同时介绍环境因素对ＬＥＤ器件可靠性的影响，第３章同样是第４章的基础。第４章具体介绍ＬＥＤ器件的评价与选型。第５章是具体应用实例，选择植物照明和人因照明两个典型例子，内容详细，工程师可按照此章内容制作出可用的样品。
全书内容有明显层次划分，大部分内容为所有读者均可阅读的内容。涉及计算时，会分为三个层次。个层次适合ＬＥＤ设计总监阅读，内容是计算原理和计算步骤；第二个层次适合经理阅读，内容是具体的公式推导和计算细则；第三个层次适合工程师阅读，内容为计算程序和相关注释。这样划分，读者可对内容进行选择性阅读，分别可把握宏观、微观和操作层面的内容。
本书可作为一本案头实用工具书，让读者在实际工作中随时有理论依据可查，有计算工具可用。读者在阅读本书时，如果有问题需要讨论，可搜索ＱＱ群８１１３８２７６８，验证信息读者，加入该群后可讨论与本书有关内容。全书有较多具体计算程序，统一用当前火热且易于上手的Ｐｙｔｈｏｎ编写，工程师不需要大的修改即可直接套用相关计算程序作为产品开发时的辅助工具。本书涉及的程序源代码以及部分资料也可在群文件处下载。
此外，本书作者计划针对个别较难理解的章节和内容，录制一些讲解视频，并放在网上供读者观看，有需要的读者请登录ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｂｉｌｉｂｉｌｉ．ｃｏｍ／，并搜索Ｕｐ主Ｐａｓｃａｌｋａｎｇ观看。
在此对中国电力出版社的建议和鼎力支持深表感谢，限于作者学识和能力，书中不当和欠缺之处，请予以批评指正。

目录
前言
第１章照明基础知识１
１．１光度学１
１．１．１照明历史１
１．１．２光学基本概念２
１．１．３辐射度量与光度量１１
１．１．４黑体辐射谱２０
１．１．５计算实例３１
１．２色度学４１
１．２．１色品坐标４１
１．２．２相关色温５２
１．２．３色容差５３
１．２．４显色指数６８
１．２．５ＴＭ３０７３
１．２．６犇ｕｖ９１
１．２．７主波长和色纯度９７
１．２．８ＣＱＳ１０１
１．２．９计算实例１２０
第２章ＬＥＤ器件原理１３２
２．１ＬＥＤ发光原理１３２
２．１．１ＬＥＤ发展简史１３２
２．１．２辐射和非辐射复合１３４
２．１．３辐射复合理论１４１
２．１．４ＬＥＤ电气特性１４７
２．１．５光学特性１５８
２．２ＬＥＤ制作工艺１６３
２．２．１外延１６４
２．２．２芯片１９３
２．２．３封装２３０
２．３ＬＥＤ器件主要参数２４６
２．３．１ＬＥＤ器件的电学参数２４７
２．３．２ＬＥＤ器件的光学参数２５０
２．３．３ＬＥＤ器件的其他参数２５２
２．４常用封装形式及应用２５３
２．４．１２８３５２５４
２．４．２４０１４２５５
２．４．３５６３０２５５
２．４．４３０３０２５５
２．４．５３５３５２５６
２．４．６５０５０２５６
２．４．７ＣＯＢ２５７
２．４．８ＣＳＰ２５８
２．５ＬＥＤ器件常见失效及机理２５８
２．５．１位错、缺陷生长和运动２６０
２．５．２芯片破裂２６２
２．５．３杂质扩散２６２
２．５．４电迁移２６３
２．５．５键合引线断裂或焊球疲劳２６５
２．５．６电接触层金属化互扩散２６６
２．５．７静电损伤２６７
２．５．８封装体碳化２６８
２．５．９分层２６９
２．５．１０封装体黄化２７０
２．５．１１透镜破裂２７３
２．５．１２荧光粉热猝灭２７３
２．５．１３焊点疲劳２７５
第３章ＬＥＤ器件可靠性２７７
３．１可靠性基础知识２７７
３．１．１可靠性与寿命试验２７８
３．１．２试验条件２８０
３．１．３环境应力筛选２８３
３．１．４可靠性数据２８５
３．１．５可靠性数学基础２８７
３．１．６退化数据统计分析３０１
３．２ＬＥＤ的光衰寿命３１１
３．２．１ＩＥＳＬＭ８０１５３１１
３．２．２ＩＥＳＴＭ２１１１３１７
３．２．３ＴＭ２１以外的寿命评估方法３３１
３．２．４整灯寿命与灯珠寿命的关系３５５
３．３ＬＥＤ的开关寿命３５９
３．３．１ＬＥＤ器件开关寿命的理论模型３６０
３．３．２ＬＥＤ整灯的开关寿命３６２
３．４常用环境测试３６３
３．４．１硫化试验３６３
３．４．２高温高湿试验３６５
３．４．３氨气试验３６６
３．４．４盐雾试验３６６
第４章ＬＥＤ器件的选型３６９
４．１需考虑因素综述３６９
４．１．１专利３６９
４．１．２品牌３７０
４．１．３性能和价格３７１
４．１．４可靠性３７６
４．１．５特殊要求３７８
４．２光源产品ＬＥＤ选型３７９
４．２．１ＬＥＤ灯管３７９
４．２．２ＬＥＤ球泡灯３８４
４．３室内灯具ＬＥＤ选型３８８
４．３．１商业照明３８８
４．３．２ＧＢ５００３４３９３
４．３．３ＩＥＣ６２４７１和ＩＥＣ６２７７８３９４
４．３．４其他室内标准４０３
４．４户外灯具ＬＥＤ选型４０４
４．４．１道路照明４０４
４．４．２体育场照明４０５
４．５国际标准法规对ＬＥＤ选型的要求４０９
４．５．１Ｔｉｔｌｅ２０／２４４０９
４．５．２ＤＬＣ４１０
４．５．３ＥＲＰ４１１
第５章应用实例４１４
５．１植物照明及其在植物工厂中的应用４１４
５．１．１光合作用４１５
５．１．２非光合作用４３１
５．１．３植物照明基本概念和参数４３８
５．１．４植物照明典型应用４４２
５．１．５植物照明的发展方向及认证标准４５３
５．１．６大麻基础知识４６１
５．１．７植物照明在大麻照明中的应用４６４
５．２节律照明及其在教室照明中的应用４６４
５．２．１褪黑素的合成和作用４６６
５．２．２ＣＩＥＳ０２６／Ｅ：２０１８４８８
５．２．３节律照明在教室照明中的应用５０８
参考文献５３１

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