半导体照明技术(光电信息科学与工程系列教材)

在全球性节能减排的低碳经济浪潮中，由于LED 具有高效节能、绿色环保、寿命长、体积小、易于集 成与智能控制等诸多优点，半导体照明正在引起全球 性的照明技术革命。 文尚胜、姚日晖、吴玉香、邵燕宁编著的《光电 信息科学与工程系统教材：半导体照明技术》系统地 介绍了照明的基础知识和LED的基本原理、基本特性 和LED照明的主要技术，内容翔实丰富、简明实用。 主要包括光度学、色度学、照明史、LED的基本原理 、LED基本特性、LED制备技术、LED照明光学设计技 术、LED照明散热设计技术、LED照明电源设计技术、 LED照明测量技术、LED照明专利的应用等。 《光电信息科学与工程系统教材：半导体照明技 术》可作为高等学校信息显示与光电技术、光电子科 学与技术、半导体器件物理、应用物理、微电子物理 、材料科学工程等相关专业本科生的教材，也可供相 关专业科技人员、工程技术人员参考。

1 光度学与色度学基础 1.1 光度学基础 1.1.1 光的本质和基本概念 1.1.2 光的传播特性 1.1.3 光度量 1.2 色度学基础 1.2.1 CIE-RGB表色系统 1.2.2 CIE-XYZ表色系统 1.2.3 CIE色度计算 1.2.4 均匀色空间 1.2.5 与色彩有关的照明参量 1.3 人眼的视觉 1.3.1 人眼的构造 1.3.2 人眼的视觉特性 2 照明基础 2.1 照明历史 2.2 自然光源 2.3 人工光源 2.3.1 白炽灯 2.3.2 卤钨灯 2.3.3 荧光灯 2.3.4 低压钠灯 2.3.5 高压气体放电灯 2.3.6 无电极放电灯 2.3.7 照明的经济核算 3 LED基础知识 3.1 LED的发展历史 3.1.1 红光LED的诞生 3.1.2 彩色LED的发展 3.1.3 照明用LED的发展 3.2 LED的发光原理 3.2.1 发光原理 3.2.2 材料体系 3.2.3 基本电致发光结构 3.3 LED的基本特性 3.3.1 LED的电学特性 3.3.2 LED的光学特性 3.3.3 LED的热特性 3.3.4 LED的其他特性 4 LED制备技术 4.1 LED衬底选择 4.1.1 LED衬底材料的要求 4.1.2 LED衬底材料的种类 4.2 LED外延技术 4.2.1 LED对外延材料的基本要求 4.2.2 几种常用的LED外延材料 4.2.3 LED外延层的制备技术及设备 4.3 LED芯片技术 4.3.1 LED芯片制造技术 4.3.2 LED芯片优化技术 4.4 LED封装技术 4.4.1 小功率LED封装（引脚式封装） 4.4.2 表面贴装封装 4.4.3 功率型封装 4.5 LED分选技术 4.5.1 LED分选的必要性 4.5.2 LED的分选方法 4.5.3 LED分选技术的发展现状与趋势 4.6 白光LED技术 4.6.1 人造白光 4.6.2 白光LED的实现方法 5 LED照明光学设计技术 5.1 非成像光学简介 5.1.1 非成像光学的分支之一：照明非成像光学 5.1.2 非成像光学与成像光学的区别 5.1.3 非成像光学的主要基本概念——光学扩展量 5.2 自由曲面光学元件设计 5.2.1 微分方程法进行自由曲面光学元件设计的基本原理 5.2.2 自由曲面光学元件的设计方法 5.2.3 自由曲面反射镜照明系统的设计 5.2.4 自由曲面透射照明系统的设计 5.3 LED照明系统光学模拟 5.3.1 采用TracePro进行LED照明系统光学模拟的基本流程 5.3.2 采用TracePro进行LED模拟仿真 6 LED照明散热设计 6.1 LED散热基础知识 6.1.1 LED散热设计的必要性 6.1.2 LED热量传递的三种基本方式 6.1.3 热设计术语 6.2 热量对LED的危害分析 6.2.1 产生LED结温的原因 6.2.2 LED结温对性能的影响 6.2.3 降低LED结温的途径 6.2.4 LED结温计算实例 6.3 LED的散热途径分析 6.3.1 LED散热途径 6.3.2 LED热的传递方式 6.3.3 封装散热 6.4 LED散热分析模型 6.4.1 发光二极管的热阻 6.4.2 基于统计的常用热阻模型 6.4.3 基于热传导能量方程的热阻模型的建立 6.4.4 测量、计算热阻的意义 6.5 LED散热仿真软件 6.5.1 基于ANSYS有限元分析软件的LED热模拟 6.5.2 基于CFD仿真软件的LED热模拟 6.6 LED散热材料的选择 6.6.1 散热材料的选择 6.6.2 散热材料基板类型的选择 6.6.3 散热片的选择与设计 6.7 新型散热材料与技术 6.7.1 新型散热材料 6.7.2 散热新技术 6.8 LED散热设计过程 6.8.1 散热器材料的影响 6.8.2 有效散热面积的影响 6.8.3 生热率的影响 6.8.4 金属基板的影响 6.8.5 封装填充材料的影响 6.8.6 对流条件的影响 6.8.7 辐射 6.9 结语 7 LED驱动设计 7.1 概述 7.1.1 驱动电源对LED灯具寿命的影响 7.1.2 LED驱动电源通用要求 7.1.3 LED驱动电源现状 7.2 LED驱动电源拓扑选择 7.2.1 对LED驱动电源要求及主要技术参数 7.2.2 LED照明的几种驱动方式 7.2.3 DC／DC变换器的拓扑结构 7.2.4 LED驱动电源最常用的5种拓扑结构的比较 7.3 LED恒流驱动电源及实例分析 7.3.1 LED恒流驱动电源的基本构成 7.3.2 EMI滤波器及AC／DC电路设计 7.3.3 功率因数校正电路设计 7.3.4 常用DC／DC恒流驱动原理 7.3.5 实例分析 7.4 LED驱动电源PcB板及保护电路设计 7.4.1 PCB布局及布线设计 7.4.2 LED驱动电源浪涌抑制电路设计 7.4.3 LED驱动器温度补偿及保护电路设计 7.5 LED驱动芯片及常用元器件的选择 7.5.1 LED驱动芯片的选择 7.5.2 LED驱动电源开关管的选择 7.5.3 LED驱动电源电感的选择 7.5.4 LED驱动电源电容器的选择 7.5.5 LED驱动电源用续流管的选择 7.6 LED驱动电源的发展趋势 7.6.1 新一代LED驱动芯片的推广应用 7.6.2 无电解电容驱动电源技术 7.6.3 智能化LED驱动电源的发展 7.6.4 LED驱动电源的优化设计 8 LED照明的测量 8.1 LED照明的产业标准 8.1.1 概况 8.1.2 国内外主要标准化组织及其在推动标准制订上的贡献 8.1.3 欧盟和日本标准情况介绍 8.1.4 广东省标杆的检测标准及主要测量指标介绍 8.2 LED灯具的主要种类及其与GB7000系列标准的对应关系 8.3 LED灯具的主要测量项目与测量参数 8.3.1 安全标准检测项目 8.3.2 性能标准检测项目 8.3.3 能效标准检测项目 8.4 LED灯具的测量 8.4.1 安全试验 8.4.2 性能试验 8.4.3 光生物安全试验 8.4.4 可靠性测试 8.4.5 寿命测试 8.4.6 电磁兼容试验 8.5 LED照明系统热特性的测量 9 LED照明的应用 9.1 LED显示屏 9.1.1 LED显示屏发展的简要回顾 9.1.2 LED显示屏的广泛应用 9.1.3 LED显示屏原理 9.1.4 LED显示屏的性能指标 9.1.5 LED显示屏的分类 9.1.6 LED显示屏的驱动 9.1.7 LED显示屏存在的问题 9.1.8 LED显示屏的发展趋势 9.2 LED交通信号灯 9.3 LED路灯 9.4 LED背光源 9.4.1 背光源简介 9.4.2 背光源的技术指标 9.4.3 LED背光源技术分类 9.4.4 LED背光源发展现状 9.4.5 LED背光源发展展望 9.5 LED汽车灯 9.5.1 汽车灯的分类 9.5.2 LED汽车灯的发展历史 9.5.3 LED汽车灯的优势 9.5.4 LED在汽车照明中的应用 9.5.5 LED应用于汽车照明系统存在的问题 9.5.6 LED车灯在未来汽车产业中的发展 9.6 LED景观照明 9.6.1 景观照明的功能 9.6.2 LED作为景观照明光源的优点 9.6.3 LED常见景观照明灯具 9.6.4 LED景观照明典型工程 9.7 LED室内照明 9.7.1 LED室内照明市场分析 9.7.2 LED室内照明主要产品类型 9.7.3 LED室内照明与传统室内照明对比 9.7.4 LED室内照明应用 9.7.5 LED室内照明未来前景 9.8 其他应用 9.8.1 投影仪光源 9.8.2 医学应用 9.8.3 光合作用 9.8.4 光学测量 9.8.5 小结 附录1 专利基础知识概述 附录2 专业词汇 参考文献