LED照明的质量可靠性研究分析 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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杨林 著

图书标签:

• LED照明
• 质量
• 可靠性
• 照明工程
• 半导体照明
• 失效分析
• 寿命预测
• 测试技术
• 光电技术
• 照明设计

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121271687

版次：01

商品编码：11790517

包装：平装

丛书名： 可靠性技术丛书

开本：16开

出版时间：2015-10-01

页数：236

正文语种：中文

内容简介

本书是一本关于LED照明的质量可靠性研究、失效分析及产品设计的工具书。全书共6章，简要介绍了LED照明产业的发展现状及质量可靠性技术的基本情况，对LED道路照明灯具、LED隧道灯等的灯具结构进行了详细的介绍；阐述了LED灯具常见失效模式和类型，以及失效分析设备和手段；详细介绍了LED驱动电源失效分析，及电路类型和元器件选型对LED驱动电源的影响，并对电脑及其周边产品具体案例进行分析，帮助读者理解设计和对策内容。

作者简介

杨林，工信部电子五所质检中心主任，高级工程师，IECEE国际评审员；长期从事LED检测和失效研究工作。作为项目负责人主持完成了与LED相关的国家、省部级项目10余项（含国家863计划项目、国家自然科学基金项目、国家科技支撑计划等），曾主编和参编了《电子产品的安全要求，试验与设计》、《电磁兼容设计与测试》系列等教材8部 。

目录

第1章 LED照明概论 （1）
1．1 LED的发展 （1）
1．2 LED基础知识 （3）
1．2．1 LED工作原理 （3）
1．2．2 LED的结构 （4）
1．2．3 LED的主要参数与特性 （4）
1．3 LED照明产品的特点及存在的问题 （20）
1．3．1 LED照明产品的特点 （20）
1．3．2 LED照明产品存在的不足 （23）
1．4 LED照明产品的应用 （25）
1．5 LED照明的发展趋势 （28）
1．5．1 智能化 （28）
1．5．2 照明整体解决方案 （29）
1．5．3 新材料尝试 （30）
1．5．4 特殊照明兴起 （32）
第2章 LED照明产品介绍 （35）
2．1 LED灯具的组成 （35）
2．1．1 LED驱动电源 （35）
2．1．2 LED光源模组 （43）
2．1．3 散热器 （44）
2．2 常见LED灯具介绍 （46）
2．2．1 LED路灯 （47）
2．2．2 LED隧道灯 （47）
2．2．3 LED景观灯 （49）
2．2．4 LED筒灯 （50）
2．2．5 LED灯管 （51）
2．2．6 LED球泡灯 （53）
2．2．7 LED射灯 （55）
2．3 知名LED企业简介 （56）
第3章 LED照明产品的质量控制 （59）
3．1 LED照明产品开发的流程 （59）
3．1．1 LED照明产品开发流程简介 （59）
3．1．2 LED照明产品方案制定的步骤 （61）
3．2 LED芯片与封装 （64）
3．2．1 芯片结构 （65）
3．2．2 材料选择 （69）
3．2．3 多颗LED常见连接方式 （72）
3．3 LED驱动电源设计 （75）
3．3．1 LED驱动要求 （76）
3．3．2 直流驱动 （77）
3．3．3 交流驱动 （80）
3．3．4 电解电容 （82）
3．4 LED照明产品散热设计 （83）
3．4．1 散热对LED照明产品的影响 （83）
3．4．2 LED芯片的散热 （84）
3．4．3 LED驱动电源的散热 （88）
3．4．4 LED散热技术 （96）
第4章 LED照明产品的可靠性 （102）
4．1 LED照明产品的可靠性问题 （102）
4．1．1 可靠性定义 （102）
4．1．2 可靠性的发展 （103）
4．1．3 LED灯具可靠性与寿命 （106）
4．1．4 加速寿命试验 （111）
4．2 LED照明产品寿命预测 （116）
4．2．1 LED寿命指标的规定 （116）
4．2．2 LED光输出寿命预测模型 （119）
4．2．3 LED寿命测试 （121）
4．3 可靠性试验方法 （126）
4．3．1 气候环境试验 （127）
4．3．2 力学环境试验 （129）
4．3．3 化学环境试验 （130）
4．3．4 综合环境试验 （131）
4．4 可靠性试验设备介绍 （132）
4．4．1 知名可靠性设备供应商 （132）
4．4．2 环境试验设备介绍 （134）
第5章 LED照明产品的可靠性评价与失效分析 （141）
5．1 LED照明产品可靠性技术研究现状 （141）
5．2 典型可靠性评价试验 （144）
5．2．1 早期失效筛选试验 （146）
5．2．2 LED室内灯具可靠性定性评价试验 （148）
5．2．3 LED驱动电源的可靠性定性评价试验 （158）
5．2．4 LED器件加速寿命试验与计算分析 （161）
5．3 LED灯具失效的原因及其分析 （172）
5．3．1 LED光源失效 （172）
5．3．2 LED驱动电源失效 （175）
5．4 LED失效案例分析 （178）
5．4．1 事例1――LED灯条 （179）
5．4．2 事例2――LED射灯 （188）
5．4．3 事例3――LED灯管 （197）
5．4．4 事例4――LED筒灯 （203）
5．4．5 事例5―― LED球泡灯 （210）
5．5 LED灯具失效的解决方案 （216）

前言/序言

光影之舞：探索LED照明的内在生命与外在表现 在现代社会，光，已不仅仅是驱散黑暗的工具，它更是我们生活空间的情感营造者，是科技进步的直观体现，也是能源效率的衡量标尺。而在这场光影的革命中，LED（发光二极管）以其节能、长寿、环保等显著优势，迅速占据了主导地位，渗透到家居、工业、城市乃至科研等各个领域。然而，伴随着LED照明的普及，一个不容忽视的问题也日益凸显：LED照明的质量与可靠性。 本书并非是对“LED照明的质量可靠性研究分析”这一特定书名的直接阐述，而是以一个更加宏观、更具探索性的视角，深入剖析LED照明这一复杂而迷人的技术领域。我们将一起踏上一段旅程，从光的本源出发，追溯LED的诞生与演进，探究其核心技术的奥秘，进而审视其在不同应用场景下的表现，并最终关注那些决定其“内在生命”与“外在表现”的关键因素——也就是其质量与可靠性。 第一章：光的觉醒——LED的起源与发展 在进入LED照明的详尽分析之前，我们有必要回顾一下光的历史。从古老的火种到白炽灯的辉煌，再到荧光灯的出现，人类对光的追求从未停歇。LED的出现，标志着照明技术的一次飞跃。本章将带领读者回到LED的“原点”，讲述早期半导体材料的研究如何孕育出这颗“冷光源”的种子。我们将追溯Gallium Nitride (GaN)等关键材料的发现与突破，以及不同时期科学家们为此付出的不懈努力。从最初的红、绿、黄三色，到如今全光谱、高显色性的LED，LED技术的发展历程本身就是一部浓缩的科技进步史。我们将重点关注那些奠定了LED照明基础的关键技术突破，为理解其后续的质量与可靠性打下坚实的基础。 第二章：光之魂——LED核心技术的深度解析 LED的“内在生命”在于其核心技术。本章将剥开LED的“外衣”，深入探究其“光之魂”。我们将详细解析LED的发光机理，从PN结的形成，到载流子复合发光，再到量子效率的优化。在这里，我们会接触到半导体物理学的基本概念，理解不同材料特性如何影响LED的光学性能。 更重要的是，我们将聚焦于影响LED质量与可靠性的核心技术组件。这包括LED芯片的材料选择、结构设计、掺杂工艺，以及封装技术。芯片的性能直接决定了LED的亮度、色温、显色性等基本参数，而封装技术则承担着保护芯片、导热散热、以及光学设计的重要任务。我们还会探讨驱动电路的设计，它如何影响LED的稳定工作和寿命。通过对这些核心技术的细致解读，读者将能够深刻理解LED照明的“软肋”与“强项”可能藏在哪里。 第三章：光之舞——LED在不同场景的应用与挑战 LED照明的“外在表现”体现在其广泛的应用。从我们温馨的家庭空间，到繁忙的工厂车间，再到璀璨的城市夜景，LED无处不在。本章将带领读者走进LED照明的多元世界，探讨其在不同应用场景下的独特优势与面临的挑战。 在家居照明领域，我们关注LED如何提供更舒适、更健康的照明环境，例如通过调节色温来影响人的情绪和生理节律，或者通过高显色性来真实还原物体的色彩。在工业照明方面，LED的耐用性、高亮度以及抗震动性使其成为理想选择，我们还将探讨其在特殊环境下的应用，如防爆、防腐蚀等。在城市照明领域，LED的节能特性和智能化控制能力，正在重塑我们的城市面貌，降低能源消耗，提升城市形象。 然而，在这些应用背后，我们也需要正视LED照明所面临的挑战。不同场景对LED的性能有着不同的要求，例如，对色温的稳定性、对闪烁的抑制、对光衰的控制等。同时，环境因素如温度、湿度、灰尘等，也可能对LED的长期性能产生影响。本章将通过对具体应用场景的分析，展现LED照明的“光之舞”并非总是完美无瑕，其质量与可靠性在实际应用中需要经受严峻的考验。 第四章：光之眼——评估LED照明质量的关键指标 要判断LED照明的质量是否可靠，离不开一套科学的评估体系。本章将聚焦于那些“看得见”和“看不见”的质量指标，它们共同构成了衡量LED照明优劣的“光之眼”。 我们将详细解读LED照明的各项关键性能参数，包括： 光效 (Luminous Efficacy)：衡量LED将电能转化为光能的效率，通常以流明/瓦特（lm/W）表示，是衡量LED节能性的重要指标。 色温 (Correlated Color Temperature, CCT)：描述光源光色的感觉，以开尔文（K）为单位。从暖黄光到冷白光，不同的色温能营造不同的氛围。 显色指数 (Color Rendering Index, CRI)：衡量LED光源对物体真实色彩的还原能力。CRI值越高，LED越能真实地呈现物体颜色。 光衰 (Lumen Depreciation)：LED在使用过程中光通量逐渐衰减的现象。我们关注其衰减速率和寿命终点（L70、L80、L90等）。 色度一致性 (Color Consistency)：同一批次或不同批次的LED在颜色上的均匀程度。 闪烁 (Flicker)：LED在工作时可能出现的不可见或可见的亮度波动，对人眼健康和视觉舒适度有重要影响。 指向性 (Directivity)：LED发光的角度和分布特性。 启动时间与响应速度 (Start-up Time and Response Speed)：LED从通电到稳定发光所需的时间，以及开关响应的灵敏度。 散热性能 (Thermal Performance)：LED工作时产生的热量如何有效散出，关系到LED的寿命和性能衰减。 通过对这些指标的深入理解，读者将能够学会如何“读懂”LED照明产品的规格说明，并对其质量进行初步的判断。 第五章：光之鉴——影响LED可靠性的深层因素 “可靠性”是LED照明的生命线。本章将超越表面的性能指标，探究那些影响LED照明“内在生命”的深层因素。这涉及到从材料科学到制造工艺，再到环境适应性的多方面考量。 我们将重点分析以下几个方面： 材料的稳定性与纯度：LED芯片制造中使用的半导体材料的纯度、晶体缺陷以及化学稳定性，直接影响其发光效率和寿命。 封装材料的选择与性能：封装材料（如环氧树脂、硅胶、陶瓷）的耐热性、耐紫外线能力、透光性以及与芯片的粘附性，对LED的长期可靠性至关重要。 热管理设计：LED工作时产生的热量是影响其寿命的最大杀手之一。有效的散热设计，包括PCB基板的选择、导热材料的应用、以及散热结构的优化，是保证LED可靠性的关键。 驱动电路的稳定性与保护机制：不稳定的驱动电流或电压，以及缺乏有效的过压、过流、过温保护，都会大大缩短LED的寿命。 制造工艺的精度与一致性：从芯片的生长、外延、光刻，到封装的焊接、灌胶，每一个环节的工艺控制精度都会影响最终产品的质量。 环境因素的挑战：高温、高湿、盐雾、紫外线辐射等恶劣环境，会对LED的材料和结构造成侵蚀和损伤，降低其可靠性。 通过对这些深层因素的剖析，读者将能够更全面地认识到，LED照明的可靠性是一个系统工程，需要从材料、设计、制造到应用的全链条进行把控。 第六章：光之证——LED照明可靠性评估方法与标准 如何“证明”LED照明的质量可靠？本章将探讨目前行业内常用的LED照明可靠性评估方法和相关的标准体系。 我们将介绍各种可靠性测试方法，例如： 加速寿命测试 (Accelerated Life Testing, ALT)：通过提高测试条件（如温度、电压）来缩短测试时间，预测LED的长期寿命。 高温高湿测试 (High Temperature and Humidity Testing)：评估LED在潮湿高温环境下的性能衰减和失效模式。 冷热冲击测试 (Thermal Cycling Testing)：模拟LED在温度剧烈变化环境下的可靠性，评估材料的热膨胀和收缩带来的影响。 光衰测试 (Lumen Maintenance Testing)：长时间监测LED在标准工作条件下的光通量衰减情况。 电应力测试 (Electrical Stress Testing)：评估LED在不同电压、电流应力下的稳定性。 机械振动与冲击测试 (Mechanical Vibration and Shock Testing)：评估LED在运输和使用过程中的机械可靠性。 同时，我们还会梳理国内外相关的LED照明可靠性标准，例如IEC、ANSI、GB等标准，了解它们在性能测试、寿命评估、安全要求等方面的规定。理解这些评估方法和标准，对于消费者、采购商以及生产商来说，都具有重要的指导意义。 第七章：光之思——LED照明的未来与质量的永恒追求 展望未来，LED照明技术仍在不断发展。更高效的发光材料、更智能的控制系统、更环保的生产工艺，都将是未来的发展方向。本章将对LED照明的未来趋势进行探讨，并再次强调质量与可靠性在这一进程中的核心地位。 我们将思考： 智能化与物联网的融合：LED照明如何与智能家居、智慧城市等物联网应用深度结合，实现更便捷、更节能的照明体验。 光谱可调与健康照明：未来LED照明将更加注重对人体生理和心理健康的影响，通过精确调控光谱，实现“以光养生”。 可持续发展与绿色制造：如何进一步降低LED照明的能耗，减少生产过程中的环境污染，实现真正的可持续发展。 技术创新与质量保障的平衡：在追求技术创新的同时，如何确保LED照明产品的质量与可靠性不打折扣。 最终，本书将传递一个核心的理念：无论技术如何发展，LED照明的质量与可靠性始终是其赢得市场、赢得用户信任的基石。对质量的严苛追求，是对消费者负责任的态度，也是对技术进步的尊重。 通过以上章节的循序渐进的探讨，本书旨在为读者构建一个关于LED照明质量与可靠性的全面认知框架。我们希望读者能够跳出简单的“好坏”之分，深入理解LED照明背后的科学原理、技术挑战以及评估体系，从而在面对琳琅满目的LED产品时，能够做出更明智的选择，享受到更优质、更可靠的光明。

评分☆☆☆☆☆

当我在书店或者线上书库看到《LED照明的质量可靠性研究分析》这个书名时，我的第一反应是，这大概是一本非常“硬核”的书，充满了各种技术术语和复杂的图表。我本身对LED照明技术并不是特别了解，但作为一名对新科技充满兴趣的消费者，我常常在购买LED灯具时感到困惑。市面上LED产品的品牌、型号、价格差异巨大，商家宣传的各种“高效”、“长寿”、“高显色”等等，究竟有多少是真实可靠的？ 我猜想，这本书可能就是为了解答这些疑问而诞生的。它或许会从基础的LED器件原理开始讲起，深入剖析LED的制造过程，比如晶体生长、外延片制备、芯片切割等环节，并重点分析这些工艺对LED最终性能和可靠性的影响。接着，它可能会探讨LED封装技术，包括支架、固晶、打线、灌封等，以及不同的封装材料和工艺如何影响LED的光学性能、热学性能和机械可靠性。 更令我期待的是，我希望这本书能够提供一些实际的、可操作的评估方法。例如，如何在家中简单地测试LED灯的频闪问题？如何通过一些外观上的细节来判断LED灯的散热设计是否合理？书中是否会提供一些关于LED驱动电源可靠性评估的知识，比如如何识别劣质驱动电源可能带来的风险？如果这本书能够用相对易懂的方式，解释清楚这些技术细节，并且提供一些实用的购买建议，那它对于我这样的普通消费者来说，绝对是一本价值连城的“避坑指南”。

评分☆☆☆☆☆

这本《LED照明的质量可靠性研究分析》的出现，对于正在经历LED照明产品升级换代的工程界来说，无疑是雪中送炭。我们现在在城市亮化、商业空间设计、甚至工业照明领域，都大量采用LED产品，这背后涉及到巨大的投资和长期的维护成本。如果LED灯具的可靠性不高，不仅会增加返修率和更换成本，更可能影响项目的整体效果和使用寿命，甚至对人身安全造成潜在威胁。因此，一本能够系统性地分析LED产品质量可靠性的研究性书籍，可以为我们提供坚实的理论基础和实践指导。 我猜想，这本书的作者应该是一位在LED照明领域拥有丰富实践经验和深厚学术背景的专家。他（或她）的分析可能不仅仅停留在表面现象，而是深入到LED器件的微观结构、材料特性、制造工艺以及可靠性测试方法等层面。书中可能会详细介绍不同类型的LED芯片（如CSP、COB等）及其可靠性特点，驱动电源的各种保护机制和寿命预测模型，以及散热设计对于LED寿命和性能的关键影响。 同时，我也期待这本书能提供一套完整的LED照明产品可靠性评估体系，包括加速寿命试验、环境适应性试验、电磁兼容性试验等，并对这些试验结果进行科学的数据分析和解读。如果书中还能结合大量的案例研究，分析不同应用场景下LED照明的可靠性挑战和解决方案，那对于我们这些一线工程师来说，将是极其宝贵的财富。它能够帮助我们更准确地选择供应商，制定更优化的设计方案，从而大大提高LED照明项目的成功率和投资回报。

评分☆☆☆☆☆

这本《LED照明的质量可靠性研究分析》听起来就像是为那些对LED照明的实际应用和长期表现有着深度探究需求的人量身打造的。我之所以这么说，是因为现代社会，LED照明已经渗透到我们生活的方方面面，从家居照明到城市亮化，再到工业生产，其能耗低、寿命长、显色性好等优点让它成为主流。然而，伴随而来的是市场上LED产品的质量参差不齐，一些劣质产品不仅光效不高，寿命短，甚至可能存在安全隐患。因此，一本能够深入分析LED照明质量可靠性的书籍，无疑能为消费者、工程技术人员、采购决策者以及行业研究者提供宝贵的参考。 我想象这本书的内容，应该会涵盖LED芯片的制造工艺、封装技术、驱动电源的设计与稳定性，以及散热系统的优化策略等关键技术环节。它可能会详细阐述影响LED可靠性的主要因素，比如温度、湿度、电压波动、材料老化等，并提供一套科学的评估方法和标准。通过对大量实验数据和实际案例的分析，书中或许还会揭示不同类型LED产品在实际使用中的性能表现差异，以及哪些设计和生产环节更容易出现质量问题。更重要的是，这本书可能还会探讨如何通过质量控制体系的建立和完善，来确保LED照明产品的长期稳定运行，从而真正实现节能环保的社会效益。

评分☆☆☆☆☆

《LED照明的质量可靠性研究分析》这个题目，让我脑海中立即浮现出许多关于LED产品实际应用的场景和疑问。我们都知道LED照明是未来的趋势，它的节能和环保特性是毋庸置疑的。然而，在实际推广应用的过程中，尤其是在一些对照明质量要求极高的专业领域，比如博物馆、艺术展览、精密仪器制造车间，甚至是医院的特定区域，LED产品的可靠性和长期稳定性就显得尤为重要。 我个人对LED的“可靠性”有着非常具体的需求。我不仅仅关心它的“亮不亮”，更关心它在长时间、高负荷运行下，光线的稳定性如何，会不会出现色温漂移，会不会产生让人不适的闪烁，以及它的显色指数会不会随着时间的推移而衰减。如果这本书能够深入探讨这些细节，比如通过材料科学的视角，分析LED芯片的衰减机制，或者从电子工程的角度，解释驱动电源的设计如何影响LED的寿命和性能，那我一定会非常感兴趣。 而且，我更期待书中能够提供一些量化的分析和评估标准。很多时候，我们在市面上看到的LED产品，其性能指标的描述都比较笼统，缺乏可比性。如果这本书能够提供一套严谨的可靠性评估方法，或者通过大量的实验数据，对市面上主流的LED产品进行一个客观的比较和分析，那无疑会对我们做出更明智的采购决策提供极大的帮助。我想象中，这本书就像一位严谨的“科学侦探”，把LED照明产品质量的“真相”一层层揭示出来。

评分☆☆☆☆☆

读到《LED照明的质量可靠性研究分析》这个书名，我的第一反应是，这简直是为我这种对技术细节充满好奇，又时刻担心买到“坑货”的普通消费者量身定做的。我平时对家里的灯具总有些挑剔，总觉得网上那些价格差异巨大的LED灯，背后肯定藏着不少故事。这本书听起来就像是把这些“故事”一点点剥开，让我明白为什么有的灯亮得久，有的很快就“瞎了”，为什么有些灯照出来的颜色那么舒服，而有些却让人觉得怪怪的。 我特别期待书中能有关于“可靠性”的详细解读。这不仅仅是说灯泡能亮多久，更包括它的光衰速度、色温的稳定性、是否会产生频闪，甚至会不会影响我的睡眠质量。如果书中能用通俗易懂的语言，解释清楚LED芯片的性能、驱动电源的稳定性以及散热设计的重要性，再配上一些实际的测试方法，那我下次去实体店或者网购的时候，就能更有底气地去辨别了。我想象中，这本书会像一个经验丰富的“灯具顾问”，帮我避开那些华而不实、质量堪忧的产品，让我真正买到既省钱又舒服的LED照明。

评分☆☆☆☆☆

专业技术图书，非常不错。

评分☆☆☆☆☆

书籍资料都是很不错的，下次还会购买

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内容专业实用，印刷质量好。

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书籍资料都是很不错的，下次还会购买

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不错，实验室买的。

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