户外灯具和电池和LED知识纵横谈

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1、文档供参考，可复制、编制，期待您的好评与关注！ 光明行户外灯具纵横谈“在一个伸手不见五指的夜晚，我不幸.”，如果你没有被城市生活惯坏了你的眼睛，理论上你可以在一个漆黑的夜晚和羚羊一样矫健的冲下一个遍布碎石和断崖的山坡来到小溪边美美喝上一口水，同时还能注意到水边其他野兽的痕迹，但是.，相信不少驴友都有在野外的夜晚有过小小的不愉快经历，起因仅仅是因为他所携带的灯具实在不能让人满意，不方便使用、光强不够、耗电太快、过于笨重、质量不稳定、经受不住恶虐环境的考验.，等等等等，市场上也充斥着N多种各种类型的灯具，那么，让我们通过一系列对比和分析，来看看你到底需要什么样的灯具。 第一部分：基本常识 或许绝大

2、部分人以为灯具是一件再简单不过的东西，似乎不值得仔细分析和研究，恰恰相反，设计制造理想的灯具需要丰富的电子、材料、机械、光学知识。理解这些基础，有利于你正确评价灯具的好坏。1、白炽灯泡：在户外的夜晚要想稍微看的远一点，没有白炽灯具是不可想象的，要使白炽灯泡又亮又节能实在不是件容易的事情，在灯泡功率一定的情况下充入惰性气体，可以使亮度有一定的提升，寿命延长，通常都是氪气和氙气，特殊的还有牺牲使用寿命换取高亮度的大功率卤素灯泡。从户外使用的角度来说，考虑到使用的多面性、可靠性和长效性，普通惰性气体灯泡是比较适宜的，当然，使用高亮度卤素灯泡的灯具也有它绝对优势的用武之地。流行的灯具灯泡接口多见标准的

3、卡口和双脚插口或专用灯胆，从通用性和购买方便性来看，使用标准卡口灯泡的灯具容易补给，代替品多，价格低廉，寿命较长，不少高端灯具也使用卡口的Halogen的氙气灯泡，当然，Halogen的价格较高，在国内也不方便购买，各大超市里的超霸灯泡也是性能相当不错的替代品。要使灯泡较为节能，只能设法降低功率，亮度和时间永远是矛盾的，在电压一定的情况，额定电流较小的灯泡要长久的多，PETZLSAXOAQUA使用6V0.3A的氪气灯泡，达到了普通6V0.5A灯泡的效果，而且使用四节AA电池的理论时间达到9小时，算是亮度和时间平衡的比较成功的典型，国产兆光灯泡的额定电流较小，是不错的替代品。当然，单纯追求强光效

4、果的话又另当别论，Surefire是个典型，65流明灯头用两节锂电只能维持一个小时左右。因此，购买灯具时，检查灯具的灯泡标定值，算出它的大概功率，结合灯碗的直径大小，基本上可以估计出大概的亮度、最大射程和使用时间，你也就不会轻易被动人的广告所迷惑。2、LED：高亮度发光二极管的实用化带来了灯具界的革命，能耗低、寿命长是它的最大优势，使用几节普通干电池就足以维持一个高亮度LED几十甚至上百小时的照明，带来的好处实在太多了，数千小时以上的寿命使理论上不用考虑备用的问题了，但目前LED的最大问题在于它的集光性很难解决，发散式的光源导致它几乎无法照亮夜间10米以外的地面，冷光色也使它对于户外的雨雾雪天

5、穿透性急剧下降，因此通常灯具采用同时并接数个甚至数十个LED的方法来尽量改善，但效果并不明显，尽管目前已有大功率高亮度聚光LED的出现，但是，性能还没有达到能完全取代白炽灯泡的地步，成本也是非常高昂的。普通LED标准驱动电压在3-3.7V间，LED的亮度标准以mcd来表示，直径有5mm、10mm等几个等级，直径越大，mcd值越高者亮度越高，普通灯具出于体积和能耗的考虑多选用5mm级，mcd值在6000-10000左右，但由于LED生产厂家众多，很多国产LED管虚高标注，标称值不大可信，一般来说，进口产品中日亚公司的LED性能是得到公认的，也是名牌灯具最多选用的。由于LED在极小电流下都足以点亮

6、，因此，普通LED灯具标称的数十或上百小时时间实际使用中要大打折扣，也许前几个小时亮度还足以点亮整个营地，后几十个小时用它看表都显得困难，所以，装设电压调整电路优化配置电能是高端户外LED灯具的标准配置。就目前来说，普通LED还是较适合用做营地或帐篷等做近光源使用，这也是它的优势所在。3、灯碗：决定照明质量的一个重要因素就是光源的反射体灯碗，普通的灯碗是在塑料或金属碗面上镀银，对大功率白炽灯源来说，金属灯碗更利于散热，灯碗的直径决定了理论射程。从某种意义上来说，并非越光洁的灯碗越好，效果最好的灯碗是一圈一圈的皱纹桔皮状，有效控制了光的衍射造成的光斑暗纹，使照明区域内光斑更集中均匀。通常，拥有皱

7、纹灯碗说明了灯具的专业倾向。4、透镜：透镜对光线起保护灯头或兼汇聚作用，一般材质为玻璃或树脂。玻璃耐热性好，不易划花，稳定，但户外使用强度堪忧，且加工成凸面代价太大，树脂片利于加工，强度可靠，重量轻，但要注意保护防止过分磨花，一般来说，优秀的户外用手电的透镜应该是加工成凸透镜形状的树脂片，可以非常有效的控制光线的汇聚。5、电池：很多情况下你有可能抱怨为什么灯具很快就没电，并怪罪于灯具本身，实际上，电池的选择也至关重要，一般来说，普通碱性电池的容量和放电电流都比较理想，价格低，易于购买，通用性强，但大电流放电效果不理想，镍氢充电电池能量密度比更高，循环使用比较经济，但自放电率较高，锂电池的放电电

8、流非常理想，很适合大功率灯具使用，只是使用经济性不佳，目前锂电价格还是比较昂贵，相匹配的灯具以大功率战术灯具为主，因此，市面绝大部分灯具都是使用名牌碱性电池综合性能较好，从原理上，碱性电池在低温下性能都会大打折扣，因此，使用于寒冷地区的灯具，理想的做法是连接外置电池盒，用体温保证电池的工作温度。值得注意的是，对于某些进口灯具来说，如PETZL和princeton的某些型号，由于国外干电池的负极均为微凸起，灯具的负极触点就设计为平的，在使用某些负极凹进的国产电池时，有接触不良的可能，解决的办法很简单，加一小块垫片即可。6、材料：金属、工塑，基本灯具都由它们组成，金属灯体坚固耐久，常见轻且坚固的铝

9、合金使用，必要情况下金属电筒甚至常被用做防身工具，但一般金属不耐腐蚀，过重，故不适合潜水灯具，导热性好，利于散热的同时，也导致寒冷地区的使用不适，难以做头灯使用，加工成本高。工程塑料种类太多，聚碳酸脂、ABS/聚酯、聚碳酸脂玻纤增强、聚酰亚胺等等，性能也有很大差异，以聚碳酸脂玻纤增强为例，它的强度是足够应付各种户外恶劣环境，耐腐蚀、绝缘，重量轻，是理想的头灯和潜水灯具之选，但廉价灯具上使用的普通ABS塑料非常短命不耐用，选购的时候务必注意，一般来说凭用力挤压的手感就可区分出来，工塑的一个缺点是容易老化，极端寒冷情况可能会发生脆裂。7、开关：灯具开关的设置决定了其使用的方便性，类似铁皮虎头电筒的

10、滑键式开关简单方便，但先天性几乎无法做到彻底防水，显然是很不适合的，镁光D电筒上的橡胶按键式开关较容易做到防水和便利性，但显然不适合潜水这样的场合，高水压可能会造成开关处的渗漏。尾按式开关特别流行在小型灯具，特别方便点亮和长亮，但其结构的复杂要兼顾密封性和可靠性实在是个难题，接触不良的情况在某些名厂灯具上也屡见不鲜。旋转灯头开关算是最简单可靠的的开关了，但只能做到单开关功能，无法分档，很难设计聚焦功能，动态防水性不佳（水中操作开关容易渗漏）。旋钮式开关是较多潜水灯具所热衷使用的，结构防水性最好，操作简便，容易分档，可靠性高，可以锁死，不能点亮。8、防水：判断一款灯具的防水与否非常简单，仔细检查

11、灯具每一个可分解部分（灯头、开关、电池仓盖等）是否有柔软富弹性的的橡胶圈，优秀材质的橡胶圈加上合理的设计和优秀的加工工艺，甚至可以保证防水深1000英尺以上，而常见的国产L手电的防水橡胶圈形同虚设，大雨下都不能保证不会渗漏，原因在于橡胶弹性不够，无法保证两个面的绝对贴合。从设计的角度来说，旋转灯头式开关和筒身旋钮开关理论上最容易防水，滑键式和尾按式开关相对困难的多。无论哪种开关设计，在水下使用时最好都不要频繁开关，开关的过程是最容易进水的，在潜水时，更保险的做法是在橡胶圈上抹上一点润滑脂，可以更有效的密封，同时，润滑脂也有利于橡胶圈的保养，避免过早磨损造成的老化，在灯具使用多年后，橡胶圈是灯具

12、上最容易老化的部位，应该做到及时的更换以确保户外使用的高可靠性。9、电压调整电路：电压调整电路应该算是高级灯具的先进性最好体现，使用电压调整电路的作用有两个：升高电压或保持电压恒定，前者主要体现在LED灯具，普通LED的驱动电压都在3-3.6V，意味着必须至少三节普通电池串联才能达到理想效果，无疑严重制约了灯具的设计灵活性，后者体现了对电能的最合理使用，使电压不会随着电池的衰减而降低亮度，始终保持在一个合理的亮度水平，当然，也方便了亮度的分档调节。有利必有弊，电压调整电路通常会白白损耗至少30%的电能，所以，通常用在低耗能的LED灯具上。代表性的电压调整电路是PETZL的MYO5所采用，LED

13、亮度分三档调节，分别保持10小时、30小时、90小时的三档LED平稳照明。10、功能性： 为了使灯具不光可以照明，还可以有很多附加的功能或者更方便使用，各种各样的设计涌现出来。很好用的头带，大多数情况下可以使小手电扮演头灯的角色，很多潜水灯具也常采用这种固定方式。ARCAAA上的小夹子，可以象插钢笔一样插在衬衫口袋里，当然最实用的办法是夹在帽檐上当头灯。L手电的设计还是蛮好的，尾仓的四个滤镜片非常适合夜间做信号用。PETZLDUOLED的内藏备用灯泡，合格的户外灯具都该这么干。更换多种电源，ARCLSHP可以方便的根据需要使用各种电源模式，换屁股就是，单CR123A，双CR123A，双AA备用

14、电源，如果你身边只有一个灯具，那么在漆黑一片的情况下换电池常常会很要命，BlackDiamond的Supernova头灯自备的6V电源可以在更换电池过程中或电池用光的情况下提供10小时LED照明。吸附，国产5LED头灯尽管我个人评价很低，但是有磁铁可以吸附在金属表面的功能还是值得赞赏的。塘鹅的回旋炮II，任意旋转灯头方便做手电、头灯或各种地方的固定使用。第二部分：灯具选择和使用灯具的选择是个让人头大的的问题，功能、价格、重量、体积、通用性甚至外观都会影响你的最终决定，那么，让我们还是从最基本的需要说起，在特定的时间、特定的环境下选择特定的灯具。 1、 设想自己打算用它做什么：如果你只是打算偶尔

15、周末去野外露营腐败一下，你不会走夜路，也不需要用它在夜间搜索水源，只是在营地悠闲的晚餐和玩杀人，推荐你使用太过复杂的灯具似乎有些浪费，这种情况下用最简单的LED灯具就足够了，照明时间长，使用经济，方便小巧就够了，时下最流行的25块的5LED小头灯算是廉价的选择，各种普通小手电也不错（不过有时候你可能会埋怨为什么自己只有2只手，最好DIY个小头带）。当然，如果银子充裕，为什么不带上一支体积极小巧，装设电压调整电路的ARCAAA袖珍手电或者防水性好，装有电压调整电路，亮度分档调节的princetonTECAURURA3LED头灯呢。如果你已经是头心玩的有点野的驴，那么，你可能少不了半夜冒雨赶山路的

16、经历，这种情况下推荐你使用25块的LED小头灯无疑是变相谋杀，你少不了一只有足够亮度的白炽光源灯具，防水性和可靠性较好，比较省电，射程较远是你优先需要考虑的，总之你需要的是一支均衡性较好的灯具，如果你想节约点银子，GP超霸的挑战者系列、劲量的碳纤维，国产仿L手电和某些国产头灯都还凑合，不过，其重量体积相对于其亮度实在是太大了点，其实再多加点银子，你会发现特别小巧轻量可靠亮度高的princetonTEC40潜水手电和手电头灯两用照明时间长的PetzlSAXO是这个级别中很不错的选择。现在，你打算做一次长途驴行，那么，你既需要足够的照明时间，也需要必须的照明亮度，同时带两个不同类型不同电池的灯具可

17、能会让你比较郁闷，那么，双光源灯具是你最好的选择，很遗憾，曾经见过的几款国产双光源灯具质量都很不能让我满意，你只好选择较为昂贵的进口产品了，较为简单实用的有princetonYUKON，小巧轻量防水性好，往复杂里说就有使用电压调整电路分档调节LED亮度的PETZLMYO52、你会在什么环境下使用它：普通户外环境下对灯具的特殊性要求并不很高，但在某些特殊环境下，我们必须对症下药。冬季：低温下电池性能大打折扣，除非你有力气背足够多的备用电池，北方冬季或雪山环境下不二之选最好是有外接电池盒的双光源头灯，你必须注意头灯的操作在戴着厚手套的情况下也能方便完成。如果要买，BDspaceshot2算是目前科

18、技含量最高的顶级头灯，极高的亮度，拥有后备电源，相对轻巧的重量和体积，电压调整电路对Halogen灯泡进行三档亮度控制，我们还能要什么呢？潜水：潜水灯具强调绝对的防水性和可靠性，足够的照明时间和高亮度要求，最好有可以即时使用的备用灯泡。对体积和重量的要求不很苛刻，手持灯具的使用灵活性较好，princetonshockwave2提供双功率、双灯泡选择保证了水中使用的最佳可靠性和实用性探洞：探洞所应对的环境更加险恶一些，流水、落石等要求头灯必须具备坚固防水的特征，当然它也要方便的和头盔相结合，高亮度是必须的，为了对付过程中灯泡的突然熄灭所造成的难以想象的困境，及时方便打开第二光源，双光源的灯具是最

19、合适的，而LED的射程显然不够，那么，双灯碗双Halogen灯泡的PETZLDUO就有了它的用武之地。搜索：如果是用于户外救援、搜索使用，无疑亮度、射程是摆在第一位的，那么通常会做出两种牺牲的选择，牺牲重量和体积，Maglite6D或6C可能是过去二十年里世界上最经典的警用灯具了，6节C电或D电串联，保证了极高的亮度、射程和充足的使用时间，结实的铝合金材料和传统可靠的防水设计都无可挑剔，唯一的大麻烦是它的体积和重量大了一点。SurefireM2走的是另一方面的妥协，牺牲灯泡的寿命换取亮度，牺牲持续使用时间换取小巧的体积，尽管它原本设计用来战术使用，但无疑，用做户外搜索或高射程要求照明也是很合适

20、的，丰富的产品线提供了N种组合搭配Fang案，灵活性极佳，缺点是，你必须准备充足的备用电池和灯胆，而且对锂电的使用成本有心理准备。3、为你以后的升级做策划：如果你真的对户外运动有持续高涨的兴趣，那么，建议趁早对自己的灯具采购做好规划，世界上没有一个灯具能应付你的所有活动计划，你必须结合自己的财力、个人喜好、活动用途和环境选择合适的灯具，并考虑到它们之间的组合搭配使用，以尽可能每一次活动都带上最适合的灯具，同时尽量避免性能上的重复投资。以我个人为例，春夏秋季的徒步，princetonTEC40手电用于夜间徒步照明，看重它的高可靠性、防水性、轻便性和高亮度，4节AA电维持3-5小时Halogen高

21、亮度照明，带一组备用电池，以我个人经验，足够应付5天左右活动中可能的夜间徒步需要，ARCAAALE袖珍手电兼做头灯使用，用于夜间营地和帐篷使用，看重它的极端小巧和可靠优势，一节AAA电可以在电压调整电路作用下保持平稳的5小时高亮度LED照明，带2节备用电池，足够5天的夜间使用，两者连所有备用电池重量不到400g，而且同时带两个灯具的好处是拥有极高的系统可靠性，夜间给一个灯具换电池的时候也不至于抓瞎。如果是冬季上山，PETZLDUOBELT保证了足够的亮度、可靠性、工作时间，有外接的防寒电池盒，使用4节C电，电量足够，连备用电池也不用带了，AECAAALE重量体积忽略不计也要带上，这样的配置同样

22、适合探洞。平时还有把Maglite6C用于长时搜索。日后计划采购SurefireM2用于夜间短时搜索，采购BDSpaceshot2用于冬季短途使用。4、建立你自己的装备原则：每个人对于灯具都有自己不同的需求，并不是说性能最好或者价格最高或者口碑最好的就是适合你的，同样，对于方方面面的评测和广告要善于用自己的脑子分析，你可以根据实际情况建立自己的装备原则。比如说，我对灯具的选择考虑顺序如下：可靠轻便功能升级补给外观价格，具体解释就是追求在保证足够可靠性下的最大限度轻便，功能够用即可，考虑是否有升级的可能，要方便买到备用的灯泡和电池，外观和工艺尽可能好，之所以把价格放在最后，是因为个人认为一分钱一

23、分货，买最贵的东西最省钱，多花点钱换取户外运动中多1%的安全系数也是值得的。所以，试着建立你自己的选购原则，就能找到你理想的灯具。第三部分：典型灯具点评这个简单点评涉及目前国内市场流行的一些品牌，只是笔者个人的主观感受，一家之言，拜托各品牌的fans和代理商不要太为难俺。1、PETZL：法国的PETZL可能算是目前国内驴友中知名度最高的灯具品牌了,结实耐用，综合性能平衡的不错，从整体上说，它的品质还是很不错的，系列和系列都是很有特色的，堪称经典，尤其是系列在某些场合的至尊地位至今无人动摇。但在细节上的设计似乎并不是很完美，表现在整体重量和体积都偏大，做工不够精细，在科技含量上也是慢半拍，但实际

24、使用还是足够的。最新的系列设计比较全面，略嫌花哨，但主灯实际亮度似乎不及系列，给系列不停产制造了理由。官方网站： 2、BlackDiamond ：简称的这个年起家的美国顶级户外品牌的东西的品质和它的名字一样酷,它的简单高效经久耐用品质优良的装备理念同样体现在其一系列灯具产品中，它的双光源灯具系列无一例外都只采用枚高亮度，从实用的角度来说是完全足够的，比采用多个的其他品牌同类产品显然更为简单可靠耗电少，最重要的是体积和重量也可得到节约，在追求先进性方面，也一直是业界的领头羊，率先在头灯上采用电压调整电路，率先装设备用应急电源用于更换电池或电池耗尽时使用，都是非常实用的设计杰作。它的superno

25、va和spaceshot堪称目前性能最先进，设计最合理的户外双光源头灯，缺点是一个字：贵。的官方网站： 3、princeton ：和上面两个多项经营的大户不同，princeton是年在美国诞生的年轻的专业灯具制造商，这使得它得以集中精力推出分类特别齐全的庞大产品线，在户外运动的各个方面都有涉猎，尤其强于潜水灯具，这使得产品的防水密封性保持一贯的高水品。简单、可靠、轻量是其特色，性能不算高端，但综合全面性好，是一般户外运动中不错的选择，值得一提的是它的头灯设计，佩带舒适性相当好。代表性的有亮度和重量比最高的手电和小巧先进的头灯princeton官方网站： 4、ARC：作为最具开拓性和革命性的灯具

26、制造商，ARC公司试图用高科技将其产品武装到牙齿，HAIII阳极电镀、高聚光LED、电压调整电路、高密封尾按开关、电源仓模块化设计，使其仅有的2大产品ARCAAA和ARCLS成为有史以来亮度、持续时间/重量、体积比最强的灯具，ARCAAA不但是最优秀的日常随身灯具，更适合作为户外营地/帐篷光源，小夹子使其非常方便作为头灯使用。ARCLS的高聚光LED使其足够夜间的行军使用，同时模块化的电池仓（锂电或AA电）使你能灵活的根据实际需要进行选用。ARC官方网站： 5、Surefire ：神火，这个响亮的名字说明了它的诞生初衷，力求以高亮度满足警察和军队的战术需要，大功率卤素灯头使其拥有和体积不对称的

27、高亮度，同时也带来了灯头寿命短、使用时间短的问题，且长时间连续使用会造成灯头的极大损耗，此外，对于户外运动来说，它的使用场合较少，普通的户外运动无需如此高的亮度，射角狭小且不能调整也对户外的实用性有负作用。但是，其KL系列高聚光LED灯头的出现，使其户外使用实用性和灵活性大大增加，根据需要更换灯头以适合环境的需要，使其方便成为户外运动的多面手，也是最好玩的灯具。Surefire官方网站： 6、Maglite：镁光电筒，这个在国内有点时尚小资味道的牌子在美国的超市里也就相当于“虎头”在国内的地位，maglite属于典型的一招鲜吃遍天，自从1979年推出以来其基本设计就没变过，也成了过去20年里上

28、镜最频繁的灯具，简单、可靠、耐用、实用。但是LED的出现使其AA和AAA系列性能上全面处于下风，但其C和D系列，实用性仍然是不容置疑的，高亮度的同时使用经济可靠，全金属结构，重量和长度偏大，但这促使其一不小心成为优秀的自卫格斗工具，所以，对于不太计较重量和体积的自驾车一族还是很适合的。Maglite官方网站： 7、Inova：大多数人知道Inova这个牌子估计都源于那个全身散发着金属气息太空玩具般的X5，X5的成功一大半是归功于它的外观和商业运作，它的实质本身其实并不理想，5颗LED并非高聚光LED，使它的射程甚至不如普通手电，没有电压调整电路，使其实际较亮的时间也就前三四个小时，使用2节锂电

29、，使其使用成本不佳，总之是个定位比较尴尬、不太适合户外而适合家用的漂亮玩具。类似的花哨设计还出现在同厂的24/7。但就此否定Inova这样一家1991年才成立的年轻企业也是不合适的，至少它即将推出的X1让人感觉还是很不错的，高聚光LED，单AA驱动，电压调整电路、外观类似X5，很有希望在户外一展身手。Inova官方网站： 8、塘鹅：作为典型的潜水用具制造商，塘鹅产品的总体质量还是很让人放心的，它的产品总体特点和princeton也是比较类似的，由于采用了大功率的氙气灯泡，其亮度值也非常可观，但专用灯头寿命短，缺乏princeton的通用性，尤其要命的是目前国内塘鹅专用灯头价格奇高且不方便购买，

30、令其户外使用延续性大打折扣。塘鹅官方网站： 9、国产灯具：总体而言，国产灯具品牌众多，整体性能低下，以仿制为主，靠价格争夺市场，但注意挑选的话，还是有不少实用实惠的选择。灯泡灯具中GP超霸的挑战者系列手电、劲量的碳纤维系列手电、虎头的铝合金系列都还算是性价比较高的产品，结构坚固，防水性好，总体性能可以满足一般户外运动的需要，但灯泡光源的头灯目前还未发现十分可靠的，主要表现在材质太差。LED灯具目前一窝蜂而上，大同小异的LED头灯手电充斥市场，25元的5LED小头灯是户外很实惠的选择，不过购买的时候要对其内部焊接质量有足够心理准备，用上一段时间后一两个LED不亮的现象非常普遍，而且一般不防水。

31、非常遗憾，国内目前除了“狼眼”战术灯具有比较象样的网站外，再没有其他独立品牌的户外灯具官方网站了，由此，目前国内户外灯具的实力和现状可见一斑，实际上，国内很多厂家具备足够的加工和装配水平，并实际成为不少国外品牌的OEM商，但是，建立自己的品牌和产品线，拿出有实力和特色的设计，仍然有很长的路需要走。结束语：写此文的目的不是搞唯装备论，也不是抄做品牌，而是长期以来结合个人实际使用经验以及网上交流得到的对户外灯具的一些心得和体会，尽量避免户外圈的朋友重复自己的弯路，选择到自己满意的灯具。另，英雄无论贵贱，钱多钱少一样能玩，尽量发挥自己装备的闪光点，做到扬长避短，是最重要的。LED基础知识http:/

32、baidu-LED 是取自 Light Emitting Diode 三个字的缩写，中文译为“发光二极管”，顾名思义发光二极管是一种可以将电能转化为光能的电子器件具有二极管的特性。目前不同的发光二极管可以发出从红外到蓝间不同波长的光线，目前发出紫色乃至紫外光的发光二极管也已经诞生。除此之外还有在蓝光 LED 上涂上荧光粉，将蓝光转化成白光的白光 LED。LED的色彩与工艺： 制造LED的材料不同，可以产生具有不同能量的光子，借此可以控制LED所发出光的波长，也就是光谱或颜色。历史上第一个LED所使用的材料是砷(As)化镓(Ga) ,其正向PN结压降(VF，可以理解为点亮或工作电压)为1.424

33、V，发出的光线为红外光谱。另一种常用的LED材料为磷(P)化镓(Ga)，其正向PN结压降为2.261V，发出的光线为绿光。基于这两种材料，早期 LED工业运用GaAs1-xPx材枓结构，理论上可以生产从红外光一直到绿光范围内任何波长的LED，下标X代表磷元素取代砷元素的百分比。一般通过PN结压降可以确定LED的波长颜色。其中典型的有GaAs0.6P0.4 的红光 LED，GaAs0.35P0.65 的橙光LED，GaAs0.14P0.86 的黃光 LED等。由于制造采用了鎵、砷、磷三种元素，所以俗称这些LED为三元素发光管。而GaN（氮化镓）的蓝光 LED 、GaP 的绿光 LED和GaAs红

34、外光LED，被称为二元素发光管。而目前最新的工艺是用混合铝(Al)、钙(Ca) 、铟(In)和氮(N)四种元素的AlGaInN 的四元素材料制造的四元素LED，可以涵盖所有可见光以及部份紫外光的光谱范围。发光强度：发光强度的衡量单位有照度单位（勒克司Lux）、光通量单位（流明Lumen）、发光强度单位（烛光Candle power） 1CD（烛光）指完全辐射的物体，在白金凝固点温度下，每六十分之一平方厘米面积的发光强度。（以前指直径为2.2厘米，质量为75.5克的鲸油烛，每小时燃烧7.78克，火焰高度为4.5厘米，沿水平方向的发光强度） 1L（流明）指1 CD烛光照射在距离为1厘米，面积为1平

35、方厘米的平面上的光通量。 1Lux（勒克司）指1L的光通量均匀地分布在1平方米面积上的照度。一般主动发光体采用发光强度单位烛光CD，如白炽灯、LED等；反射或穿透型的物体采用光通量单位流明L，如LCD投影机等；而照度单位勒克司Lux，一般用于摄影等领域。三种衡量单位在数值上是等效的，但需要从不同的角度去理解。比如：如果说一部LCD投影机的亮度（光通量）为1600流明，其投影到全反射屏幕的尺寸为60英寸（1平方米），则其照度为1600勒克司，假设其出光口距光源1厘米，出光口面积为1平方厘米，则出光口的发光强度为1600CD。而真正的LCD投影机由于光传播的损耗、反射或透光膜的损耗和光线分布不均匀

36、，亮度将大打折扣，一般有50的效率就很好了。实际使用中，光强计算常常采用比较容易测绘的数据单位或变向使用。对于LED显示屏这种主动发光体一般采用CD平方米作为发光强度单位，并配合观察角度为辅助参数，其等效于屏体表面的照度单位勒克司；将此数值与屏体有效显示面积相乘，得到整个屏体的在最佳视角上的发光强度，假设屏体中每个像素的发光强度在相应空间内恒定，则此数值可被认为也是整个屏体的光通量。一般室外LED显示屏须达到4000CD平方米以上的亮度才可在日光下有比较理想的显示效果。普通室内LED，最大亮度在7002000 CD平方米左右。单个LED的发光强度以CD为单位，同时配有视角参数，发光强度与LED

37、的色彩没有关系。单管的发光强度从几个mCD到五千mCD不等。LED生产厂商所给出的发光强度指LED在20mA电流下点亮，最佳视角上及中心位置上发光强度最大的点。封装LED时顶部透镜的形状和LED芯片距顶部透镜的位置决定了LED视角和光强分布。一般来说相同的LED视角越大，最大发光强度越小，但在整个立体半球面上累计的光通量不变。当多个LED较紧密规则排放，其发光球面相互叠加，导致整个发光平面发光强度分布比较均匀。在计算显示屏发光强度时，需根据LED视角和LED的排放密度，将厂商提供的最大点发光强度值乘以3090不等，作为单管平均发光强度。一般LED的发光寿命很长，生产厂家一般都标明为100,00

38、0小时以上，实际还应注意LED的亮度衰减周期，如大部分用于汽车尾灯的UR红管点亮十几至几十小时后，亮度就只有原来的一半了。亮度衰减周期与LED生产的材料工艺有很大关系，一般在经济条件许可的情况下应选用亮度衰减较缓慢的四元素LED。配色、白平衡：白色是红绿蓝三色按亮度比例混合而成，当光线中绿色的亮度为69%，红色的亮度为21，蓝色的亮度为10时，混色后人眼感觉到的是纯白色。但LED红绿蓝三色的色品坐标因工艺过程等原因无法达到全色谱的效果，而控制原色包括有偏差的原色的亮度得到白色光，称为配色。当为全彩色LED显示屏进行配色前，为了达到最佳亮度和最低的成本，应尽量选择三原色发光强度成大致为3:6:1

39、比例的LED器件组成像素。白平衡要求三种原色在相同的调灰值下合成的仍旧为纯正的白色。原色、基色：原色指能合成各种颜色的基本颜色。色光中的原色为红、绿、蓝，下图为光谱表，表中的三个顶点为理想的原色波长。如果原色有偏差，则可合成颜色的区域会减小，光谱表中的三角形会缩小，从视觉角度来看，色彩不仅会有偏差，丰富程度减少。 LED发出的红、绿、蓝光线根据其不同波长特性和大致分为紫红、纯红、橙红、橙、橙黄、黄、黄绿、纯绿、翠绿、蓝绿、纯蓝、蓝紫等，橙红、黄绿、蓝紫色较纯红、纯绿、纯蓝价格上便宜很多。三个原色中绿色最为重要，因为绿色占据了白色中69的亮度，且处于色彩横向排列表的中心。因此在权衡颜色的纯度和价

40、格两者之间的关系时，绿色是着重考虑的对象。 LED基本术语http:/baidu-光通量(lm)：光源每秒钟发出 可见光量之总和。例如一个100瓦（w）的灯泡可产生1500lm，一支40瓦（w）的日光灯可产生3500lm的光通量。发光强度(cd）：光源在单位立体角内发出的光通量，也就是光源所发出的光通量在空间选定方向上分布的密度。光强的单位是坎特拉（cd），也称烛光。如：1单位立体角度内发出1流明的光称为1坎特拉(1cd）。 亮 度：发光二极管是一种发光器件，亮度系指单位面积之照度，单位为：烛光 / 平方米，发光二极管标准之驱动电流为 20mA 。 色温（k）：以绝对温度（k=+273.15）

41、K来表示，即将一黑体加热，温度升到一定程度时，颜色逐渐由深红-浅红-橙红-黄-黄白-白-蓝白-蓝变化。当某光源与黑体的颜色相同时，我们将黑体当时的绝对温度称为该光源的色温。如：当黑体加热呈现深红时温度约为550，即色温为823K。 光效（lm/w)：光源发出的光通量除以光源所消耗的功率。它是衡量光源节能的重要指标。 显色性（ra）：光源对物体本身颜色呈现的程度称为显色性。也就是颜色的逼真程度。国际照明委员会CIE把太阳的显色指数定为100。各类光源的显色指数各不相同。如：白炽灯ra90，荧光灯ra=6090。 可视角度:角度分X轴（左、右）Y 轴（上、下）当中心轴为 1 之亮度，左右或上下轴亮

42、度达 1/2 时之夹角为可视角度；例 70 可视角度系指从中心点向上下或左右各 35 。 波长:二极发光管所发出光的波长，一般红色波长在 620-660nm ，纯绿 520-530nm ，蓝色 470-480nm ，黄色580-890nm ，黄绿 550-570nm ，请参考色度图，不同波长发出光之颜色不同；两种颜色之混光亦不同。 四元系: 指以 ALInGaP 四个化学元素所制作成的发光二极管，可以发出黄绿 / 黄色 / 橙色 / 红色（波长 550-630nm ）之间的光，具有亮度高、衰减度低的特性，为目前户外发光二极管之主流产品。 纯绿/黄绿: 传统绿色 LED 是以黄绿为主，波长从 5

43、50-570nm ，价格低，亮度也低，衰减快， 1994 年日本亚制造公司制造出了纯绿（波长 520-530nm）价格高，亮度高，衰减慢，广泛在户外显示屏上使用，此两种产品有着极大的差异，设计时必须区分清楚。 单色/双基色/全彩屏: 三原色为红色 / 绿色 / 蓝色；若一颗象素管中含有此三种发光二极管则称为全彩显示屏；若只有红 + 绿称为双基色屏，若只有一种颜色如红色或黄色则称为单色显示屏，单色显示屏以播放纯文字内容为主，双基色则以文字 + 图案 + 动画为主，全彩屏则以播发视频信号为主。 使用寿命:系指发光二极管亮度达到初始值一半的时间，又成为半衰期，不同的芯片使用在不同的环境中会有不同的使

44、用寿命。 亮度衰减曲线: 各种芯片在一定条件下（温度、电流）亮度与时间的曲线；此曲线可以真正了解到芯片的特性好坏。 芯片/单灯/象素管: 二极发光管为半导体材料，其发光元件称芯片，用芯片封装成可以点亮的最小单元称单灯；许多小灯组装灌胶封装成一个大颗的管子加上外罩成为象素管。 点直径: 指象素管之直径。 点间距:指两相邻象素管中心间之距离，标准可分辨之灯点间距 = 灯点直径 1.25 。 可视距离:指在此距离可以清楚看出显示屏体所显示之内容，此距离与显示文字的字高有关，简易速算公式： 最近可视距离：50 字高高度（米） 最远可视距离：200 字高高度（米）。 亮度自动调整: 发光二极管随着环境亮

45、度的强弱，而对自身的亮度亦作强弱之调整，一般以降低电流的方法来达到降低亮度的目的。 点密度: 指每平方米有多少个象素管。 操作温度: 显示屏可以正常使用的最低温度及最高温度。LED光源与传统光源的比较 ： 光源种类 光效（lm/w） 色温（k） 平均寿命（小时） 白炽灯泡 15 2800 1000 白英卤素灯 25 3000 2000-3000 普通日光灯 70 全系列 8000 色日光灯 96 全系列 10000 LED灯 50-150 全系列 50000LED基本知识(一)http:/baidu-半导体发光器件包括半导体发光二极管（简称LED）、数码管、符号管、米字管及点阵式显示屏（简称矩

46、阵管）等。事实上，数码管、符号管、米字管及矩阵管中的每个发光单元都是一个发光二极管。一、半导体发光二极管工作原理、特性及应用：（一）LED发光原理：发光二极管是由-族化合物，如GaAs（砷化镓）、GaP（磷化镓）、GaAsP（磷砷化镓）等半导体制成的，其核心是PN结。因此它具有一般P-N结的I-N特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。此外，在一定条件下，它还具有发光特性。在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复合而发光，如图1所示。 假设发光是在P区中发生的，那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光，或者先被发光中心捕获后

47、，再与空穴复合发光。除了这种发光复合外，还有些电子被非发光中心（这个中心介于导带、介带中间附近）捕获，而后再与空穴复合，每次释放的能量不大，不能形成可见光。发光的复合量相对于非发光复合量的比例越大，光量子效率越高。由于复合是在少子扩散区内发光的，所以光仅在靠近PN结面数m以内产生。理论和实践证明，光的峰值波长与发光区域的半导体材料禁带宽度g有关，即：1240/Eg（mm）；式中Eg的单位为电子伏特（eV）。若能产生可见光（波长在380nm紫光780nm红光），半导体材料的Eg应在3.261.63eV之间。比红光波长长的光为红外光。现在已有红外、红、黄、绿及蓝光发光二极管，但其中蓝光二极管成本、

48、价格很高，使用不普遍。 （二）LED的特性 ：1极限参数的意义：（1）允许功耗Pm: 允许加于LED两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。超过此值，LED发热、损坏。（2）最大正向直流电流IFm：允许加的最大的正向直流电流。超过此值可损坏二极管。（3）最大反向电压VRm： 所允许加的最大反向电压。超过此值，发光二极管可能被击穿损坏。（4）工作环境topm: 发光二极管可正常工作的环境温度范围。低于或高于此温度范围，发光二极管将不能正常工作，效率大大降低。2电参数的意义：（1）光谱分布和峰值波长：某一个发光二极管所发之光并非单一波长，其波长大体按图2所示。 由图可见，该发光管所发之光中某一

49、波长0的光强最大，该波长为峰值波长。（2）发光强度IV：发光二极管的发光强度通常是指法线（对圆柱形发光管是指其轴线）方向上的发光强度。若在该方向上辐射强度为（1/683）W/sr时，则发光1坎德拉（符号为cd）。由于一般LED的发光二强度小，所以发光强度常用坎德拉(mcd)作单位。（3）光谱半宽度: 它表示发光管的光谱纯度.是指图3中1/2峰值光强所对应两波长之间隔. （4）半值角1/2和视角： 1/2是指发光强度值为轴向强度值一半的方向与发光轴向（法向）的夹角。 半值角的2倍为视角（或称半功率角）。 图3给出的二只不同型号发光二极管发光强度角分布的情况。中垂线（法线）AO的坐标为相对发光强度

50、（即发光强度与最大发光强度的之比）。显然，法线方向上的相对发光强度为1，离开法线方向的角度越大，相对发光强度越小。由此图可以得到半值角或视角值。（5）正向工作电流If： 它是指发光二极管正常发光时的正向电流值。在实际使用中应根据需要选择IF在0.6IFm以下。 （6）正向工作电压VF： 参数表中给出的工作电压是在给定的正向电流下得到的。一般是在IF=20mA时测得的。发光二极管正向工作电压VF在1.43V。在外界温度升高时，VF将下降。 （7）V-I特性： 发光二极管的电压与电流的关系可用图4表示。 在正向电压正小于某一值（叫阈值）时，电流极小，不发光。当电压超过某一值后，正向电流随电压迅速增

51、加，发光。由V-I曲线可以得出发光管的正向电压，反向电流及反向电压等参数。正向的发光管反向漏电流IR 。（三）LED的分类：1 按发光管发光颜色分： 按发光管发光颜色分，可分成红色、橙色、绿色（又细分黄绿、标准绿和纯绿）、蓝光等。另外，有的发光二极管中包含二种或三种颜色的芯片。根据发光二极管出光处掺或不掺散射剂、有色还是无色，上述各种颜色的发光二极管还可分成有色透明、无色透明、有色散射和无色散射四种类型。散射型发光二极管和达于做指示灯用。 2 按发光管出光面特征分： 按发光管出光面特征分圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等。圆形灯按直径分为2mm、4.4mm、5mm、8mm、

52、10mm及20mm等。国外通常把3mm的发光二极管记作T-1；把5mm的记作T-1（3/4）；把4.4mm的记作T-1（1/4）。由半值角大小可以估计圆形发光强度角分布情况。从发光强度角分布图来分有三类： （1）高指向性：一般为尖头环氧封装，或是带金属反射腔封装，且不加散射剂。半值角为520或更小，具有很高的指向性，可作局部照明光源用，或与光检出器联用以组成自动检测系统。 （2）标准型：通常作指示灯用，其半值角为2045。 （3）散射型：这是视角较大的指示灯，半值角为4590或更大，散射剂的量较大。 3按发光二极管的结构分：按发光二极管的结构分有全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装及

53、玻璃封装等结构。4按发光强度和工作电流分：按发光强度和工作电流分有普通亮度的LED（发光强度100mcd）；把发光强度在10100mcd间的叫高亮度发光二极管。一般LED的工作电流在十几mA至几十mA，而低电流LED的工作电流在2mA以下（亮度与普通发光管相同）。除上述分类方法外，还有按芯片材料分类及按功能分类的方法。（四）LED的应用 ：由于发光二极管的颜色、尺寸、形状、发光强度及透明情况等不同，所以使用发光二极管时应根据实际需要进行恰当选择。由于发光二极管具有最大正向电流IFm、最大反向电压VRm的限制，使用时，应保证不超过此值。为安全起见，实际电流IF应在0.6IFm以下；应让可能出现的

54、反向电压VRRm。LED被广泛用于种电子仪器和电子设备中，可作为电源指示灯、电平指示或微光源之用。红外发光管常被用于电视机、录像机等的遥控器中。 （1）利用高亮度或超高亮度发光二极管制作微型手电的电路如图5所示。图中电阻R限流电阻，其值应保证电源电压最高时应使LED的电流小于最大允许电流IFm。 （2）图6(a)、(b)、(c)分别为直流电源、整流电源及交流电源指示电路。图(a)中的电阻（E-VF）/IF；图(b)中的R（1.4Vi-VF）/IF; 图(c)中的RVi/IF 式中，Vi交流电压有效值。 （3）单LED电平指示电路。在放大器、振荡器或脉冲数字电路的输出端，可用LED表示输出信号是

55、否正常，如图7所示。R为限流电阻。只有当输出电压大于LED的阈值电压时，LED才可能发光。 （4）单LED可充作低压稳压管用。由于LED正向导通后，电流随电压变化非常快，具有普通稳压管稳压特性。发光二极管的稳定电压在1.43V间，应根据需要进行选择VF，如图8所示。（5）电平表。目前，在音响设备中大量使用LED电平表。它是利用多只发光管指示输出信号电平的，即发光的LED数目不同，则表示输出电平的变化。图9是由5只发光二极管构成的电平表。当输入信号电平很低时，全不发光。输入信号电平增大时，首先LED1亮，再增大LED2亮。 （五）发光二极管的检测 ：1普通发光二极管的检测： （1）用万用表检测：

56、利用具有10k挡的指针式万用表可以大致判断发光二极管的好坏。正常时，二极管正向电阻阻值为几十至200k,反向电阻的值为。如果正向电阻值为0或为，反向电阻值很小或为0，则易损坏。这种检测方法，不能实地看到发光管的发光情况，因为10k挡不能向LED提供较大正向电流。如果有两块指针万用表（最好同型号）可以较好地检查发光二极管的发光情况。用一根导线将其中一块万用表的“+”接线柱与另一块表的“-”接线柱连接。余下的“-”笔接被测发光管的正极（P区），余下的“+”笔接被测发光管的负极（N区）。两块万用表均置10挡。正常情况下，接通后就能正常发光。若亮度很低，甚至不发光，可将两块万用表均拨至1若，若仍很暗，

57、甚至不发光，则说明该发光二极管性能不良或损坏。应注意，不能一开始测量就将两块万用表置于1，以免电流过大，损坏发光二极管。（2）外接电源测量：用3V稳压源或两节串联的干电池及万用表（指针式或数字式皆可）可以较准确测量发光二极管的光、电特性。为此可按图10所示连接电路即可。如果测得VF在1.43V之间，且发光亮度正常，可以说明发光正常。如果测得VF=0或VF3V，且不发光，说明发光管已坏。 2红外发光二极管的检测 ：由于红外发光二极管，它发射13m的红外光，人眼看不到。通常单只红外发光二极管发射功率只有数mW，不同型号的红外LED发光强度角分布也不相同。红外LED的正向压降一般为1.32.5V。正

58、是由于其发射的红外光人眼看不见，所以利用上述可见光LED的检测法只能判定其PN结正、反向电学特性是否正常，而无法判定其发光情况正常否。为此，最好准备一只光敏器件（如2CR、2DR型硅光电池）作接收器。用万用表测光电池两端电压的变化情况。来判断红外LED加上适当正向电流后是否发射红外光。LED原理及相关知识为了让广大客户对LED显示系统及相关产品能有一个全新的认识和理解，熟悉我公司的业务范围。我公司特整理LED相关基础知识给大家，便于大家共同提高专业水平，使您日后工作能顺利展开。 LED原理及其控制技术：一、什么是LED？ LED是light-emitting diode的缩写，在某些半导体材料

59、的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。二、LED电子显示屏的特点优势所在 ：LED电子显示屏作为一种现代电子媒体，以其灵活的显示面积（可分割、任意拼装）、高亮度、长寿命、大容量、数字化、实时性的特点，是其他任何一种媒体所不可替代的。LED电子显示屏充分运用现代信息技术，将声、光、电、机等学科整合并完美组合、集视频、动画、字幕、图片于一体的高科技信息发布的终端产品。LED显示屏还可延伸到网络、通讯、综合布线、监控、广播

60、等弱电系统。LED电子显示屏的具体功能有哪些？1） 视频播出 ：LED显示系统具有多种视频、音频输入源，即采用视、音频举阵对视、音频源进行管理。视、音频切换举阵具有多个视、音频输入和输出，能将各种形式的视、音频信息源引入系统（如广播电视和卫星电视信号、摄像视频信号、录像机VCD视频信号、计算机动画信息等），实现了下列功能: 实时显示视频图像 ；.转播广播电视及卫星电视；电视、摄像、影碟等视频信号的即时播放 ；视频画面叠加文字；特写、慢镜头、特技等效果的实时编辑和播放；同时播放左右不同比例的画面及文字 ；2)计算机信息播出；显示各种图形.图像及计算机三维动画；有多种文字和字型可供选择；播出系统配

61、有多媒体软件,可灵活输入及播出；播出方式有:立即上屏、上移、下移、翻滚、闪烁、飘雪、横开幕、竖关幕、外扩、内收、反白使单调的文字和画面有了较强的吸引力。3)其他功能：配有标准网络接口，可与其他标准网络连网，同时播出网络信息，实现网络控制。通过网络系统进入INTERNET，享受网络无穷魅力。配有声卡，具有声音接口，可与广场广播系统连接，可达到声像同步，极富立体感。相关知识 ：有关单基色、多色、全彩LED电子显示屏及灰度等级：LED的发光颜色和发光效率与制作LED的材料和工艺有关，目前有红、绿、蓝三种基本颜色。 只有红色组成的显示屏叫单红色显示屏 ；把红色和绿色的LED放在一起作为一个象素制作的显示屏叫双色屏或彩色屏；把红、绿、蓝三种LED管放在一起作为一个象素的显示屏叫三色屏或全彩屏。 制作室内LED屏的二极管尺寸有3.7和5矩阵块两种，3.7和5都是二极管的直径，（单位：毫米）另外常常采用把几种不同基色的LED管芯封装成一体.室外LED屏的象素尺寸多为12-32毫米，每个象素由若干个各种单色LED组成，常见的成品称象素筒，双色象素筒有2红3绿、2红4绿、4红