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教你認識LED的12個重要性能指標

發布日期:2016-12-20    【字號:  
  要想深入了解LED,不僅需要了解LED的一些基本知識,還要了解LED的性能指標,因為LED性能指標是整個LED的核心部分。本文將LED性能指標分為12個關鍵詞,下面進行詳細的分析。
  12個LED重要性能指標
  (一)LED的顏色:LED的顏色是一項非常重要的指標,是每一個LED相關燈具產品必須標明,目前LED的顏色主要有紅色、綠色、藍色、青色、黃色、白色、暖白、琥珀色等。在我們設計和接單的時候這個參數是千萬不能忘記的(尤其是初學者).因為顏色不同,相關的參數也有很大的變化。
  (二)LED的電流:LED的正向極限(IF)電流多在20MA,而且LED的光衰電流不能大于IF/3,大約15MA和18MA。LED的發光強度僅在一定范圍內與IF成正比,當IF>20MA時,亮度的增強已經無法用內眼分出來。因此,LED的工作電流一般選在17—19MA左右比較合理.前面所針對是普通小功率LED(0.04-0.08W)之間的LED而言,但有些食人魚LED除外(有些在40MA左右的額定值)。
  除著技術的不斷發展,大功率的LED也不斷出現。如:0.5WLED(IF=150MA),1WLED(IF=350MA),3WLED(IF=750MA)還有其它更多的規格,就不一一進行介紹,可以查相關LED手冊。
  (三)LED的電壓:通常所說的LED是正向電壓,就是說LED的正極接電源正極,負極接電源負極。電壓與顏色有關系,紅、黃、黃綠的電壓是1.8—2.4v之間。白、藍、翠綠的電壓是3.0—3.6v之間,這里要提醒的是,同一批生產出的LED電壓也會有一些差異,要根據廠家提供的為準,在外界溫度升高時,VF將會下降。
  (四)LED的反向電壓VRm:允許增加的最大反向電壓。超過數值,發光二極管可能被擊穿損壞。
  (五)LED的色溫:以絕對溫度K來表示,即將一標準黑體加熱,溫度升高到一定程度時顏色開始由深紅—淺紅—橙黃—白—藍,逐漸改變,某光源與黑體的顏色相同時,將黑體當時的絕對溫度稱為該光源之色溫。
  因相關色溫度事實上是以黑體輻射接近光源光色時,對該光源光色表現的評價值,并非一種精確的顏色對比,故具相同色溫值的二光源,可能在光色外觀上仍有些許差異。僅憑色溫無法了解光源對物體的顯色能力,或在該光源下物體顏色的再現如何。

 不同光源環境的相關色溫度
  此外,光源色溫不同,光色也不同:
  -色溫在3000k以下有溫暖的感覺,達到穩重的氣氛;
  -色溫在3000k-5000k為中間色溫,有爽快的感覺;
  -色溫在5000k以上,有冷的感覺。
  (六)發光強度(I、Intensity):單位坎德拉,即cd。光源在給定方向的單位立體角中發射的光通量定義為光源在該方向的(發)光強(度),發光強度是針對點光源而言的,或者發光體的大小與照射距離相比比較小的場合。這個量是表明發光體在空間發射的會聚能力的??梢哉f,發光強度就是描述了光源到底有多“亮”,因為它是光功率與會聚能力的一個共同的描述。發光強度越大,光源看起來就越亮,同時在相同條件下被該光源照射后的物體也就越亮,因此,早些時候描述手電都用這個參數。
  LED的發光強度
  現在LED也用這個單位來描述,比如某LED是15000的,單位是mcd,1000mcd=1cd,因此15000mcd就是15cd。之所以LED用毫cd(mcd)而不直接用cd來表示,是因為以前最早LED比較暗,比如1984年標準5mm的LED其發光強度才0.005cd,因此才用mcd表示。
  用發光強度來表示“亮度”的缺點是,如果管芯完全一樣的兩個LED,會聚程度好的發光強度就高。因此,用戶在購買LED的時候不要只關注高I值,還要看照射角度。很多高I值的LED并非提高自身的發射效率來達到,而是把鏡頭加長照射角度變窄而實現,這盡管對LED手電有用,但可觀察角度也受限。另外,同樣的管芯LED,直徑5mm的I值就比3mm的大一倍多,但只有直徑10mm的1/4,因為透鏡越大會聚特性就越好。
  (七)LED光通量(F,Flux):單位流明,即lm。光源在單位時間內發射出的光量稱為光源的發光通量。同樣,這個量是對光源而言,是描述光源發光總量的大小的,與光功率等價。光源的光通量越大,則發出的光線越多。
  對于各向同性的光(即光源的光線向四面八方以相同的密度發射),則F=4πI。也就是說,若光源的I為1cd,則總光通量為4π=12.56lm。與力學的單位比較,光通量相當于壓力,而發光強度相當于壓強。要想被照射點看起來更亮,我們不僅要提高光通量,而且要增大會聚的手段,實際上就是減少面積,這樣才能得到更大的強度。
  要知道,光通量也是人為量,對于其它動物可能就不一樣的,更不是完全自然的東西,因為這種定義完全是根據人眼對光的響應而來的。
  人眼對不同顏色的光的感覺是不同的,此感覺決定了光通量與光功率的換算關系。對于人眼最敏感的555nm的黃綠光,1W=683lm,也就是說,1W的功率全部轉換成波長為555nm的光,為683流明。這個是最大的光轉換效率,也是定標值,因為人眼對555nm的光最敏感。對于其它顏色的光,比如650nm的紅色,1W的光僅相當于73流明,這是因為人眼對紅光不敏感的原因。對于白色光,要看情況了,因為很多不同的光譜結構的光都是白色的。例如LED的白光、電視上的白光以及日光就差別很大,光譜不同。
  以常用白光LED流明列舉來說:0.06W→3-5LM,0.2W→13-15LM,1W→60-80LM。(僅供參考)
  (八)LED光照度(E,Illuminance):單位勒克斯即lx(以前叫lux)。1流明的光通量均勻分布在1平方米表面上所產生的光照度。
  (九)顯色性:光源對物體本身顏色呈現的程度稱為顯色性,也就是顏色逼真的程度;光源的顯色性是由顯色指數來表明,它表示物體在光下顏色比基準光(太陽光)照明時顏色的偏離,能較全面反映光源的顏色特性。顯色性高的光源對顏色表現較好,我們所見到的顏色也就接近自然色,顯色性低的光源對顏色表現較差,我們所見到的顏色偏差也較大。
  國際照明委員會CIE把太陽的顯色指數定為100,各類光源的顯色指數各不相同,如:高壓鈉燈顯色指數Ra=23,熒光燈管顯色指數Ra=60—90。
  顯色分兩種:
  -忠實顯色:能正確表現物質本來的顏色需使用顯色指數(Ra)高的光源,其數值接近100,顯色性最好。
  -效果顯色:要鮮明地強調特定色彩,表現美的生活可以利用加色法來加強顯色效果。
  (十)眩光:視野內有亮度極高的物體或強烈的亮度對比,則可以造成視覺不舒適稱為眩光,眩光是影響照明質量的重要因素。
  (十一)LED的使用壽命:LED在一般說明中,都是可以使用50,000小時以上,還有一些生產商宣稱其LED可以運作100,000小時左右。這方面主要的問題是,LED并不是簡單的不再運作而已,它的額定使用壽命不能用傳統燈具的衡量方法來計算。實際上,在測試LED使用壽命時,不會有人一直呆在旁邊等著它停止運作。不過,還是有其他方法來測算LED的使用壽命。LED之所以持久,是因為它不會產生燈絲熔斷的問題。LED不會直接停止運作,但它會隨著時間的流逝而逐漸退化。
  有預測表明,高質量LED在經過50,000小時的持續運作后,還能維持初始燈光亮度的60%以上。假定LED已達到其額定的使用壽命,實際上它可能還在發光,只不過燈光非常微弱罷了。要想延長LED的使用壽命,就有必要降低或完全驅散LED芯片產生的熱能。熱能是LED停止運作的主要原因。
  (十二)LED發光角度:二極管發光角度也就是其光線散射角度,主要靠二極管生產時加散射劑來控制,有三大類:
  (1)高指向性。一般為尖頭環氧封裝,或是帶金屬反射腔封裝,且不加散射劑。發光角度5°—20°或更小,具有很高的指向性,可作局部照明光源用,或與光檢出器聯用以組成自動檢測系統。
  (2)標準型。通常作指示燈用,其發光角度為20°-45°。
  (3)散射型。這是視角較大的指示燈,發光角度為45°-90°或更大,散射劑的量較大。


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