LED規格參數

有許多不同形狀、大小和功率的 LED。然而,每個 LED 總是 半導體裝置,這是基於電流正向通過 p-n 結,引起光發射(可見光)。

基本上,所有的 LED 都具有一些特定的技術特性,電氣和光,我們將在後面討論。您可以在 LED 的數據表(在技術文檔中)中找到這些特性。

電氣特性有:正向電流、正向壓降、最大反向電壓、最大功耗、電流-電壓特性。燈的參數是: 光通量,光強、散射角、顏色(或波長)、色溫、發光效率。

正向額定電流(If——正向電流)

額定正向電流是正向通過這個LED時的電流,廠家保證這個光源的passport light參數。也就是說,這是LED的工作電流,在這個電流下LED肯定不會燒壞,在整個使用壽命期間都能正常工作。在這些條件下,pn 結不會被擊穿,也不會過熱。

除了額定電流之外,還有一個參數,如峰值正向電流(Ifp — 峰值正向電流)——只有 100 μs 持續時間的脈衝且佔空比不超過DC = 0.1(具體數據見數據表)……理論上,最大電流是晶體只能短時間處理的極限電流。

實際上,標稱正向電流的值取決於晶體的大小、半導體的類型並且從幾微安到幾十毫安不等(對於 COB 類型的 LED 組件甚至更多)。

LED 指示燈

連續壓降(Vf — 正向電壓)

pn 結兩端的持續電壓降導致 LED 的額定電流。向 LED 施加電壓,使陽極相對於陰極處於正電位。根據半導體的化學成分、光輻射的波長、結上的直流電壓降也不同。

順便說一句,通過直流電壓降你可以確定 半導體化學……這裡是不同波長(LED 燈顏色)的近似正向壓降範圍:

  • 波長超過 760 nm 的紅外砷化鎵 LED 的特徵電壓降小於 1.9 V。

  • 紅色(例如磷化鎵 — 610 nm 至 760 nm)— 1.63 至 2.03 V。

  • 橙色(磷化鎵——從 590 到 610 nm)——從 2.03 到 2.1 V。

  • 黃色(磷化鎵,570 至 590 nm)— 2.1 至 2.18 V。

  • 綠色(磷化鎵,500 至 570 nm)— 1.9 至 4 V。

  • 藍色(硒化鋅,450 至 500 nm)— 2.48 至 3.7 V。

  • 紫色(氮化銦鎵,400 至 450 nm)— 2.76 至 4 V。

  • 紫外線(氮化硼,215 nm)— 3.1 至 4.4 V。

  • 白色(帶熒光粉的藍色或紫色)— 約 3.5 V。

紅外發光二極管

最大反向電壓(Vr — 反向電壓)

與任何 LED 一樣,LED 的最大反向電壓是這樣的電壓,當以反極性施加到 pn 結時(當陰極電勢大於陽極電勢時),晶體會擊穿並且 LED 失效。越大一些 LED 的最大反向電壓約為 5 V。對於 COB 組件,甚至更高,對於紅外 LED,最高可達 1-2 伏。

COB發光二極管

最大功耗(Pd — 總功耗)

此特性是在 25°C 的環境溫度下測得的。這是 LED 外殼仍可連續耗散且不會燒毀的功率(通常以 mW 為單位)。它被計算為電壓降與流過晶體的電流的乘積。如果超過這個值(電壓和電流的乘積),晶體很快就會破裂,它的熱破壞就會發生。

電流-電壓特性(VAC - 圖)

通過 p-n 結的電流對施加到該結的電壓的非線性依賴性稱為 LED 的電流-電壓特性(縮寫為 VAC)。這種依賴性在數據表中以圖形方式描述,從可用的圖形中,您可以很容易地看到在什麼電壓下通過 LED 晶體的電流。

I-V 特性的性質取決於晶體的化學成分。 I-V 特性在帶有 LED 的電子設備的設計中非常有用,因為有了它,無需實際測量行為,就可以找出應該向 LED 施加什麼電壓以獲得一個給定的電流。即使借助 I-V 特性,也可以更準確地為二極管選擇限流器。

電子電路中的 LED

發光強度、光通量

LED 的光(光學)參數是在其生產階段、正常條件下和通過結的標稱電流下測量的。假設環境溫度為 25°C,設置標稱電流並測量光強度(單位為 Cd — 坎德拉)或光通量(單位為 lm — 流明)。

一流明的光通量理解為發光強度等於一坎德拉的點各向同性光源在一球面度的立體角內發出的光通量。

LED規格參數低電流 LED 直接通過光強度來表徵,光強度以毫通道表示。坎德拉是發光強度的單位,坎德拉是發射頻率為540×1012赫茲的單色輻射的光源在給定方向上的發光強度,其在該方向上的發光強度為1/683W/av。

換句話說,光強量化了某一方向的光通量強度。散射角越小,相同光通量下LED的光強越大。例如,超亮 LED 的光強度為 10 坎德拉或更高。

點燈

LED散射角(視角)

這種特性在 LED 文檔中通常被描述為“雙半角亮度”,並以度數 (deg-degrees-degrees) 來衡量。顧名思義,因為 LED 通常有一個聚焦透鏡,並且亮度在整個散射角上並不均勻。

一般來說,這個參數可以在 15 到 140° 的範圍內。 SMD LED 的角度比鉛 LED 更寬。例如,對於 SMD 3528 封裝中的 LED,120° 是正常的。

主波長

以納米為單位測量。它表徵了 LED 發出的光的顏色,而這又取決於半導體晶體的波長和化學成分。

紅外輻射的波長大於 760 nm,紅色 - 從 610 nm 到 760 nm,黃色 - 從 570 到 590 nm,紫色 - 從 400 到 450 nm,紫外線 - 小於 400 nm。使用紫外線、紫色或藍色熒光粉發出白光。

色溫(CCT - 色溫)

此特性在白光 LED 的文檔中指定,並以開爾文 (K) 為單位進行測量。冷白(約 6000K)、暖白(約 3000K)、白(約 4500K)——準確顯示白光的色度。

光源色溫

根據色溫的不同,顯色性也會不同,不同色溫的人對白色的感知也不同。暖光更舒適,更適合家居,冷光更適合公共場所。

LED燈

光效

對於今天用於照明的 LED,該特性在 100 lm/W 左右。強大的 LED 光源型號已經超過緊湊型熒光燈 (CFL),達到 150 lm/W 或更高。與白熾燈相比,LED 的光效要高出 5 倍以上。

基本上,光效用數字表示光源在能耗方面的效率:產生一定量的光需要多少瓦特——多少流明就是瓦特數。

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