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灯光知识

LED 基础知识

LED是取自 Light Emitting Diode 三个单词的缩写,中文译为“发光二极管”,顾名思义它是一种可以将电能转化为光能的且具有二极管特性的电子器件。 
        LED常用半导体砷、磷、镓及其化合物制成,制造LED 的材料不同,所产生光子的能量也就不同,借此可以控制LED所发出光的波长,也就是光谱或颜色。由于二极管具有单向导通特性,因此在使用LED时必须正向偏置,此外LED工作时只需1.5~3V的正向电压和几毫安的电流就能发光,允许的工作电流小,因此须串联合适的限流电阻,否则会被损坏。


LED光特性——发光强度
        发光强度的衡量单位有照度单位(勒克司lx)、光通量单位(流明lm)、发光强度单位(坎德拉 Candela)。
        1cd(坎德拉)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)。
        1lm(流明)指1 cd 烛光照射在距离为1 厘米,面积为1 平方厘米的平面上的光通量。
        1lx(勒克司)指1lm 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坎德拉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lm,如LCD 投影机等;而照度单位勒克司lx,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。
         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 的色彩没有关系。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。


LED热特性——结温及热阻


         LED的热学特性主要包括LED结温、热阻(瞬态热阻、稳态热阻)、瞬态变化曲线(加热曲线、冷却曲线)等,结温是指LED的PN结温度,热阻是指LED散热通道上的温度差与该通道上的耗散功率之比,用于表征LED的散热能力。LED的热阻越低其散热性能越好,相应的LED光效也越高,寿命越长。
         检测LED热学特性的关键在于对LED结温的准确测量,现有的对LED结温的测试一般有两种方法:一种是采用红外测温法测得LED芯片表面的温度并视其为LED的结温,但是准确度不够;另一种是通过温度敏感参数(temperature-sensitive parameter,简写为TSP)获取PN结温,这是目前较普遍的LED结温测试方法,其技术难点在于对测试设备要求较高。


LED寿命


         LED的寿命主要表现为它的光衰,通常把LED光输出衰减到初始光输出的70%或50%作为判断寿命失效的指标,即光通量维持寿命。直接测量等待光衰到指定值的做法在工业上的应用十分困难。但由于LED是高可靠性器件,寿命一般都会超过几千小时甚至是一万多小时,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。

点击次数:689  更新时间:2015-03-04  打印此页  返回