LED规格参数
有许多不同形状、大小和功率的 LED。然而,每个 LED 总是 半导体装置,这是基于电流正向通过 p-n 结,引起光发射(可见光)。
基本上,所有的 LED 都具有一些特定的技术特性,电气和光,我们将在后面讨论。您可以在 LED 的数据表(在技术文档中)中找到这些特性。
电气特性有:正向电流、正向压降、最大反向电压、最大功耗、电流-电压特性。灯的参数是: 光通量,光强、散射角、颜色(或波长)、色温、发光效率。
正向额定电流(If——正向电流)
额定正向电流是正向通过这个LED时的电流,厂家保证这个光源的passport light参数。也就是说,这是LED的工作电流,在这个电流下LED肯定不会烧坏,在整个使用寿命期间都能正常工作。在这些条件下,pn 结不会被击穿,也不会过热。
除了额定电流之外,还有一个参数,如峰值正向电流(Ifp — 峰值正向电流)——只有 100 μs 持续时间的脉冲且占空比不超过DC = 0.1(具体数据见数据表)……理论上,最大电流是晶体只能短时间处理的极限电流。
实际上,标称正向电流的值取决于晶体的大小、半导体的类型并且从几微安到几十毫安不等(对于 COB 类型的 LED 组件甚至更多)。
连续压降(Vf — 正向电压)
pn 结两端的持续电压降导致 LED 的额定电流。向 LED 施加电压,使阳极相对于阴极处于正电位。根据半导体的化学成分、光辐射的波长、结上的直流电压降也不同。
顺便说一下,通过直流电压降你可以确定 半导体化学……这里是不同波长(LED 灯颜色)的近似正向压降范围:
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波长超过 760 nm 的红外砷化镓 LED 的特征电压降小于 1.9 V。
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红色(例如磷化镓 — 610 nm 至 760 nm)— 1.63 至 2.03 V。
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橙色(磷化镓——从 590 到 610 nm)——从 2.03 到 2.1 V。
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黄色(磷化镓,570 至 590 nm)— 2.1 至 2.18 V。
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绿色(磷化镓,500 至 570 nm)— 1.9 至 4 V。
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蓝色(硒化锌,450 至 500 nm)— 2.48 至 3.7 V。
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紫色(氮化铟镓,400 至 450 nm)— 2.76 至 4 V。
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紫外线(氮化硼,215 nm)— 3.1 至 4.4 V。
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白色(带荧光粉的蓝色或紫色)— 约 3.5 V。
最大反向电压(Vr — 反向电压)
与任何 LED 一样,LED 的最大反向电压是这样的电压,当以反极性施加到 pn 结时(当阴极电势大于阳极电势时),晶体会击穿并且 LED 失效。越大一些 LED 的最大反向电压约为 5 V。对于 COB 组件,甚至更高,对于红外 LED,最高可达 1-2 伏。
最大功耗(Pd — 总功耗)
此特性是在 25°C 的环境温度下测得的。这是 LED 外壳仍可连续耗散且不会烧毁的功率(通常以 mW 为单位)。它被计算为电压降与流过晶体的电流的乘积。如果超过这个值(电压和电流的乘积),晶体很快就会破裂,它的热破坏就会发生。
电流-电压特性(VAC - 图)
通过 p-n 结的电流对施加到该结的电压的非线性依赖性称为 LED 的电流-电压特性(缩写为 VAC)。这种依赖性在数据表中以图形方式描述,从可用的图形中,您可以很容易地看到在什么电压下,什么电流将通过 LED 晶体。
I-V 特性的性质取决于晶体的化学成分。 I-V 特性在带有 LED 的电子设备的设计中非常有用,因为有了它,无需实际测量的行为,就可以找出应该向 LED 施加什么电压以获得一个给定的电流。即使借助 I-V 特性,也可以更准确地为二极管选择限流器。
发光强度、光通量
LED 的光(光学)参数是在其生产阶段、正常条件下和通过结的标称电流下测量的。假设环境温度为 25°C,设置标称电流并测量光强度(单位为 Cd — 坎德拉)或光通量(单位为 lm — 流明)。
一流明的光通量理解为发光强度等于一坎德拉的点各向同性光源在一球面度的立体角内发出的光通量。
低电流 LED 直接通过光强度来表征,光强度以毫通道表示。坎德拉是发光强度的单位,坎德拉是发射频率为540×1012赫兹的单色辐射的光源在给定方向上的发光强度,其在该方向上的发光强度为1/683W/av。
换句话说,光强量化了某一方向的光通量强度。散射角越小,相同光通量下LED的光强越大。例如,超亮 LED 的光强度为 10 坎德拉或更高。
LED散射角(视角)
这种特性在 LED 文档中通常被描述为“双半角亮度”,并以度数 (deg-degrees-degrees) 来衡量。顾名思义,因为 LED 通常有一个聚焦透镜,并且亮度在整个散射角上并不均匀。
一般来说,这个参数可以在 15 到 140° 的范围内。 SMD LED 的角度比铅 LED 更宽。例如,对于 SMD 3528 封装中的 LED,120° 是正常的。
主波长
以纳米为单位测量。它表征了 LED 发出的光的颜色,而这又取决于半导体晶体的波长和化学成分。
红外辐射的波长大于 760 nm,红色 - 从 610 nm 到 760 nm,黄色 - 从 570 到 590 nm,紫色 - 从 400 到 450 nm,紫外线 - 小于 400 nm。使用紫外线、紫色或蓝色荧光粉发出白光。
色温(CCT - 色温)
此特性在白光 LED 的文档中指定,并以开尔文 (K) 为单位进行测量。冷白(约 6000K)、暖白(约 3000K)、白(约 4500K)——准确显示白光的色度。
根据色温的不同,显色性也会不同,不同色温的人对白色的感知也不同。暖光更舒适,更适合家居,冷光更适合公共场所。
光效
对于今天用于照明的 LED,该特性在 100 lm/W 左右。强大的 LED 光源型号已经超过紧凑型荧光灯 (CFL),达到 150 lm/W 或更高。与白炽灯相比,LED 的光效要高出 5 倍以上。
基本上,光效用数字表示光源在能耗方面的效率:产生一定量的光需要多少瓦特——多少流明就是瓦特数。