LED重要参数.docx

LED重要参数.docx

《LED重要参数.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《LED重要参数.docx（7页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

LED重要参数

LED的重要参数

LED的重要参数

极限参数的意义

（1）许诺功耗Pm:

许诺加于LED两头正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。

超过此值，LED发烧、损坏。

（2）最大正向直流电流IFm：

许诺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：

所许诺加的最大反向电压。

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）光谱散布和峰值波长：

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2-1所示。

由图可见，该发光管所发之光中某一波长λ0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一般是指法线（对圆柱形发光管是指其轴线）方向上的发光强度。

假设在该方向上辐射强度为（1/683）W/sr时，那么发光1坎德拉（符号为cd）。

由于一样LED的发光二强度小，因此发光强度经常使用坎德拉（mcd）作单位。

（3）光谱半宽度Δλ:

它表示发光管的光谱纯度。

是指图2-1中1/2峰值光强所对应两波长之距离。

（4）半值角θ1/2和视角：

θ1/2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。

图2-2  不同型号LED光强散布

半值角的2倍为视角（或称半功率角）。

图2-2给出的二只不同型号发光二极管发光强度角散布的情形。

中垂线（法线）AO的坐标为相对发光强度（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大，相对发光强度越小。

由此图能够取得半值角或视角值。

（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。

在实际利用中应依照需要选择IF在·IFm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取得的。

一样是在IF=20mA时测得的。

发光二极管正向工作电压VF在～3V。

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2-3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加，发光。

由V-I曲线能够得动身光管的正向电压，反向电流及反向电压等参数。

正向的发光管反向漏电流Ir<10μA以下。

图2-3  LED的V-I特性曲线

:

LED的分类

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括二种或三种颜色的芯片。

依照发光二极管发出光处掺或不掺散射剂、有色仍是无色，上述各类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。

散射型发光二极管适合于做指示灯用。

按发光管出光面特点分

按发光管出光面特点分圆灯、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φ2mm、φ、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等。

国外通常把φ3mm的发光二极管记作T-1；把φ5mm的记作T-1（3/4）；把φ的记作T-1（1/4）。

由半值角大小能够估量圆形发光强度角散布情形。

从发光强度角散布图来分有三类：

（1）高指向性。

一样为尖头环氧封装，或是带金属反射腔封装，且不加散射剂。

半值角为5°～20°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20°～45°。

（3）散射型。

这是视角较大的指示灯，半值角为45°～90°或更大，散射剂的量较大。

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玻璃封装等结构。

按发光强度和工作电流分

按发光强度和工作电流分有一般亮度的LED（发光强度<10mcd）；超高亮度的LED（发光强度>100mcd）；把发光强度在10～100mcd间的叫高亮度发光二极管。

一样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（亮度与一般发光管相同）。

按发光波长分

发光二极管依发光波长分为可见光发光二极管（波长450~680nm）与不可见光发光二极管（波长850~1550nm）两大类。

假设以其利用的磊晶层材料可进一步分为二元化合物（如GaAs、GaSb、GaN等）、三元化合物（如AlxGa1-xAs、AlxGa1-xP、In1-xGaxAs等）、四元化合物（如AlInGaP、InAlGaAs、AlxGa1-xAsyP1-y等）及GaN系化合物四大类。

除上述分类方式外，还有按芯片材料分类等按功能分类的。

:

LED的利用说明

焊接

焊接温度在260℃左右，时刻操纵在5S之内，焊接点离胶体底部在以上，电烙铁必然要接地。

请勿带电焊接LED。

通电情形下，幸免在80℃以上高温作业，如有高温作业必然要做好散热。

静电

所有与蓝、绿、紫、白LED相关作业人员必然要做好防静电：

如带静电环；穿静电衣；穿静电鞋等。

带有线静电环时，静电环必然要接地，而且地线与市地线电位差不要超过5V；或阻抗不要超过25Ω。

作业机台与作业面均需加装地线。

LED的工作电流

利用LED时电流最好不要20mA，最好利用15-19mA。

LED安装位置

器件不可与发烧组件靠得太近，工作条件不可超过其规定的极限。

LED的清洁

如需清洁LED时，建议用超声波清洗LED，如临时没有超声波清洗机可暂用酒精代替，但清洗时刻不要超过1分钟。

专门强调：

不要用有机溶济（如丙酮，天那水）清洗或擦洗LED胶体，会造成不发光或胶体内部破裂，致使LED内部金线与芯片过激破坏。

LED的弯脚处置

LED在弯脚或拆脚时请不要离胶体太近，应与胶体维持2mm以上的距离，不然会使LED里面支架与金线分离；管脚在同一处的折叠不要超过3次，管脚弯成90°，再回到原位置为1次。

LED的连接形式

  LED作为驱动电路的负载，常常需要几十个乃至上百个LED组合在一路，组成发光组件，LED负载的连接形式直接关系到其靠得住性和寿命。

（1）串联连接形式：

即将多个LED的正极对负极连接成串，其优势通过每一个LED的工作电流一样，一样应串入限流电阻R，如图2-4（左侧）的电路，那么：

Vcc=If×R+ΣVfn，If=（Vcc-ΣVfn）/R。

假定为N=8的GaAs材料LED，设计正向电流If=20mA为目标值，单个LED正向电压Vf=，那么VD＝8×Vf=，VR＝If×R＝20mA×200Ω=，Vcc=VD+VR=。

图2-4  LED的串联，并联与混联电路

当单管Vf离散性较大时，假设VD=～时，那么对应VR=～，很容易计算If=22mA～18mA，能够得出单个LED光强转变量在10％之内，大体上维持发光组件亮度均匀。

当显现一个LED短路时，VD=14V那么VR=6V；If=VR/R=30mA，事实上由于单管短路造成If上升，单管Vf随If的增加而增加，VD应高于14V，那么VR小于6V，灯串电流应小于30mA，具体电流值与所采纳不同的LED单管有关，实验中测量为28mA左右；当显现一个LED开路时，将致使这串8个LED熄灭，从原理上LED开路的可能性极小，但整串熄灭的风险仍是存在。

（2）并联连接形式：

即将多个LED的正极与正极、负极与负极并联连接（如图2-4中间），其特点是每一个LED的工作电压一样，总电流为ΣIfn，为了实现每一个LED的工作电流If一致，要求每一个LED的正向电压也要一致。

可是，由于器件之间特性参数存在必然不同，且LED的正向电压Vf随着温度上升而下降，不同LED可能因为散热条件不同，而引发工作电流If的不同，散热条件较差的LED温度上升也较大；正向电压Vf下降也较大，造成工作电流If上升，而工作电流If上升又加重温升，如此循环可能致使LED烧毁。

因此LED一样不采纳直接并联的方式；如要采纳LED直接并联的方式，应考虑器件和环境不一样因素对电路的阻碍，设计时要有预留量，如因要与电源电压相配合那么可在每一个LED中串联适合的电阻，可降低LED被烧毁的风险。

（3）LED的混联形式

图2-4右边为先串联后并联混合连接组成的发光组件。

关于单组串联LED来讲，即便由于器件和利用条件的不同，致使单组中个别LED芯片丧失PN结特性，显现短路或开路的情形，只是在单组中的LED工作电流If发生转变，对整个并联电路来讲转变相对较小，不至于使整个发光组件失效。

因此说这种连接形式的发光组件靠得住性高，而且对LED的要求也较宽松，适用范围大，不需要专门挑选LED，整个发光组件的亮度也相对均匀。

在工作环境因素转变较大情形下，利用这种连接形式的发光组件成效较为理想，目前在大量照明实例中大多数采纳该连接方式。

用多颗LED组成一个发光面时，应尽可能用同一发光亮度的LED去组合，但在无法保证取得相同发光亮度时，实践证明配备的原那么是中间用发光亮度稍小的LED，而周围用发光亮度较大的LED，如此的配置能使整个发光面看起来较匀称。

图2-5  LED交叉阵列形式连接图

（4）交叉阵列形式

为了提高LED照明电路的靠得住性，降低灭灯的概率，人们又设计了许多新的连接方式，交叉阵列形式确实是其中比较新颖的一种。

交叉阵列形式如图2-5所示，每串以3只LED为一组，其一起电流输入来源于a、b、c串，输出也一样别离连接到a、b、c串，组成交叉阵列形式。

这种交叉连接方式的目的是，即便个别LED开路或短路，也不至于造成发光组件整体失效。

当有一颗LED品质不良短路时，不管采纳稳压式驱动仍是恒流式驱动，并联在这一路的LED将全数不亮，若是是采纳恒流式LED驱动，由于驱动器输出电流维持不变，除并联在短路LED的这一并联支路外，其余的LED正常工作。

假设并联的LED数量较多，驱动器的驱动电流较大，通过这颗短路的LED电流将增大，大电流通过这颗短路的LED后，很容易就变成断路。

由于并联的LED较多，断开一颗LED的这一并联支路，平均分派电流不大，仍然能够正常工作，哪么整个LED灯，仅有一颗LED不亮。

　　若是采纳稳压式驱动，LED品质不良短路刹时，负载相当少并联LED一路，加在其余LED上的电压增高，驱动器输出电流将大增，极有可能立刻损坏所有LED，幸运的话，只将这颗短路的LED烧成断路，驱动器输出电流将恢复正常，由于并联的LED较多，断开一颗LED的这一并联支路，平均分派电流不大，仍然能够正常工作，哪么整个LED灯，也仅有一颗LED不亮。

　　通过对以上分析可知，驱动器与负载LED串并联方式搭配选择是超级重要的，恒流式驱动功率型LED是不适合采纳并联负载的，一样的，稳压式LED驱动器不适合选用串联负载。

LED的以后进展趋势

固态照明市场诱人

陈良惠院士算过一笔账：

2003年，全国发电量为万亿千瓦时（度），其中照明用电占12％，即2292亿度。

依照每一年增加5％计算，到2020年，照明用电可达3225亿度。

依照一样亮度下固态照明用电仅为白炽灯的十分之一、并取代三分之一的白炽灯计算，届时可节约照明用电约1000亿度。

三峡工程总工期17年，全数建成需20年，静态、动态投资合计为3000亿元，建成后年均发电量亿度。

而用15年时刻，投资50亿至100亿元进展固态照明产业，相当于仅用三峡工程5％的投入再造一个“绿色三峡工程”。

在美国能源部设立的半导体照明国家研究项目中，给固态照明刻画了美好的前景：

2020年有55％的白炽灯、荧光灯被取代，2025年使美国照明用电（现为6000亿度）减少一半；从2000年到2020年，利用固态照明可累计减排亿吨碳污染物，少建133座100万千瓦的电站，节约开支1150亿美元，形成每一年500亿美元的光源产业，还带来数以百万计