LED重要参数Word文档格式.docx
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(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