白光LED的特性参数
从现在的LED产品的机理和结构来看,以下几个方面是用来衡量LED好坏的特性参数。
(1)白光LED电流/电压参数(正、反向)
LED的电功能具有典型的PN结伏安特性,不同的电流直接影响LED的发光亮度和PN结的结温.在照明运用中,为了取得大功率的LED灯,往往将许多个发光二极管通过必定的串并联办法组合在一起,相关的各个LED的特性有必要匹配,在沟通作业情况还有必要考虑其反向电特性,因而有必要测验它们在作业点上的正向电流和正向压降,以及反向漏电流和反向击穿电压等参数。
(2)白光LED光通量和辐射通量
发光二极管单位时刻内发射的总电磁能量称为辐射通量,也便是光功率(W).关于照明用LED光源,咱们更关怀的是照明的视觉效果,即光源发射的辐射通量中能引起人眼感知的那部分当量,称作为光通量ΦV(1m).
辐射通量与器材的电功率之比表明LED的辐射功率;光通量与器材的电 度指在给定方向上单位立体角内所发射的光通量:
I= dΦ/dΩ(cd) (2-1)
光强散布曲线如图1所示,是表明LED发光在空间各方向的散布情况.在照明运用中核算作业面的照度均匀性和LED灯的空间安置,光强散布是最根本的数据.关于空间光束为旋转对称型散布的LED,用一个过光束轴平面上的曲线表明即可.对光束为椭圆形散布的LED,则用过光束轴及椭圆形长短轴的两个笔直平面上的曲线来表明.关于非对称的杂乱图形,一般用过光束轴的六个以上截面的平面曲线来表明.
发光角(或光束角)一般用半强度角θ1/2表明,即在光强散布图中光强大于等于峰值光强1/2时所包含的光束视点.
(4)白光LED光谱功率散布
LED的光谱功率散布表明辐射功率随波长的改变函数,它既确认了发光的色彩,也确认了它的光通量以及它的显色指数.一般用相对光谱功率散布S(λ)表明,光谱功率沿峰值两边下降到其值的50%时,所对应的两个波长之差Δλ＝λ2-λ1,即为光谱带.
(5)白光LED色品坐标
选三原色红(R)、绿(G)、蓝(B).
X=R/(R+G+B),Y=G/(R+G+B),Z=B/(R+G+B) (2-2)
因为X+Y+Z=1,所以只用给出X和Y的值,就能仅有地确认一种色彩.这便是一般所说的色度图,为了使坐标值能直接表明亮度巨细,世界照明协会规则选用另一种色度坐标X、Y、Z,与R、G、B间存在线性换算联络.若以x、y作为平面坐标系,将自然界中的各种五颜六色按比色实验法测出其x、y数值,并绘在该坐标平面内,便可得到图2-1所示的色度图.该色度图边缘舌形曲线上的任一点都代表某一波长光的色彩,而曲线内的任一点均表明人眼能看到的某一种混合光的色彩.其间白光区域的特征点A、B、C、D65、E的坐标值和色温见表2-1.
表2-1 特征点对应的色坐标值和色温
光源点 X坐标 Y坐标 色温(K)
A 0.4476 0.4074 2854
B 0.3484 0.3516 4800
C 0.3101 0.3162 6800
D65 0.313 0.329 6500
E 0.3333 0.3333 5500
(6)白光LED色温文显色指数
关于白光LED等发光色彩根本为“白光”的光源用色品坐标能够精确地表达该光源的表观色彩.但详细的数值很难与习气的光色感觉联络在一起.人们经常将光色偏橙红的称为“暖色”,比较炽白或稍偏兰的称为“冷色”,因而用色温来表明光源的光色会愈加直观.
光源的发光色彩与在某一温度下黑体辐射的色彩相一起,则称黑体的温度为该光源的色温(color temperature) T,单位为开(K).关于白光LED,其发光色彩往往与各种温度下的黑体(彻底辐射体)的色品坐标都不或许彻底相同,这时就不能用色温表明.为了便于比较,而选用相关色温(CCT)的概念.也便是当光源的色品与彻底辐射体在某一温度下的色品最接近,即在1960CIE-UCS色品图上的色品差最小时,则该彻底辐射体的温度称为该光源的相关色温R1.
用于照明工程的LED,尤其是白光LED,除体现色彩外,更重要的特性往往是周围的物体在LED光照明下所出现出来的色彩与该物件在彻底辐射(如日光)下的色彩是否共同,即所谓的显色特性.
1974年CIE引荐了用“实验色”法来定量点评光源显色性的办法,它是丈量参照光源照明下和待测光源照明下规范样品的总色位移量为根底来规则待测光源的显色性,用一个显色指数值来表明.CIE规则用彻底辐射体或规范照明体D作为参照光源,并将其显色指数定为100,还规则了若干测验用的规范色样.
依据在参照光源下和待测光源下,上述规范色样构成的色差来鉴定待测光源显色性的好坏.光源对某一种规范色样品的显色指数称为特别显色指数R1.
R1=100-4.6△Ei (2-3)
式中△Ei为第i号规范色样在参照光源下和待测光源下的色差.
CIE引荐的规范色样共有14种.其1-8号为中等饱和度、中等明度的常用代表性色彩样品,第9至14号样品包含红、黄、绿、蓝等几种饱和色、欧美的皮肤色和树叶绿色.在一些特别场合运用的LED光源,有必要查核其特别的显色指数.1985年国家拟定了“光源显色性点评办法”规范,并增加了中国人女人肤色的色样,作为第十五种规范色样.这关于点评在电视演播室、商场、美容场所等照明用LED光源的显色性尤为重要.
光源对前8个色彩样品的均匀显色指数称为一般显色指数Ra.
(7)白光LED热功能
照明用LED发光功率和功率的进步是当时LED工业开展的关键问题之一,与此一起,LED的PN结温度及壳体散热问题显得尤为重要,一般用热阻、壳体温度、结温等参数表明.
(8)白光LED辐射安全
现在,世界电工委员会IEC将LED产品等同于半导体激光器的要求进行辐射的安全测验和证明.因LED是窄光束、高亮度的发光器材,考虑到其辐射或许对人眼视网膜的损害,因而,关于不同场合运用的LED,世界规范规则了其有用辐射的限值要求和测验办法.现在在欧盟和美国,照明 LED产品的辐射安全作为一项强制性的安全要求履行.
(9)白光LED可靠性和寿数
可靠性目标是衡量LED在各种环境中正常作业的才能.在液晶背光源和大屏幕显现中特别重要.寿数是点评LED产品可用周期的质量目标,一般用有用寿数或终了寿数表明.在照明运用中,有用寿数是指LED在额定功率条件下,光通量衰减到初始值的规则百分比时所继续的时刻.
1)均匀寿数
一批LED一起点亮,当通过一段时刻后,LED不亮到达50%时所用的时刻.
2)经济寿数
在一起考虑LED损坏以及光输出衰减的情况下,其归纳输出减至一特定份额时的小时数.此份额用于室外光源为70%,用于室内光源为80%.
