LED基礎(chǔ)：12個(gè)LED重要性能指標(biāo)

對(duì)LED要有深入的了解，我們首先需要了解LED的一些基本知識(shí)，其次還要了解LED的性能指標(biāo)，因?yàn)長(zhǎng)ED性能指標(biāo)是整個(gè)LED的核心部分。下面將LED性能指標(biāo)分為12個(gè)關(guān)鍵詞，并對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的分析。

12個(gè)LED重要性能指標(biāo)

(一)LED的顏色：LED的顏色是一項(xiàng)非常重要的指標(biāo)，是每一個(gè)LED相關(guān)燈具產(chǎn)品必須標(biāo)明，目前LED的顏色主要有紅色、綠色、藍(lán)色、青色、黃色、白色、暖白、琥珀色等。在我們?cè)O(shè)計(jì)和接單的時(shí)候這個(gè)參數(shù)是千萬(wàn)不能忘記的(尤其是初學(xué)者).因?yàn)轭伾煌?相關(guān)的參數(shù)也有很大的變化。

(二)LED的電流：LED的正向極限(IF)電流多在20MA，而且LED的光衰電流不能大于IF/3，大約15MA和18MA。LED的發(fā)光強(qiáng)度僅在一定范圍內(nèi)與IF成正比,當(dāng)IF>20MA時(shí)，亮度的增強(qiáng)已經(jīng)無(wú)法用內(nèi)眼分出來(lái)。因此，LED的工作電流一般選在17—19MA左右比較合理.前面所針對(duì)是普通小功率LED(0.04-0.08W)之間的LED而言,但有些食人魚(yú)LED除外(有些在40MA左右的額定值)。

除著技術(shù)的不斷發(fā)展，大功率的LED也不斷出現(xiàn)如0.5W LED(IF=150MA)，1W LED(IF=350MA)，3W LED(IF=750MA)還有其它更多的規(guī)格，我不一一進(jìn)行介紹,你們可以自己去查L(zhǎng)ED手冊(cè)。

(三)LED的電壓：通常所說(shuō)的LED是正向電壓,就是說(shuō)LED的正極接電源正極，負(fù)極接電源負(fù)極。電壓與顏色有關(guān)系，紅、黃、黃綠的電壓是1.8—2.4v之間。白、藍(lán)、翠綠的電壓是3.0—3.6v之間，這里筆者要提醒的是，同一批生產(chǎn)出的LED電壓也會(huì)有一些差異，要根據(jù)廠(chǎng)家提供的為準(zhǔn)，在外界溫度升高時(shí)，VF將會(huì)下降。

(四)LED的反向電壓VRm：允許增加的最大反向電壓。超過(guò)數(shù)值，發(fā)光二極管可能被擊穿損壞。

(五)LED的色溫: 以絕對(duì)溫度K來(lái)表示，即將一標(biāo)準(zhǔn)黑體加熱，溫度升高到一定程度時(shí)顏色開(kāi)始由深紅—淺紅—橙黃— 白—藍(lán)，逐漸改變，某光源與黑體的顏色相同時(shí)，將黑體當(dāng)時(shí)的絕對(duì)溫度稱(chēng)為該光源之色溫。

因相關(guān)色溫度事實(shí)上是以黑體輻射接近光源光色時(shí)，對(duì)該光源光色表現(xiàn)的評(píng)價(jià)值，并非一種精確的顏色對(duì)比，故具相同色溫值的二光源，可能在光色外觀上仍有些許差異。僅憑色溫?zé)o法了解光源對(duì)物體的顯色能力，或在該光源下物體顏色的再現(xiàn)如何。

此外，光源色溫不同，光色也不同：

- 色溫在3000k以下有溫暖的感覺(jué)，達(dá)到穩(wěn)重的氣氛;

- 色溫在3000k-5000k為中間色溫，有爽快的感覺(jué);

- 色溫在5000k以上，有冷的感覺(jué)。

(六)發(fā)光強(qiáng)度(I、Intensity)：?jiǎn)挝豢驳吕?，即cd。光源在給定方向的單位立體角中發(fā)射的光通量定義為光源在該方向的(發(fā))光強(qiáng)(度)，發(fā)光強(qiáng)度是針對(duì)點(diǎn)光源而言的，或者發(fā)光體的大小與照射距離相比比較小的場(chǎng)合。這個(gè)量是表明發(fā)光體在空間發(fā)射的會(huì)聚能力的?？梢哉f(shuō)，發(fā)光強(qiáng)度就是描述了光源到底有多“亮”，因?yàn)樗枪夤β逝c會(huì)聚能力的一個(gè)共同的描述。發(fā)光強(qiáng)度越大，光源看起來(lái)就越亮，同時(shí)在相同條件下被該光源照射后的物體也就越亮，因此，早些時(shí)候描述手電都用這個(gè)參數(shù)。

現(xiàn)在LED也用這個(gè)單位來(lái)描述，比如某LED是15000的，單位是mcd，1000mcd=1cd，因此15000mcd就是15cd。 之所以L(fǎng)ED用毫cd(mcd)而不直接用cd來(lái)表示，是因?yàn)橐郧白钤鏛ED比較暗，比如1984年標(biāo)準(zhǔn)5mm的LED其發(fā)光強(qiáng)度才0.005cd，因此才用mcd表示。

用發(fā)光強(qiáng)度來(lái)表示“亮度”的缺點(diǎn)是，如果管芯完全一樣的兩個(gè)LED，會(huì)聚程度好的發(fā)光強(qiáng)度就高。因此，用戶(hù)在購(gòu)買(mǎi)LED的時(shí)候不要只關(guān)注高I值，還要看照射角度。很多高I值的LED并非提高自身的發(fā)射效率來(lái)達(dá)到，而是把鏡頭加長(zhǎng)照射角度變窄而實(shí)現(xiàn)，這盡管對(duì)LED手電有用，但可觀察角度也受限。另外，同樣的管芯LED，直徑5mm的I值就比3mm的大一倍多，但只有直徑10mm的1/4，因?yàn)橥哥R越大會(huì)聚特性就越好。

(七)LED光通量(F，F(xiàn)lux)：?jiǎn)挝涣髅鳎磍m。光源在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射出的光量稱(chēng)為光源的發(fā)光通量。同樣，這個(gè)量是對(duì)光源而言，是描述光源發(fā)光總量的大小的，與光功率等價(jià)。光源的光通量越大，則發(fā)出的光線(xiàn)越多。

對(duì)于各向同性的光(即光源的光線(xiàn)向四面八方以相同的密度發(fā)射)，則F=4πI。也就是說(shuō)，若光源的I為1cd，則總光通量為4π=12.56 lm。與力學(xué)的單位比較，光通量相當(dāng)于壓力，而發(fā)光強(qiáng)度相當(dāng)于壓強(qiáng)。要想被照射點(diǎn)看起來(lái)更亮，我們不僅要提高光通量，而且要增大會(huì)聚的手段，實(shí)際上就是減少面積，這樣才能得到更大的強(qiáng)度。

要知道，光通量也是人為量，對(duì)于其它動(dòng)物可能就不一樣的，更不是完全自然的東西，因?yàn)檫@種定義完全是根據(jù)人眼對(duì)光的響應(yīng)而來(lái)的。

人眼對(duì)不同顏色的光的感覺(jué)是不同的，此感覺(jué)決定了光通量與光功率的換算關(guān)系。對(duì)于人眼最敏感的555nm的黃綠光，1W = 683 lm，也就是說(shuō)，1W的功率全部轉(zhuǎn)換成波長(zhǎng)為555nm的光，為683流明。這個(gè)是最大的光轉(zhuǎn)換效率，也是定標(biāo)值，因?yàn)槿搜蹖?duì)555nm的光最敏感。對(duì)于其它顏色的光，比如650nm的紅色，1W的光僅相當(dāng)于73流明，這是因?yàn)槿搜蹖?duì)紅光不敏感的原因。對(duì)于白色光，要看情況了，因?yàn)楹芏嗖煌墓庾V結(jié)構(gòu)的光都是白色的。例如LED的白光、電視上的白光以及日光就差別很大，光譜不同。

以常用白光LED流明列舉來(lái)說(shuō)：0.06W→3-5LM，0.2W→13-15LM，1W→60-80LM。(僅供參考)

(八)LED光照度(E，Illuminance)：?jiǎn)挝焕湛怂辜磍x(以前叫l(wèi)ux)。1流明的光通量均勻分布在1平方米表面上所產(chǎn)生的光照度。

(九)顯色性：光源對(duì)物體本身顏色呈現(xiàn)的程度稱(chēng)為顯色性，也就是顏色逼真的程度;光源的顯色性是由顯色指數(shù)來(lái)表明，它表示物體在光下顏色比基準(zhǔn)光(太陽(yáng)光)照明時(shí)顏色的偏離，能較全面反映光源的顏色特性。顯色性高的光源對(duì)顏色表現(xiàn)較好，我們所見(jiàn)到的顏色也就接近自然色，顯色性低的光源對(duì)顏色表現(xiàn)較差，我們所見(jiàn)到的顏色偏差也較大。

國(guó)際照明委員會(huì)CIE把太陽(yáng)的顯色指數(shù)定為100，各類(lèi)光源的顯色指數(shù)各不相同，如：高壓鈉燈顯色指數(shù) Ra=23，熒光燈管顯色指數(shù)Ra=60—90。

● 顯色分兩種：

- 忠實(shí)顯色：能正確表現(xiàn)物質(zhì)本來(lái)的顏色需使用顯色指數(shù)(Ra)高的光源，其數(shù)值接近100，顯色性最好。

- 效果顯色：要鮮明地強(qiáng)調(diào)特定色彩，表現(xiàn)美的生活可以利用加色法來(lái)加強(qiáng)顯色效果。

(十)眩光：視野內(nèi)有亮度極高的物體或強(qiáng)烈的亮度對(duì)比，則可以造成視覺(jué)不舒適稱(chēng)為眩光，眩光是影響照明質(zhì)量的重要因素。

(十一)LED的使用壽命：LED在一般說(shuō)明中，都是可以使用50,000小時(shí)以上，還有一些生產(chǎn)商宣稱(chēng)其LED可以運(yùn)作100,000小時(shí)左右。這方面主要的問(wèn)題是，LED并不是簡(jiǎn)單的不再運(yùn)作而已，它的額定使用壽命不能用傳統(tǒng)燈具的衡量方法來(lái)計(jì)算。實(shí)際上，在測(cè)試LED使用壽命時(shí)，不會(huì)有人一直呆在旁邊等著它停止運(yùn)作。不過(guò)，還是有其他方法來(lái)測(cè)算LED的使用壽命。LED之所以持久，是因?yàn)樗粫?huì)產(chǎn)生燈絲熔斷的問(wèn)題。LED不會(huì)直接停止運(yùn)作，但它會(huì)隨著時(shí)間的流逝而逐漸退化。

有預(yù)測(cè)表明，高質(zhì)量LED在經(jīng)過(guò)50,000小時(shí)的持續(xù)運(yùn)作后，還能維持初始燈光亮度的60%以上。假定LED已達(dá)到其額定的使用壽命，實(shí)際上它可能還在發(fā)光，只不過(guò)燈光非常微弱罷了。要想延長(zhǎng)LED的使用壽命，就有必要降低或完全驅(qū)散LED芯片產(chǎn)生的熱能。熱能是LED停止運(yùn)作的主要原因。

(十二)LED發(fā)光角度：二極管發(fā)光角度也就是其光線(xiàn)散射角度，主要靠二極管生產(chǎn)時(shí)加散射劑來(lái)控制，有三大類(lèi)：

(1)高指向性。一般為尖頭環(huán)氧封裝，或是帶金屬反射腔封裝，且不加散射劑。發(fā)光角度5°—20°或更小，具有很高的指向性，可作局部照明光源用，或與光檢出器聯(lián)用以組成自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)。

(2)標(biāo)準(zhǔn)型。通常作指示燈用，其發(fā)光角度為20°—45°。

(3)散射型。這是視角較大的指示燈，發(fā)光角度為45°—90°或更大，散射劑的量較大。