LED光源在工程應(yīng)用中的一些常識

led的基本特性及使用時的注意事項

1.光電特性:

LED在其電流極限參數(shù)范圍內(nèi)流過LED的電流越大,它的發(fā)光亮度越高.即LED的亮度與通過LED的 電流成正比.但綠光和藍光及白光在大電流情況下會出現(xiàn)飽和現(xiàn)象,不僅發(fā)光效率大幅降低,而且使用壽命也會縮短.

2. 光學(xué)特性

LED按顏色分有紅、橙、黃、綠、藍、紫、白等多種顏色.按亮度分有普亮、高亮、超高亮等,同 種芯片在不同的封裝方式下,它的亮度也不相同.按人的視覺可分為可見光和不可見光.按發(fā)光顏色的多少可分為單色、雙色、七彩等多種類型.色彩的純度不同價格相差很大,現(xiàn)行的純白色LED 價格特貴.同時發(fā)光視角不同,光效亦不同,使用時特需注意.

3. 常見的LED電性能參數(shù)

(1)LED正向電壓

不同顏色的LED在額定的正向電流條件下,有著各自不同的正向壓降值,紅、黃色:1.8~2.5V之

間,綠色和藍色:2.7~4.0V之間.對于同種顏色的LED,其正向壓降和光強也不是完全一致的.如

下表:

LED 型號:5 4HCA

發(fā)光顏色 外觀顏色 波長 λD(nm) 正向電壓VF 亮度Iv(mcd)

IF=20mA

Min. Max.

紅色 水透明 645~660 1.8 2.5 50~300

黃綠色 水透明 570~575 1.8 2.5 50~300

黃色 水透明 585~590 1.8 2.5 500~5000

藍色 水透明 455~475 2.7 4.0 500~7000

綠色 水透明 515~535 2.7 4.0 2000~10000

藍綠色 水透明 490~515 2.7 4.0 2000~10000

白色 水透明 - 2.7 4.0 3000~15000

在同一電路中應(yīng)該盡量使用在額定電流條件下正向壓降值相同、光強范圍小的LED.只有這樣才能 保證LED的發(fā)光效果一致.其具體的電性參數(shù)可依各封裝廠每包裝提供的產(chǎn)品分光參數(shù)標簽值. (有些公司每批分選都不一致)

(2)LED的額定工作電流

LED的額定電流各不相同,普通的LED電流一般為20mA,大功率的LED電流一般為40 mA 或350 mA

不等.具體要按各封裝廠提供的電流參數(shù)值.

一般LED在反向電壓:VR=5V的條件下,反向電流:IR≤10μA.

(3)LED的功率

LED功率的大小也各不相同,有70mW、 100mW、 1W、2W、3W、5W等,

所以必須根據(jù)所選擇的LED,設(shè)計合理的使用電路和配置合適的LED數(shù)量,使其完全滿足LED電源的額定值,如果設(shè)計的電路使每個LED分擔(dān)電壓或電流過高就會嚴重影響LED的使用壽命甚至燒毀LED,如果分擔(dān)的電壓或電流過低則激發(fā)的LED光強不夠,就不能充分發(fā)揮LED應(yīng)有的效果,達不到我們所期望的目的.

4. 溫度特性

(1)LED的焊接溫度應(yīng)在250℃以下,焊接時間控制在3~5S之間.要注意避免LED溫度過高從而使芯片受損.

(2)LED的亮度輸出與溫度成反比,溫度不僅影響LED的亮度,也影響它的壽命.使用中盡量減少電路發(fā)熱,并做一定的散熱處理.

5. 防靜電特性

LED裝配過程中必須加強防靜電措施,因為操作過程和人體本身都會產(chǎn)生靜電,對于雙電極的LED最易被靜電反向擊穿,從而嚴重影響LED的使用壽命甚至使其完全報廢.

如防靜電環(huán)境不是非常完善,可以給LED使用者增加防靜電腕帶,設(shè)置良好的防靜電接地系統(tǒng),離子風(fēng)機等設(shè)備.

五、LED連接電路的常見形式

1.串聯(lián):這種電路需要電源提供較高的電壓.

V總=各LED的VF之和=VF1+VF2+VF 3+VF 4------+VF N

I總=單顆LED的IF值

2. 并聯(lián):這種電路需要電源能提供較高的電流.

V總=單顆LED的VF 值

I總=各LED的IF之和=IF1+IF2+IF3+IF4------+IFN

3. 串聯(lián)/并聯(lián)組合

a、 在實際運用中,負載常采用通過串并聯(lián)形成的LED陣列;

b、 將LED連接成串聯(lián)/并聯(lián)組合的形式,可大幅減低因少數(shù)LED的VF不一致造成的影響;

c、 陣列形式或LED個數(shù)變化,限流電阻也應(yīng)相應(yīng)變化.

d、 串聯(lián)/并聯(lián)組合的形式會使輸出電流隨輸入電壓和環(huán)境溫度等因素而發(fā)生的變化更加顯著;

4. 為了能有效控制電路中的電流,須在電路中配置適當(dāng)?shù)南蘖麟娮?

R=(V輸入電壓-VLED總電壓)/I(流過限流電阻的電流)

限流電阻的作用主要是控制LED的電流,使電壓更平滑,并使各并聯(lián)支路的亮度更均勻.限流電阻

阻值大效果較好,但是限流電阻的取值也不能太大,否則會增加電能的損耗及元件溫度升高.