A LED-ek specifikációi és paraméterei

Sok különböző formájú, méretű, teljesítményű LED létezik. Azonban minden LED mindig félvezető eszköz, amely a p-n átmeneten áthaladó áramon alapul, optikai emissziót (látható fényt) okozva.

Alapvetően minden LED-et számos speciális műszaki jellemző jellemzi, az elektromos és a fény, amelyekről később beszélünk. Ezeket a jellemzőket a LED adatlapján (a műszaki dokumentációban) találja.

Az elektromos jellemzők a következők: előremenő áram, előremenő feszültségesés, maximális fordított feszültség, maximális teljesítménydisszipáció, áram-feszültség karakterisztika. A világítás paraméterei a következők: fényáram, fényerősség, szórási szög, szín (vagy hullámhossz), színhőmérséklet, fényhatásfok.

Névleges előremenő áram (If – előremenő áram)

A névleges előremenő áram az az áram, amikor ezen a LED-en halad előre, a gyártó garantálja ennek a fényforrásnak az útlevélfény paramétereit.Vagyis ez a LED üzemi árama, amelynél a LED biztosan nem ég ki, és az élettartama során normálisan fog működni. Ilyen körülmények között a pn átmenet nem bomlik le és nem melegszik túl.

A névleges áramon kívül van egy olyan paraméter, mint a csúcsáram (Ifp - csúcsáram) - az a maximális áram, amely csak 100 μs időtartamú impulzusokkal haladhat át az átmeneten, és a munkaciklus nem haladja meg a DC = 0,1 (a pontos adatokért lásd az adatlapot) … Elméletileg a maximális áram az a határáram, amelyet a kristály csak rövid ideig képes kezelni.

A gyakorlatban a névleges előremenő áram értéke a kristály méretétől, a félvezető típusától függ, és néhány mikroampertől több tíz milliamperig (COB típusú LED-szerelvényeknél még inkább).

Folyamatos feszültségesés (Vf – előremenő feszültség)

Tartós feszültségesés a pn átmeneten, ami a LED névleges áramát okozza. A LED-re feszültséget kapcsolunk, hogy az anód pozitív potenciálon legyen a katódhoz képest. A félvezető kémiai összetételétől, az optikai sugárzás hullámhosszától, a csomóponton átívelő egyenfeszültségesések is eltérőek.

Egyébként az egyenfeszültségesés alapján lehet meghatározni félvezető kémia… És itt vannak a hozzávetőleges előremenő feszültségesési tartományok különböző hullámhosszokhoz (LED fényszínek):

• A 760 nm feletti hullámhosszú infravörös gallium-arzenid LED-ek jellemző feszültségesése 1,9 V-nál kisebb.

• Vörös (pl. gallium-foszfid – 610–760 nm) – 1,63–2,03 V.

• Narancssárga (gallium-foszfid - 590-610 nm) - 2,03-2,1 V.

• Sárga (gallium-foszfid, 570–590 nm) – 2,1–2,18 V.

• Zöld (gallium-foszfid, 500–570 nm) – 1,9–4 V.

• Kék (cink-szelenid, 450–500 nm) – 2,48–3,7 V.

• Ibolya (indium-gallium-nitrid, 400–450 nm) – 2,76–4 V.

• Ultraibolya (bór-nitrid, 215 nm) – 3,1–4,4 V.

• Fehér (kék vagy lila foszforral) - körülbelül 3,5 V.

Maximális fordított feszültség (Vr – fordított feszültség)

A LED maximális fordított feszültsége, mint minden LED, olyan feszültség, amelyet fordított polaritású pn átmenetre kapcsolva (amikor a katódpotenciál nagyobb, mint az anódpotenciál) a kristály tönkremegy, és a LED meghibásodik. egyes LED-ek maximális fordított feszültsége körülbelül 5 V. COB-szerelvényeknél még több, infravörös LED-eknél pedig akár 1-2 volt is lehet.

Maximális teljesítménydisszipáció (Pd – Teljes teljesítménydisszipáció)

Ezt a karakterisztikát 25 °C-os környezeti hőmérsékleten mérik. Ez az a teljesítmény (gyakran mW-ban), amelyet a LED-ház továbbra is folyamatosan tud szétszórni, és nem ég ki. Kiszámítása a kristályon átfolyó áram feszültségesésének szorzata. Ha ezt az értéket túllépik (a feszültség és az áram szorzata), akkor a kristály hamarosan eltörik, hőpusztulása következik be.

Áram-feszültség karakterisztikája (VAC – grafikon)

A p-n átmeneten áthaladó áram nemlineáris függését a csomópontra adott feszültségtől a LED áram-feszültség karakterisztikájának (rövidítve VAC) nevezzük.Ezt a függőséget grafikusan ábrázolja az adatlap, és a rendelkezésre álló grafikonon nagyon könnyen látható, hogy milyen áram milyen feszültség mellett halad át a LED kristályon.

Az I — V karakterisztika jellege a kristály kémiai összetételétől függ. Az I — V karakterisztika nagyon hasznosnak bizonyul a LED-es elektronikai eszközök tervezésénél, mivel ennek köszönhetően gyakorlati mérések viselkedése nélkül is megtudható, hogy milyen feszültséget kell a LED-re kapcsolni, hogy megkapjuk. adott áram. Még az I — V karakterisztika segítségével is pontosabban meg lehet választani a diódához tartozó áramkorlátozót.

Fényerősség, fényáram

A LED-ek fény (optikai) paramétereit a gyártás szakaszában, normál körülmények között és a csomóponton átmenő névleges áramerősség mellett mérik. Feltételezzük, hogy a környezeti hőmérséklet 25 °C, a névleges áram be van állítva, és megmérjük a fényintenzitást (Cd-ban – kandela) vagy a fényáramot (lm-ben – lumen).

Egy lumen fényáram alatt azt a fényáramot értjük, amelyet egy pontszerű izotróp forrás bocsát ki, amelynek fényereje egy kandelával egyenlő egy szteradián térszögben.

A gyengeáramú LED-eket közvetlenül a fényintenzitás jellemzi, amelyet millicsatornákban adnak meg. A kandela a fényerősség mértékegysége, egy kandela pedig egy 540 × 1012 Hz frekvenciájú monokromatikus sugárzást kibocsátó forrás fényerőssége adott irányban, amelynek fényerőssége ebben az irányban 1/683 W / av.

Más szóval, a fényintenzitás számszerűsíti a fényáram egy bizonyos irányú intenzitását.Minél kisebb a szórási szög, annál nagyobb a LED fényintenzitása azonos fényáram mellett. Például az ultra-fényes LED-ek fényereje 10 kandela vagy több.

LED szórási szög (látószög)

Ezt a jellemzőt a LED-dokumentációk gyakran "dupla théta félfényerő"-ként írják le, és fokokban (fok-fok-fok) mérik. A név csak ennyi, mert a LED-ben általában van fókuszáló lencse, és a fényerő nem egyenletes a teljes szórási szögben.

Általában ez a paraméter 15 és 140 ° közötti tartományban lehet. Az SMD LED-ek szöge szélesebb, mint az ólom LED-ek. Például egy SMD 3528 csomagban lévő LED esetében a 120° normális.

Domináns hullámhossz

Nanométerben mérve. Ez jellemzi a LED által kibocsátott fény színét, ami viszont függ a hullámhossztól és a félvezető kristály kémiai összetételétől.

Az infravörös sugárzás hullámhossza 760 nm-nél nagyobb, a vörös 610-760 nm, a sárga 570-590 nm, az ibolya 400-450 nm, az ultraibolya sugárzás 400 nm-nél kisebb. A fehér fényt ultraibolya, ibolya vagy kék fényporok bocsátják ki.

Színhőmérséklet (CCT – színhőmérséklet)

Ezt a jellemzőt a fehér LED-ekre vonatkozó dokumentáció határozza meg, és Kelvinben (K) mérik. Hideg fehér (körülbelül 6000 K), meleg fehér (körülbelül 3000 K), fehér (kb. 4500 K) – pontosan mutatja a fehér fény árnyalatát.

A színhőmérséklettől függően a színvisszaadás eltérő lesz, és a fehéret a különböző színhőmérsékletű személyek különböző módon érzékelik. A meleg fény kényelmesebb, jobb az otthon számára, a hideg fény inkább a közösségi terekre.

Fényhatékonyság

A ma világításra használt LED-ek esetében ez a jellemző 100 lm/W körül van. A LED-es fényforrások erőteljes modelljei felülmúlták a kompakt fénycsöveket (CFL), elérve a 150 lm/W-ot vagy többet. Az izzólámpákhoz képest a LED-ek fényhatékonysága több mint 5-ször jobb.

Alapvetően a fényhatékonyság számszerűen jelzi, hogy egy fényforrás mennyire hatékony az energiafogyasztás szempontjából: hány watt szükséges egy bizonyos mennyiségű fény előállításához – hány lumen a watt.

A LED készüléke és működési elve

Miért kell a LED-et ellenálláson keresztül csatlakoztatni?

A fehér LED technológia fejlesztésének kilátásai