LED光源在工程應用中的一些常識

led的基本特性及使用時的注意事項

1.光電特性:

LED在其電流極限參數范圍內流過LED的電流越大,它的發光亮度越高.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飽和現象,不僅發光效率大幅降低,而且使用壽命也會縮短.

2. 光學特性

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,現行的純白色LED 價格特貴.同時發光視角不同,光效亦不同,使用時特需注意.

3. 常見的LED電性能參數

(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的發光效果一致.其具體的電性參數可依各封裝廠每包裝提供的產品分光參數標簽值. (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,

所以必須根據所選擇的LED,設計合理的使用電路和配置合適的LED數量,使其完全滿足LED電源的額定值,如果設計的電路使每個LED分擔電壓或電流過高就會嚴重影響LED的使用壽命甚至燒毀LED,如果分擔的電壓或電流過低則激發的LED光強不夠,就不能充分發揮LED應有的效果,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.

如防靜電環境不是非常完善,可以給LED使用者增加防靜電腕帶,設置良好的防靜電接地系統,離子風機等設備.

五、LED連接電路的常見形式

1.串聯: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: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/并聯組合

a、 在實際運用中,負載常采用通過串并聯形成的LED陣列;

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

c、 陣列形式或LED個數變化,限流電阻也應相應變化.

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

4. 為了能有效控制電路中的電流,須在電路中配置適當的限流電阻.

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.