白光LED基础知识

白光LED基础知识
白光LED基础知识
1.1用蓝群LED激励黄XXX荧光粉。

即将黄群荧光粉敷涂在蓝XXXLED表面，蓝群LED本身光通量并别高，但在激励黄群荧光粉后产生的白光光通量是原蓝光光通量的8倍。

这种工艺
是目前创造白光LED的要紧办法。

1.2将红、绿、蓝三种LED集成在一起，经过调整其发光比例产生白光（即三基群远离），普通比例为红：绿：蓝=3： 6: 1。

这种方式造价高，别适合于商品化进展。

2. LED分类
2.1LED按照功率区分，能够分为大功率和小功率。

0.5W以下普通称为小功率，0.5W以
上称为大功率。

3. LED内部结构
3.1大功率LED除两个电极外，都还自带有特意的散热结构和外部连接，用于提高散热效果。

而小功率LED由于体积及成本缘故，几乎都没有特意的散热结构，仅靠两个电极和外部连接，散热能力差。

所以大功率灯具都应挑选大功率LED而小功率灯具（如LED灯泡、
LED灯管）在对灯具散热举行优化设计后，能够采纳小功率LED 以下为最一般的一种大功率LED结构图。

a）大功率LED的一种结构
b內部结构
TVS
乏"世二氐
ir
Im ,
4. 白光LED 基本技术指标
4.1光通量
光通量是指单位时刻内光源发出的光能总和。

光通量的单位为
流明”符号为
光通量通常用①来表示。

光通量越大，讲明光源发出的光越多，按照通俗的明白，可以以为该光源亮度越高。

光源的光通量能够经过积分球和光度计测量。

塑料透谨封胶 LE D 芯片帖绪
ESDLED 芯片爱护輩賈
逾热眾片
4.2群温
群温是表示光源光群的尺度，单位为K。

当某一光源所发出的光的光谱分布与别反
光、别透光彻底汲取光的黑体在某一温度时辐射出的光谱分布相并且，我们就把绝对黑体的温度称之为这一光源的XXX温。

一些常用光源的群温为：钨丝灯为2760-2900K ;荧光灯为 3000K ;中午阳光为
5400K ；蓝天为 12000-18000K ;高压钠灯为 2000-2500K。

LED光源能够经过改变荧光粉的配比来操纵群温输出，普通范围为
2000K-10000K
人对别同群温的光源感官反应也别同，普通按群温可将光源分为三种：
比如，家庭多使用暖白光，而办公环境多使用正白光或冷白光。

XXX温能够经过光谱
分析仪测量。

4.3 显群指数和显群性
光源照耀到物体后反应物体本身颜群的能力称为显群性，显XXX性高低用显群指数来
表示。

显XXX指数的符号为Ra，最大为100 （自然光），显群指数越高，讲明光源的显群
性越好。

常见光源的显XXX指数如下：
白炽灯97
日光XXX荧光灯 80-94
白群荧光灯 75-85
暖白XXX荧光灯 80-90
卤钨灯 95-99
高压汞灯 22-51
高压钠灯 20-30
金属卤化物灯60-65
LED 灯 65-90
显XXX指数能够经过光谱分析仪测量。

4.4 正向电压
LED的本质算是二极管，它的电压即指二极管的管压落，用Vf表示，单位为V。

为了得
到更高的光效，在同样光通量（亮度）前提下，LED的电压越低越好。

普通白XXX、纯绿群、
蓝XXXLED的电压为3V左右，红群、黄群LED的电压为2V左右
r /
/
4.5 电流
电流指流过LED电流。

但应区分两个概念：LED最大驱动电流和实际驱动电流。

实际应用中，LED的驱动电流绝对别允许超过最大驱动电流，否则也许损坏LED或导致亮度快速衰减。

LED属于电流型器件：电流越大，光通量越高（即亮度越高）；电流越小，光通量越低（即亮度越低）。

但提高电流会导致功率上升，发热量增加，光效落低，妨碍LED的寿命。

4.6 光效
光效指在消耗单位功率条件下输出的光通量。

光效能够分为光源光效和整灯光效。

单位基本上lm/w （流明每瓦）。

光源光效指单个光源在消耗单位功率条件下输出的光通量。

整灯光效指整个灯具在消耗单位功率条件下输出的光通量。

4.6.1 光源光效
光撩光通量』光源光通詈“
托谊托姣斗------------- 》--------------------------
光潭功率』光溥电压x光渥电洼屮
从上式能够看出，只要测试出光源光通量及光源电压和光源电流即可计算出光源光效。

光源光通量能够经过小型积分球测量，光源电压和光源电流能够经过周密电源测量。

注意：光源光效应注明测试电流，在别同测试电流事情下，测得的光效是别同的，因为
LED的光通量输出尽管会随着电流的增加而增加，但别是线性增加。

下图为某型号LED驱动
电流和光通量输出曲线（纵轴数字为光通量输出的比例）。

4.6.2 整灯光效
整灯光效指在将LED装配到灯具内部后，对整个灯具举行的测试。

2.25
空 U 逢至光搏光逹兰-痩去擡甘光運呈+ 光搏光通呈人;J具效翠屮整灯光效n/ ------------------=*■'------------------------------ 二
--------------------------------
* 卷灯功率屛光谏功奉■电诛言純功率* 光漂功宪手电惡效率* 从上式能够看出，只要测试出灯具的整灯光通量及整灯功率即可计算出整灯
光效。

整灯
光通量能够经过大型积分球或分布式光度计测量，整灯功率能够经过综合电量表测量。

对照
以上两个公式能够发觉，整灯光效要明显小于光源光效。

因为：
★LED光源被装配到灯具内部后，会在透镜、面板部分产生透光损失和反射损失，导致
最后灯具光通量下落。

光损的多少能够用灯具效率来表示：
灯具光通宣“
打具殼黑之------------------------------ X100-V
灯具同光牌光通養之和4
★LED灯具的功率除了光源部分功率之外，驱动电源自身还需要消耗一部分能量。

电源自耗功率的多少能够用电源效率来标识：
电源嗽岀功至衣LED光源功蹩疋
电諒效率砂，---------------------------- *
------------------------------ X1 DO^i1
电您殓人功壓P 口具功更卩
4.7 LED 各参数之间的关系
4.7.1 群温划分
以下为三原群图，中心椭圆区域为白光区，白光区内越接近左下角群温越高，白光区内
越接近右上角群温越低。

在白光内，能够划分为多个区域，ABC勺XXX温相同，基本上6500K-8500K; DEF的群温相同，基本上 4500K-6500K; GHI的群温相同，基本上 2500K-4500K。

三
2
三原XXX图#
4.7.2群温柔显群指数
群温柔显群指数没有直截了当关系。

例如，群温分不为2700K和3400K的LED显XXX指数都
能够达到85以上。

4.7.3群温柔光通量
同型号LED（指芯片和工艺相同），群温落低，光通量也随之落低；群温提高，光通量也随之提高。

所以在早期创造灯具的过程中，由于LED本身的光通量并别高，因此通常挑选高群温的LED
4.7.4群温混合
能够将高群温LED和低群温LED混合使用，如此灯具的XXX温会表现为中间群温。

例如: 将2700K 的LED和5000K的LED混合使用，灯具的群温应介于 2700K 和5000K之间。

4.7.6显XXX指数混合
能够将高显群性LED和低显群性LED混合使用，如此灯具的显XXX性会在两者之间。

例如: 将Ra=65的LED和Ra=85的LED混合使用，灯具的显XXX指数应介于 65和85之间。

5. LED使用过程中的注意事项
5.1严禁用手或其他物品按压
所有LED的透镜表面均严禁用手或其他物品按压，否则会导致LED损坏。

从前面介绍的
大功率LED内部结构部分我们了解到，LED芯片和外接电极之间大多采纳金线焊接，金线及金线末
端的焊接部分仅能承受约 10g力，所以外部非常小的压力就会导致金线或金线末端的焊接部分断裂，
从而造成LED损坏。

5.2防止化学品沾污
所有LED严禁化学品沾污。

灯具生产过程中使用的酒精、助焊剂、各种胶水、抹字水等化学品
都具有非常强的氧化性，会对 LED内的荧光粉、芯片产生严峻腐蚀，导致LED损坏。

5.3回流焊操纵
所有LED仅能过1次回流焊，重复焊接会严峻损伤 LED所以在对LED举行回流焊操作前必须
确认以下内容：
5.3.1温度曲线符合LED器件的要求，新的LED器件首次回流焊前必须和LED 厂家确认温度曲
线。

5.3.2 LED器件符合潮湿敏感度标准要求，达别到标准的应按生产厂家要求举行烘烤后再焊接。

5.3.4 LED进入回流焊设备前应确保举行了必要的检查，以防止LED贴装别良。

6. LED串联及并联分组对照
LED灯具的光源部分普通基本上由多颗LED组成，这些LED在电气连接上也许是串联，也也许是
并联，实际使用中以串联为主。

6.1串联连接
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如上图所示，一组LED采纳串联方式，由电源提供恒定电流驱动。

串联方式可以保证回路中所有 LED电流一致，但在串联回路中LED数量较多时，需要电源输
出较高电压，并且，串联回路存在一只 LED开路导致整个回路失效（整个回路别亮）的风险。

LED 失效会产生两种后果：开路或短路。

开路会造成整个串联回路中所有LED熄灭；而短路则不可能妨碍串联回路中其他LED正常工作。

大量实践证明，LED失效都是为短路，开路现象极少，所以串联使用是安全的。

6.2并联连接
如上图所示，多只LED采纳先串联后并联的方式由电源驱动。

在驱动相同数量 LED时，并联方式别需要电源输出非常高电压。

例如：某盏灯具总共有60只LED若每只LED的电压为3V,则串联方式电源输出电压至少为 180V;而采纳3路并联后，电源输出电压仅需要 60V。

并联方式中，电源输出的电流I恒定，每条并联支路的电流分不为i1、i2、i3，在理想事情下（每条支路上所有LED的电压和相等），i仁i2=i3=1/3I ，也算是讲，在并联方式下，电源输出的总电流应依照分支路数的多少成倍增加。

应特殊注意：并联方式存在比较明显的隐患，如上图，实际上有一点很关键，
i1、i2、i3并别一等相等。

由于LED的电压存在离散性，我们无法保证每条支
路路上LED的总电压一致，然而并联电路的原理决定了每条支路的电压必须一致，如此就导致电压高的支路电流小，
电压低的支路电流大。

极限事情下，电压低的支路电流也许超过安全值，造成LED损坏。

若有LED损坏，后果会更加严峻，整个灯具也许在短时刻内损坏：
★某条支路有一只LED开路，该支路的电流会分担到其他支路，造成其他支路超负荷工作；
★某条支路有一只LED短路，会造成该支路电压下落、电流急剧增加，而其他支路的电流均减小。

所以，在实际使用中，应尽可能幸免采纳并联驱动方式。