LED光源有哪些特性參數?LED光源發(fā)光強度怎么計算?

?標準光源對色燈箱????|???? ?2023-09-07

LED光源作為新一代的綠色照明光源,因其性能的優(yōu)越性,而被廣泛的應用于不同的場(chǎng)合。綜合的測試LED各項性能指標是評價(jià)LED光源的基礎,作為應用于照明的光電器件,LED光源的特征參數主要包括電、光和色三個(gè)方面。本文對LED光源的特性參數及LED光源發(fā)光強度的計算方法做了介紹,對此感興趣的朋友可以了解一下!

LED光源

LED光源有哪些特性參數?

綜合測試LED各項性能指標是評價(jià)LED照明光源的基礎。作為應用于照明的光電器件,LED的特征參數主要包括電、光和色三個(gè)方面:

1.相關(guān)電參數

(1)正向電壓(Vf)

通過(guò)LED的正向電流為確定值時(shí),在兩極間產(chǎn)生的電壓降。

(2)反向電壓(Vr)

被測LED器件通過(guò)的反向電流為確定值時(shí),兩極間所產(chǎn)生的電壓降。

(3)正向電流(If)

加載在LED兩端的正向電壓為確定值時(shí),流過(guò)LED的電流。

2.相關(guān)光參數

(1)相對光譜功率分布

在光輻射波長(cháng)范圍內,各個(gè)波長(cháng)的相對輻射功率分布情況。

(2)峰值波長(cháng)

光譜輻射功率最大的波長(cháng)。

(3)光通量

通過(guò)發(fā)光二極管的正向電流為規定值時(shí),器件光學(xué)窗口向整個(gè)空間在單位時(shí)間內發(fā)射的能引起人眼視覺(jué)的輻射通量,單位為流明。

(4)發(fā)光強度

光源在單位立體角內發(fā)射的光通量。

3.相關(guān)色度學(xué)參數

(1)色度坐標

光源對應的RGB三原色在CIE確定的色度圖中的坐標值。

(2)色溫

光源的光輻射所呈現的顏色與在某一溫度下黑體輻射的顏色相同時(shí),稱(chēng)黑體的溫度(Tc)為光源的色溫度。

對于組裝后的LED光源,在應用于照明時(shí)還需對其照明性能進(jìn)行評價(jià),這主要包括光通量、照度以及成本等。在燈具設計中,照明計算主要是包括兩個(gè)方面:一個(gè)是照度的計算,它表征被照表面單位面積上的光通量。另外一個(gè)是光通量的計算,通過(guò)分別計算LED燈具的光通量和 LED 光源的光通量來(lái)合理布置LED的位置、確定LED的個(gè)數,合理的添加光學(xué)器件,從而滿(mǎn)足不同的照明需要。


LED光源發(fā)光強度測量計算方法:

發(fā)光強度定義為光源在單位立體角元dΩ內所包含的光通量dΦv,表達式為:

發(fā)光強度表達式0101

光強的單位是坎德拉,符號為cd。CIE于 1979 年對坎德拉的定義為:一個(gè)光源發(fā)出頻率為540x1012Hz的單色輻射(對應于空氣中波長(cháng)為555nm的單色輻射),若在一定方向上的輻射強度為1/683W/sr,則光源在該方向上的發(fā)光強度為1cd。發(fā)光強度的概念要求光源是一個(gè)點(diǎn)光源,或者要求光源的尺寸和探測器的面積與離光探測器的距離相比足夠?。ㄟ@種要求被稱(chēng)為遠場(chǎng)條件)。但是在LED測量的許多實(shí)際應用場(chǎng)合中,往往是測量距離不夠長(cháng),光源的尺寸相對太大或者是LED與探測器表面構成的立體角太大,在這種近場(chǎng)條件下,并不能很好地保證距離平方反比定律,實(shí)際發(fā)光強度的測量值隨上述幾個(gè)因素的不同而不同,從而嚴格地說(shuō)并不能測量得到真正的LED的發(fā)光強度。

為了解決這個(gè)問(wèn)題,使測量結果具有可比較性,CIE推薦使用“平均發(fā)光強度”概念:照射在離LED一定距離處的光探測器上的光通量Φv與由探測器構成的立體角的比值,其中立體角可將探測器的面積S除以測量距離d的平方得到,如下圖所示。

平均發(fā)光強度測試原理

因而有如下表達式:

發(fā)光強度表達式0102

從物理上看,這里的平均發(fā)光強度的概念,不再與發(fā)光強度的概念關(guān)聯(lián)得那么緊密,而更多地與光通量的測量和測量機構的設計有關(guān)。CIE關(guān)于近場(chǎng)條件下的LED測量,有兩個(gè)推薦的標準條件:CIE標準條件A和CIE標準條件B。采用兩個(gè)條件都要求,所用的探測器有一個(gè)面積為1cm2(相應直徑為11.3mm)的圓形入射孔徑,LED面向探測器放置,并且要保證LED的機械軸通過(guò)探測器的孔徑中心。

組裝的探測器經(jīng)過(guò)標準光強燈校準后,按CIE標準條件放置好測試系統。探測器和測試LED一起置于黑暗的環(huán)境下,通入設定的電流值,系統即可獲得相應的光強。

通過(guò)LED測試底座的機械轉動(dòng)(每次轉動(dòng)的角度為 0.9°),即可獲得被測LED的光強空間分布。

通常,LED的光強也可由下式計算得到:

LED的光強計算式

式中r表示LED頂部與照度計之間的距離,E表示測得的照度,見(jiàn)下圖。研究者經(jīng)過(guò)試驗認為,對于大功率LED,芯片發(fā)光面較大,通過(guò)環(huán)氧透鏡會(huì )聚的光分布比常規LED更加復雜,CIE推薦的測量標準條件A和標準條件B不一定合適?;诒WC測量精度和便于計算的考慮,研究者建議測量大功率LED光強時(shí),LED頂部與照度計之間的距離選為836mm。

照度計測量LED光強原理圖