LED光源有哪些特性參數?LED光源發光強度怎么計算?

?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,因其性能的優越性,而被廣泛的應用于不同的場合。綜合的測試LED各項性能指標是評價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、光和色三個方面。本文對LED光源的特性參數及LED光源發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、光和色三個方面:

1.相關電參數

(1)正向電壓(Vf)

通過LED的正向電流為確定值時,在兩極間產生的電壓降。

(2)反向電壓(Vr)

被測LED器件通過的反向電流為確定值時,兩極間所產生的電壓降。

(3)正向電流(If)

加載在LED兩端的正向電壓為確定值時,流過LED的電流。

2.相關光參數

(1)相對光譜功率分布

在光輻射波長范圍內,各個波長的相對輻射功率分布情況。

(2)峰值波長

光譜輻射功率最大的波長。

(3)光通量

通過發光二極管的正向電流為規定值時,器件光學窗口向整個空間在單位時間內發射的能引起人眼視覺的輻射通量,單位為流明。

(4)發光強度

光源在單位立體角內發射的光通量。

3.相關色度學參數

(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,稱黑體的溫度(Tc)為光源的色溫度。

對于組裝后的LED光源,在應用于照明時還需對其照明性能進行評價,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方面:一個是照度的計算,它表征被照表面單位面積上的光通量。另外一個是光通量的計算,通過分別計算LED燈具的光通量和 LED 光源的光通量來合理布置LED的位置、確定LED的個數,合理的添加光學器件,從而滿足不同的照明需要。


LED光源發光強度測量計算方法:

發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:一個光源發出頻率為540x1012Hz的單色輻射(對應于空氣中波長為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光強度為1cd。發光強度的概念要求光源是一個點光源,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小(這種要求被稱為遠場條件)。但是在LED測量的許多實際應用場合中,往往是測量距離不夠長,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,在這種近場條件下,并不能很好地保證距離平方反比定律,實際發光強度的測量值隨上述幾個因素的不同而不同,從而嚴格地說并不能測量得到真正的LED的發光強度。

為了解決這個問題,使測量結果具有可比較性,CIE推薦使用“平均發光強度”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。

平均發光強度測試原理

因而有如下表達式:

發光強度表達式0102

從物理上看,這里的平均發光強度的概念,不再與發光強度的概念關聯得那么緊密,而更多地與光通量的測量和測量機構的設計有關。CIE關于近場條件下的LED測量,有兩個推薦的標準條件:CIE標準條件A和CIE標準條件B。采用兩個條件都要求,所用的探測器有一個面積為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的機械軸通過探測器的孔徑中心。

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

通過LED測試底座的機械轉動(每次轉動的角度為 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,見下圖。研究者經過試驗認為,對于大功率LED,芯片發光面較大,通過環氧透鏡會聚的光分布比常規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。基于保證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,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