Thông số kỹ thuật và thông số của đèn LED

Có nhiều đèn LED có hình dạng, kích cỡ, công suất khác nhau. Tuy nhiên, mỗi đèn LED luôn thiết bị bán dẫn, dựa trên sự đi qua của dòng điện qua tiếp giáp p-n theo hướng thuận, gây ra hiện tượng phát xạ quang học (ánh sáng khả kiến).

Về cơ bản, tất cả các đèn LED đều được đặc trưng bởi một số đặc tính kỹ thuật, điện và ánh sáng cụ thể mà chúng ta sẽ nói sau. Bạn có thể tìm thấy các đặc điểm này trong bảng dữ liệu (trong tài liệu kỹ thuật) của đèn LED.

Các đặc tính điện là: dòng thuận, sụt áp thuận, điện áp ngược cực đại, công suất tiêu tán cực đại, đặc tính dòng điện-điện áp. Các thông số của đèn là: quang thông, cường độ sáng, góc tán xạ, màu sắc (hay bước sóng), nhiệt độ màu, hiệu suất phát sáng.

Chuyển tiếp định mức hiện tại (Nếu - chuyển tiếp hiện tại)

Dòng điện thuận định mức là dòng điện khi nó đi qua đèn LED này theo chiều thuận, nhà sản xuất đảm bảo thông số đèn hộ chiếu của nguồn sáng này.Nói cách khác, đây là dòng điện hoạt động của đèn LED, tại đó đèn LED chắc chắn sẽ không bị cháy và có thể hoạt động bình thường trong suốt thời gian sử dụng. Trong những điều kiện này, mối nối pn sẽ không bị hỏng và không quá nóng.

Ngoài dòng định mức, còn có một tham số như dòng chuyển tiếp cực đại (Ifp — dòng chuyển tiếp cực đại) — dòng điện tối đa có thể đi qua quá trình chuyển đổi chỉ bằng các xung có thời lượng 100 μs với chu kỳ hoạt động không quá DC = 0,1 (xem biểu dữ liệu để biết dữ liệu chính xác) … Về lý thuyết, dòng điện tối đa là dòng điện giới hạn mà tinh thể chỉ có thể xử lý trong một thời gian ngắn.

Trong thực tế, giá trị của dòng điện thuận danh định phụ thuộc vào kích thước của tinh thể, vào loại chất bán dẫn và thay đổi từ vài microampe đến hàng chục miliampe (thậm chí nhiều hơn đối với cụm đèn LED loại COB).

Giảm điện áp liên tục (Vf - Chuyển tiếp điện áp)

Sự sụt giảm điện áp liên tục trên đường giao nhau pn gây ra dòng điện định mức của đèn LED. Một điện áp được đặt vào đèn LED sao cho cực dương có điện thế dương so với cực âm. Tùy thuộc vào thành phần hóa học của chất bán dẫn, bước sóng của bức xạ quang, điện áp rơi trực tiếp qua lớp tiếp giáp cũng khác nhau.

Nhân tiện, bằng cách giảm điện áp trực tiếp, bạn có thể xác định hóa chất bán dẫn… Và đây là phạm vi giảm điện áp chuyển tiếp gần đúng cho các bước sóng khác nhau (màu đèn LED):

• Đèn LED hồng ngoại gali arsenua có bước sóng trên 760 nm có điện áp giảm đặc trưng nhỏ hơn 1,9 V.

• Màu đỏ (ví dụ gali photphua — 610 nm đến 760 nm) — 1,63 đến 2,03 V.

• Màu cam (gallium phosphide — từ 590 đến 610 nm) — từ 2,03 đến 2,1 V.

• Màu vàng (gallium phosphide, 570 đến 590 nm) — 2,1 đến 2,18 V.

• Màu lục (gallium phosphide, 500 đến 570 nm) — 1,9 đến 4 V.

• Màu lam (kẽm selenua, 450 đến 500 nm) — 2,48 đến 3,7 V.

• Tím (indium gallium nitride, 400 đến 450 nm) — 2,76 đến 4 V.

• Tia cực tím (bo nitrua, 215 nm) — 3,1 đến 4,4 V.

• Trắng (xanh lam hoặc tím với phốt pho) — khoảng 3,5 V.

Điện áp ngược tối đa (Vr — Điện áp ngược)

Điện áp ngược tối đa của đèn LED, giống như bất kỳ đèn LED nào, là điện áp mà khi đặt vào điểm nối pn ở cực ngược (khi điện thế cực âm lớn hơn điện thế cực dương), tinh thể sẽ bị hỏng và đèn LED bị hỏng. một số đèn LED có điện áp ngược tối đa khoảng 5 V. Đối với cụm COB, thậm chí nhiều hơn và đối với đèn LED hồng ngoại, nó có thể lên đến 1-2 volt.

Tản điện tối đa (Pd — Tổng công suất tiêu tán)

Đặc tính này được đo ở nhiệt độ môi trường xung quanh là 25 ° C. Đây là công suất (thường tính bằng mW) mà vỏ đèn LED vẫn có thể tiêu tan liên tục và không bị cháy. Nó được tính bằng tích của sự sụt giảm điện áp bởi dòng điện chạy qua tinh thể. Nếu giá trị này bị vượt quá (tích của điện áp và dòng điện), rất nhanh tinh thể sẽ bị vỡ, quá trình phá hủy nhiệt sẽ xảy ra.

Đặc tính dòng điện áp (VAC - Graph)

Sự phụ thuộc phi tuyến tính của dòng điện qua tiếp giáp p-n vào điện áp đặt vào tiếp giáp được gọi là đặc tính dòng điện-điện áp (viết tắt là VAC) của đèn LED.Sự phụ thuộc này được mô tả bằng đồ họa trong biểu dữ liệu và từ biểu đồ có sẵn, bạn có thể dễ dàng nhìn thấy dòng điện ở điện áp nào sẽ đi qua tinh thể LED.

Bản chất của đặc trưng I—V phụ thuộc vào thành phần hóa học của tinh thể. Đặc tính I - V hóa ra lại rất hữu ích trong việc thiết kế các thiết bị điện tử có đèn LED, bởi vì nhờ nó mà không cần hành vi của các phép đo thực tế, có thể tìm ra điện áp nào nên đặt vào đèn LED để thu được một dòng điện nhất định. Ngay cả với sự trợ giúp của đặc tính I - V, có thể chọn chính xác hơn bộ giới hạn dòng điện cho diode.

Cường độ sáng, quang thông

Các thông số ánh sáng (quang học) của đèn LED được đo ở giai đoạn sản xuất của chúng, trong điều kiện bình thường và ở dòng điện danh định qua đường giao nhau. Giả định rằng nhiệt độ môi trường là 25 ° C, dòng điện danh định được đặt và cường độ ánh sáng (tính bằng Cd—candela) hoặc quang thông (tính bằng lm—lumen) được đo.

Quang thông một lumen được hiểu là quang thông phát ra từ một nguồn đẳng hướng điểm có cường độ sáng bằng một candela theo góc khối một steradian.

Đèn LED dòng điện thấp được đặc trưng trực tiếp bởi cường độ ánh sáng, được biểu thị bằng millichannels. Một candela là một đơn vị cường độ sáng và một candela là cường độ sáng theo một hướng nhất định của nguồn phát ra bức xạ đơn sắc có tần số 540 × 1012 Hz, có cường độ sáng theo hướng đó là 1/683 W / av.

Nói cách khác, cường độ ánh sáng định lượng cường độ của luồng ánh sáng theo một hướng nhất định.Góc tán xạ càng nhỏ thì cường độ sáng của đèn LED ở cùng một luồng sáng càng lớn. Ví dụ đèn LED siêu sáng có cường độ sáng từ 10 candelas trở lên.

Góc tán xạ LED (góc nhìn)

Đặc tính này thường được mô tả trong tài liệu LED là "độ sáng gấp đôi theta một nửa" và được đo bằng độ (độ-độ-độ). Sở dĩ có tên gọi như vậy vì đèn LED thường có thấu kính hội tụ và độ sáng không đồng đều trên toàn bộ góc tán xạ.

Nói chung, tham số này có thể nằm trong khoảng từ 15 đến 140 °. Đèn LED SMD có góc chiếu rộng hơn so với đèn chì. Ví dụ: 120° đối với đèn LED trong gói SMD 3528 là bình thường.

Bước sóng cực đại

Được đo bằng nanomet. Nó đặc trưng cho màu sắc của ánh sáng do đèn LED phát ra, do đó màu sắc này phụ thuộc vào bước sóng và thành phần hóa học của tinh thể bán dẫn.

Bức xạ hồng ngoại có bước sóng lớn hơn 760 nm, đỏ — từ 610 nm đến 760 nm, vàng — từ 570 đến 590 nm, tím — từ 400 đến 450 nm, cực tím — dưới 400 nm. Ánh sáng trắng được phát ra bằng cách sử dụng các chất lân quang cực tím, tím hoặc xanh lam.

Nhiệt Độ Màu (CCT - Color Temperature)

Đặc tính này được chỉ định trong tài liệu dành cho đèn LED trắng và được đo bằng Kelvin (K). Trắng mát (khoảng 6000K), trắng ấm (khoảng 3000K), trắng (khoảng 4500K) — hiển thị chính xác sắc thái của ánh sáng trắng.

Tùy thuộc vào nhiệt độ màu, độ hoàn màu sẽ khác nhau và màu trắng được một người có nhiệt độ màu khác nhau cảm nhận theo những cách khác nhau. Ánh sáng ấm áp thoải mái hơn, tốt hơn cho ngôi nhà, ánh sáng lạnh phù hợp hơn cho không gian công cộng.

hiệu quả ánh sáng

Đối với đèn LED được sử dụng để chiếu sáng ngày nay, đặc tính này nằm trong vùng 100 lm / W. Các mẫu nguồn sáng LED mạnh mẽ đã vượt qua đèn huỳnh quang compact (CFL), đạt 150 lm / W trở lên. So với đèn sợi đốt, đèn LED có hiệu suất ánh sáng tốt hơn gấp 5 lần.

Về cơ bản, hiệu suất ánh sáng cho biết bằng số lượng một nguồn sáng hiệu quả như thế nào về mặt tiêu thụ năng lượng: cần bao nhiêu watt để tạo ra một lượng ánh sáng nhất định — bao nhiêu lumen là công suất.

Thiết bị và nguyên lý hoạt động của đèn LED

Tại sao đèn LED nên được kết nối thông qua một điện trở

Triển vọng phát triển của công nghệ LED trắng