史上最全的發(fā)光二極管問題集錦
發(fā)布時(shí)間:2014-12-12 責(zé)任編輯:sherryyu
【導(dǎo)讀】電子工程師不管是在研發(fā)設(shè)計(jì)還是在測(cè)試時(shí)難免會(huì)遇見發(fā)光二極管的各種問題。這里一位工程師分享了關(guān)于自己在實(shí)踐中遇見的所有關(guān)于發(fā)光二極管問題集錦,希望能幫助到大家。
問題一:在電路設(shè)計(jì)時(shí)為什么不能超電壓或超電流使用白光LED?
一般最常用的5mm白光LED,其正常工作電壓多在3.0-3.5V范圍之內(nèi),正常工作電流為20mA。但很多人誤以為超電壓或超電流使用白光LED會(huì)更亮,而實(shí)際測(cè)試結(jié)果是15mA以后光通量增長(zhǎng)很厲害,20mA以后幾乎沒有見長(zhǎng),增大到30mA,比20mA只多了5%,但LED卻有明顯的發(fā)熱。還有壽命的試驗(yàn):20mA工作了一個(gè)月,衰減只有5%,現(xiàn)在還有95%的光通量,30mA的工作到19天的時(shí)候,光通量就只有50%了。可以這樣認(rèn)為,一只在正常條件下可工作10萬小時(shí)的白光LED,在大電流下使用,壽命只有600小時(shí)!LED在一般說明中,都是可以使用50,000小時(shí)以上,還有一些生產(chǎn)商宣稱其LED可以運(yùn)作100,000小時(shí)左右,但這并不能保證LED產(chǎn)品也可以使用如此之久。錯(cuò)誤的操作及工序就可以輕易地“毀掉”LED,LED會(huì)隨著時(shí)間的流逝而逐漸退化,有預(yù)測(cè)表明,高質(zhì)量LED在經(jīng)過50,000小時(shí)的持續(xù)運(yùn)作后,還能維持初始燈光亮度的60%以上。要想延長(zhǎng)LED的使用壽命,就有必要降低或完全驅(qū)散LED芯片產(chǎn)生的熱能。熱能是LED停止運(yùn)作的主要原因。
問題二:為什么我們看到的白光LED發(fā)出光的顏色總會(huì)有些偏藍(lán)或偏黃?
這是由于白光的LED,本來就是在發(fā)射藍(lán)光的1nGaN基料上覆蓋轉(zhuǎn)換材料熒光粉,這種材料在受到藍(lán)光激勵(lì)時(shí)會(huì)發(fā)出黃光。于是得到藍(lán)光和黃光的混合物,在肉眼看來就是白光??纯窗咨獿ED的發(fā)射譜線就知道,它有兩個(gè)峰值,因此真正發(fā)射白光的LED是不存在的。這樣的器件很難制造,因?yàn)長(zhǎng)ED的特點(diǎn)是只發(fā)射一個(gè)波長(zhǎng)的單彩色光,而真正的白色光需要多色彩光譜合成。由于工藝關(guān)系,包括十多元進(jìn)口的LED,也有這個(gè)問題,光斑邊緣都存在偏色,只是多少而已。白色發(fā)光二極管有微黃色的到略帶紫色的白光。常見的白光發(fā)光二極管色溫通常都在6500K到8000K范圍內(nèi)。
問題三:設(shè)計(jì)時(shí)LED采用并聯(lián)接法好還是采用串聯(lián)接法好?
LED采用并或串聯(lián)接法,主要應(yīng)該根據(jù)電源盒電路的形式及要求決定。并聯(lián)或串聯(lián)接法各有它們的優(yōu)缺點(diǎn)。并聯(lián)接法只需要在每個(gè)LED兩端施加較低的電壓,但需要利用鎮(zhèn)流電阻或電流源來保證每個(gè)LED的亮度一致。如果流過每個(gè)LED的偏置電流大小不同,則它們的亮度也不同,從而導(dǎo)致整個(gè)光源亮度不均勻。然而,利用鎮(zhèn)流電阻或電流源來保證LED的亮度一致將縮短電池的使用壽命。采用串聯(lián)接法本質(zhì)上可以很好保證流過每只LED電流的一致性,但要求電源電壓要高。LED采用并聯(lián)接法時(shí),由于電路的總電流是各個(gè)LED電流之和,所以要求電源要能供給足夠大的電流。另外,采用串聯(lián)接法的電路,當(dāng)其中一只LED斷路時(shí)整串的LED都不亮;但當(dāng)其中一只LED短路時(shí)其他LED都還能亮。采用并聯(lián)接法的電路,當(dāng)其中一只LED斷路時(shí)其它的LED都還能亮;但當(dāng)其中一只LED短路時(shí)則整個(gè)電路的電源將被短路,這樣不僅其它的LED都不能正常工作,而且還有可能損壞電源。故相比之下還是串聯(lián)接法的電路較有優(yōu)勢(shì)。
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