电流对发光二极管光通量的影响VIP免费

*电流对发光二极管光通量的影响万龙张伟刚夏琦阮江潮(浙江古越龙山电子科技发展有限公司，浙江绍兴312000)摘要:重点分析了影响发光二极管光通量的主要因素，对比测试了不同电流下发光二极管性能的变化，提出了发光二极管的最佳驱动电流．关键词:发光二极管;电流;光通量中图分类号:TN312．8文献标识码:A文章编号:1008－293X(2012)08－0035－030引言1962年，美国人霍洛尼亚柯制成了世界上第一个发光二极管(LED)．随着光效的不断提升和成本的大幅下降，LED在显示屏、指示灯、景观照明、通讯等领域得到了越来越广泛的应用．LED的理论寿命可达10万小时，但实际使用寿命仅几万小时，甚至几千小时．影响LED寿命的主要因素有自身品质、驱动电流、热阻、散热面积、环境条件等．但LED是一种电致发光器件，当电子与空穴发生辐射复合时，能量以光子形式发出，所以驱动电流对LED发光的光学特性和寿命有着直接影响［1］．LED驱动电流主要有无纹波直流、方波直流、三角波直流三种．实际上，无纹波直流和三角波直流都可以看成是多个方波直流的叠加．所以讨论驱动电流对LED光通量的影响，必须讨论方波电流对LED光效的影响．1不同方波直流对LED光通量的影响方波直流电流的基本表征如图1，主要有峰值Imax，频率f，占空比d，其中f=1(t0+t1)，d=t1t0+t1×100%．由于各种颜色的LED光电特性一致，故以白光LED来代表各种可见光LED(紫外和红外LED的光输出不可测试，不在本讨论中)．我们选用龙山电子未经测试的1W白光LED(型号为LS－P1W11)，随机分为2组，并筛除每组中光效最高和最低的LED;LED的散热、所处环境条件相同，驱动电流有效值均为624mA，在此条件下测试LED的光通量．点亮0h后(即点亮后立即测试)的平均测试结果见表1，持续点第32卷第8期2012年6月绍兴文理学院学报JOURNALOFSHAOXINGUNIVERSITYVol．32No．8Jun．2012*收稿日期:2012－04－06作者简介:万龙(1973－)，男，浙江绍兴人，工程师，亮240h后的平均测试结果见表2．表1灯组一和灯组二在不同驱动电流下点亮0h后的光通量lm灯组一占空比/%5075100灯组二占空比/%5075100基频149．4172．3180．0138．6162．9170．8降频114．0164．3－108．9162．3－表2灯组一和灯组二在不同驱动电流下点亮240h后的光通量lm灯组一占空比/%5075100灯组二占空比/%5075100基频145．8176．2198．5149．3180．4197．4降频128．8173．7－133．4179．4－测试中，电流有效值提高到624mA是为了加速测试进程．基频是LED及驱动电路正常工作下的频率，因条件限制未测量，通常在1kHz以下;降频是驱动电路基本不变的条件下降低了频率的情况(条件限制)．2频率对光通量的影响为直观体现频率对LED光效的影响，对表1和表2作了统计，结果见表3．表3不同频率下光通量的增幅%占空比0h灯组一灯组二240h灯组一灯组二50－23．70－21．43－11．66－10．6575－4．65－0．37－1．42－0．56注:以同灯组、同点亮时间下基频的光通量为基准．从表3可以明显看出，LED光通量随频率的下降而下降，在占空比小的情况下越发明显;提高驱动电流频率和占空比，可以提高LED的光输出．实际上，为避免产生人体可以察觉的闪烁和噪音，也为提高转换效率，LED驱动器的工作频率通常设计在20kHz以上，并且一般的厂商都能达到这一指标，所以无需过多关注频率对LED的影响．3占空比对光通量的影响为直观体现占空比对LED光通量的影响，对表1和表2作了统计，结果见表4和表5．表4不同占空比下光通量的增幅%占空比0h灯组一灯组二240h灯组一灯组二50－17．00－18．86－26．55－24．3775－4．28－4．63－11．24－8．62注:以同灯组、100%占空比的光通量为基准．表5不同占空比下光通量变化的幅度%占空比灯组一基频灯组二基频50－2．417．72752．2710．7510010．0315．57注:以同灯组、点亮0h的光通量为基准从表4可以明显看出，LED光通量随占空比的下降而明显下降．这和郭雄彬等人关于视觉亮度的实验结论一致［2］．从表5可以明显看出，LED光通量衰减随占空比的下降而明显上升．较长时间的持续点亮之后依然能反映这样的关系［3］，见图2．4峰值对光通量的影响上述数据都是在电流有效值Irms相同情况下得出的．Irms=Imax×d，Imax与d成反...