如何選擇高亮度LED并使其正常運作

現(xiàn)在的LED市場可說是非常火熱。隨著能源成本增加，以及對于氣候變遷的關(guān)注，各國政府和工業(yè)界開始推動高效率的照明解決方案。由于LED具有高效率及使用壽命長等特性，因此是極佳的解決方案。同時，LED技術(shù)正在經(jīng)歷一段快速變化和創(chuàng)新的過程，將持續(xù)推出更明亮且更有效率的產(chǎn)品，但這將使得大多數(shù)的工程師難以跟上最新產(chǎn)品的步伐。幸好，協(xié)助選擇LED組件以及產(chǎn)品規(guī)劃設(shè)計的工具程序已經(jīng)非常完善，這將使得工程師們在選擇適當?shù)腖ED及LED驅(qū)動器更為容易。即使擁有了功能強大的設(shè)計工具，但是工程師們?nèi)匀恍枰私鈺绊慙ED選擇的參數(shù)有哪些，才能真正發(fā)揮工具的最大效能。

如何選擇LED

第一個步驟是選擇LED的顏色。各種不同顏色的LED主要是因為不同的主波長以及紫外線到紅外線區(qū)間內(nèi)可提供的波長。白光LED是針對其色溫與暖白光LED所設(shè)定，通常色溫為 2800K 到 3500K 范圍內(nèi)，適合用于室內(nèi)照明。與白光LED相比較，傳統(tǒng)的普通鎢絲燈泡色溫范圍約為 3000K。冷白光LED的色溫范圍則介于 6300K 到 7500K 的區(qū)域，而白光LED則是屬于從 3600K 到 6200K 的中間范圍。

LED亮度應(yīng)為多亮？

光通量（以流明為單位）一般用于量測LED的亮度。這是在人類雙眼所能識別之光譜內(nèi)所發(fā)出的光量總數(shù)。表1顯示一些典型光源的光通量值。

個別高亮度LED光通量值通常小于100 流明（雖然這個值正迅速攀升）。因此在大多數(shù)的應(yīng)用中都會將LED組合成數(shù)組的形式，以達到更高的亮度。對于多個LED照明大多采用并聯(lián)串數(shù)組組合，并利用單一電流控制驅(qū)動器來驅(qū)動。但并聯(lián)的方式可能會因為LED的順向電壓和流經(jīng)每個燈串內(nèi)的電流不同，導(dǎo)致燈串產(chǎn)生不同的亮度。因此，最好使用串聯(lián)的LED，使亮度和色彩能夠保持一致。然而，串聯(lián)電壓會隨著使用較多的LED而提高，如此將影響到可使用的驅(qū)動器拓樸、降壓與升壓。由于LED發(fā)光具有方向性的特質(zhì)，因此在不同的角度觀看時會呈現(xiàn)不同的亮度，在某個視角的條件下，我們所觀察到的亮度可能會降低至50%。在定向應(yīng)用中，實際感受到的亮度會高于采用球形發(fā)光方式的點光源。換句話說，如果某些應(yīng)用需要采用球形發(fā)光方式，則必須針對應(yīng)用來設(shè)計相對應(yīng)的數(shù)組，可以使用光學(xué)來擴散或聚焦光線。

照明組件的效率測量基準為發(fā)光效率，其單位為流明∕瓦。由于LED研發(fā)及設(shè)計的數(shù)量激增，使得具有 75 流明∕瓦發(fā)光效率值的組件快速增加，而市場上最近也開始出現(xiàn)具有 115 流明∕瓦的LED。用相同的標準來比較不同的光源的發(fā)光效率，鎢絲燈泡大約 17 流明∕瓦、省電燈泡大約為 60 流明∕瓦，以及低壓鈉路燈的 100 到 200 流明∕瓦。

電壓和電流

LED的順向電壓是LED制程的一個特點，一般而言，黃光∕橙光∕紅光 LED的順向電壓值范圍在 2-3V，而藍光∕綠光∕白光 LED的順向電壓值范圍在 3-4V。流過LED的電流控制了LED亮度，同時也會影響呈現(xiàn)的色彩，因此LED會在穩(wěn)定電流模式下運作。高亮度LED通常會采用0.35A、0.7A、1.0A、1.4A 以上的電流。另外還需要考慮的是LED的尺寸和高度。所提供的產(chǎn)品必須具備散熱功能，這個功能將成為高電流應(yīng)用的關(guān)鍵。當然，成本是另一個關(guān)鍵性的參數(shù)需要一并納入考慮。

選擇LED更容易

許多LED供貨商相繼推出線上選擇工具，使得LED的選擇變得更為容易。這些工具能夠逐一比對多種解決方案并提供圖形分析，這可以讓LED的設(shè)計工程師快速地取得最佳的解決方案。