Szukałem diod LED Kingbright o wysokiej jasności 0603 na elemencie14, wyniki są tutaj .
Dlaczego istnieje taki zakres natężenia światła, nawet w tym samym kolorze, mimo że napięcie przewodzenia, prąd przewodzenia, rozmiar i kąt widzenia są takie same?
Używam diod LED jako wskaźników w urządzeniu zasilanym bateryjnie o bardzo niskiej mocy. Diody LED będą pulsować czasami, aby przekazać opinie użytkowników. Czy dioda LED, która daje najjaśniejszy strumień świetlny, byłaby tą, która daje najwyższe natężenie światła, czy jest coś innego?
Odpowiedzi:
To będzie naprawdę długie, więc po prostu przejdź do zdania podsumowującego na końcu, aby uniknąć TL; DR.
Istnieje kilka czynników przyczyniających się do różnych ocen mikrokandeli diod LED, a co ważniejsze, trafność oceny mcd do zamierzonego celu:
Kąt rozproszenia / kąt wiązki :
Ten jest najbardziej oczywisty i dość intuicyjny, jak wskazano w odpowiedzi user20264. Im węższy kąt wiązki (jak daleko od osi widoczne jest światło LED), tym większe natężenie światła dla danego strumienia świetlnego: Zasadniczo ta sama ilość energii jest przepychana przez większy lub mniejszy kąt stały.
Parafrazując Wikipedię , źródło światła emituje jedną kandelę w danym kierunku, jeśli emituje monochromatyczne zielone światło o częstotliwości 540 THz (długość fali 555 nm, żółto-zielona), o natężeniu promieniowania wynoszącym 1/683 watów na steradian w tym kierunku .
Właśnie dlatego diody LED klasy oświetlenia są często oceniane w lumenach, a nie mCd, ponieważ MCD może być dość mylące w zależności od dodanych elementów (soczewek, dyfuzorów, reflektorów), które z definicji zmieniłyby efektywny kąt wiązki światła.
Praktyczny pomiar „ szczytowego natężenia światła ”:
Podczas gdy szczytowe natężenie światła ma być mierzone jako pojedynczy punkt , wartość na osi, nie ma globalnego standardu dla geometrii i wielkości tego czujnika „punktowego”:
Czy jest to 1 stopień wokół osi, 0,01 mm kw., Kwadratowy czujnik światłoczuły / fotodioda PIN, kołowy czujnik soczewki (jeśli tak, jakiej średnicy soczewka?), Kąt połowy thety (tak, niektóre prace naukowe wykorzystują to jako miarę area), czy coś zupełnie innego? Czy odległość do czujnika mierzona jest od powierzchni opakowania LED, powierzchni płytki lub wewnętrznej lub zewnętrznej powierzchni soczewki LED?
Znajdziesz prawie tyle samo odpowiedzi, co producentów, i oczywiście zachowanie elastyczności pozwala na pewne „kreatywne rozliczanie”, faworyzując jeden rodzaj diod LED w porównaniu z innymi.
Geometria soczewki :
Specyficzny układ optyczny zastosowany do soczewki LED zmieni rozkład natężenia światła wzdłuż kąta wiązki oświetlenia - Można uzyskać bardzo intensywne światło w środku wiązki i długi ogon opadania, lub dość równomierny rozkład natężenia między osią a maksymalnym widocznym kątem, tak jak w przypadku optyki kamery.
Wpływa to na kąt „ połowy theta ”, czyli kąt, przy którym natężenie spada do połowy w stosunku do osi. W zależności od soczewki, a tym samym krzywej rozkładu intensywności, kąty połówkowe theta mogą być niewielkim ułamkiem kąta wiązki (wiązki intensywne w środku) lub zmierzać w kierunku połowy kąta wiązki lub więcej.
Mniejszy kąt połowy teta, tj. Chuda wysoka krzywa dzwonowa z długimi ogonami, przekłada się na wysokie wartości mcd na osi, ale gwałtowny spadek widoczności poza osią. W przypadku większego zasięgu, takiego jak w przypadku pilotów na podczerwień, interesująca jest mniejsza półteta, podczas gdy dla potrzeb wskaźnika wizualnego / oświetlenia większa półteta działa lepiej, nawet dla stałego kąta wiązki.
Kąt widzenia :
Odnosi się to ściśle do dwóch poprzednich punktów:
jeśli kąty pół theta lub wiązki są wąskie, liczby mcd mogą wyglądać bardzo wysoko, ale praktyczna użyteczność LED jako wskaźnika jest wątpliwa. Jednak jeśli stosowana jest rura świetlna, na przykład na niektórych tablicach wskaźników lub w przypadku światłowodów, wąska półteta jest dobra .
Współczynnik transmisji soczewki
Odnosi się to do określonej długości fali światła emitowanej przez diodę LED:
Producenci zwykle standaryzują jeden lub bardzo małą liczbę materiałów do projektowania elementu soczewkowego ich diod LED. Oczywiście, każdy dany materiał przezroczysty będzie miał różne właściwości transmisji dla różnych długości fali światła.
Zatem to, co może być najlepszym możliwym materiałem soczewki dla zielonej diody LED, prawdopodobnie nie będzie idealne dla czerwieni.
W przypadku bieli jest to jeszcze bardziej skomplikowane, ponieważ popularne „białe” diody LED mają warstwę luminoforu z granatu itrowo-aluminiowego na chipie z azotku galu, który emituje ciemnoniebieską linię spektralną. Połączenie naturalnej i fosforescencyjnej linii widmowej wymaga kompromisów w transmisji i fazie, więc kombinacja nie jest idealna w transmisji dla każdej linii widmowej, ze względu na naturę konstrukcji optycznej.
Przezroczyste przezroczyste diody LED v / s :
Mleczne diody LED sprawiają, że wskaźniki mcd są praktycznie nieistotne, ponieważ są zaprojektowane tak, aby rozproszyć generowane światło tak równomiernie, jak to możliwe na powierzchni diody LED - prawie 180 stopni ( a raczej 90 stopni? ) Stałe kąty i pół- wartości theta prawie takie same, są powszechne i pożądane.
Zatem mleczna dioda LED zwykle ma słabe wartości mcd dla tej samej chemii i budowy, co „przezroczysta” dioda LED, a kolorowe przezroczyste diody LED będą znajdować się gdzieś pośrodku. Jednak dla celów wskazań półprzezroczysta dioda LED jest chyba najbardziej idealna!
Długość fali emitowanego światła Jak wynika z definicji natężenia światła, różni się on od natężenia promieniowania, biorąc pod uwagę postrzegane natężenie światła dla postrzeganego przez człowieka wzroku. Ludzie charakterystycznie są najbardziej wrażliwi na żółto-zieloną część widma, około 555 nanometrową długość fali:
( Źródło to Wikipedia, tutaj obraz w wysokiej rozdzielczości )
Tak więc, dla danej ilości energii elektrycznej przez diodę LED, natężenie światła zmieniałoby się znacznie w zależności od koloru diody LED i oczywiście spada do zera dla ultrafioletu i podczerwieni, których ludzkie widzenie nie może dostrzec.
Chemia złącza LED :
Napisano już o tym wystarczająco dużo w innych odpowiedziach, a także w innych miejscach w sieci, więc tylko krótka wzmianka: chemia określa emitowane spektrum kolorów ( patrz poprzedni punkt ), a także wydajność konwersji światła LED Emitujący aspekt. Również niewielkie zmiany powodują przesunięcia widmowe, więc dwie nominalnie identyczne chemie nie muszą być . Jest zatem oczywiste, że determinuje to zarówno strumień świetlny, jak i natężenie.
Wydajność wafla / partii:
Pomimo najlepszych kontroli procesu produkcyjnego, produkcja LED jest znana z różnic w wydajności i charakterystykach wyjściowych między partiami płytek, a nawet w partii lub pojedynczej płytce. Producenci rozwiązują ten problem poprzez „ binowanie ” - podczas gdy białe diody LED są binned w złożonym procesie, zarówno pod względem koloru, jak i natężenia światła, kolorowe diody LED przechodzą zasadniczo liniowy proces binowania pod względem mocy światła. Różne poziomy mocy świetlnej są następnie pakowane jako produkty o różnej ocenie.
Podczas gdy renomowani producenci zwykle wykonują szczerą robotę binowania i publikują ocenę swoich diod LED, diody LED bez nazwy są niesławne ze względu na szeroką zmienność intensywności w ramach podanej oceny arkusza danych, w skrajnych przypadkach nawet w stosunku 1: 3.
nb Niektórzy producenci, na przykład Philips (seria Luxeon), zaczynają domagać się procesu bez kojarzenia ze względu na nowoczesne udoskonalenia techniki produkcji.
Hermetyzacja LED:
Chociaż jest to w dużej mierze omówione w dyskusji na temat projektu soczewki kilka punktów wcześniej, dodatkowe czynniki, takie jak położenie wąsów kontaktowych / połączenie drutowe, mają znaczący wpływ na moc światła LED. Wiązanie drutu powoduje zamknięcie źródła światła, którego natura różni się w zależności od projektu.
Oczywistą odpowiedzią na to pytanie byłoby to, dlaczego nie zawsze zaprojektować wiązania drutowe tak, aby blokowały jak najmniej? Nie dzieje się tak, ponieważ pozycjonowanie wiązania drutu, materiał i grubość dotyczą nie tylko przewodnictwa elektrycznego, ale także rozpraszania ciepła.
Niektóre konstrukcje wymagają lepszego chłodzenia, dlatego wybiera się wąsy przymocowane do przybliżonego środka układu, a nawet wielokrotne wiązania drutu z ramy ołowianej. Inne konstrukcje tak naprawdę nie dbają o to, ponieważ wymagana moc jest zbyt niska lub podłoże jest lepiej zaprojektowane do odbioru ciepła.
Kompromisy te określają kompromisy okluzji, a tym samym rzeczywiste zmierzone natężenie światła na osi wiązki diody LED.
Orientacja podłoża LED w opakowaniu
Ten czynnik ma niewielkie znaczenie dla większości nowoczesnych diod LED, zwłaszcza części SMD. Jednak starsze konstrukcje LED, a być może niektóre nadal w produkcji, czasami miały problemy z tolerancją orientacji na powierzchni emisji LED. Mówiąc najprościej, rzeczywisty układ LED może, ale nie musi być idealnie prostopadły do osi pakietu LED.
Dlatego intuicyjne jest, że mierzone natężenie światła wzdłuż osi zmienia się dla poszczególnych diod LED w poszczególnych częściach lub między seriami produkcyjnymi.
Rzeczywista moc LED:
Podczas gdy prąd znamionowy diody LED jest zwykle kontrolowany przez obwód w celu spełnienia specyfikacji arkusza danych, znamionowe i rzeczywiste napięcia złącza przy tym ustawionym prądzie będą się zawsze różnić, zarówno ze względu na tolerancje produkcyjne, jak i ze względu na skróty podane w specyfikacjach arkusza danych. Oznacza to, że rzeczywista moc przekształcana z energii elektrycznej na światło będzie się różnić w zależności od
P = V x Iprojektu LED, każdej drobnej zmiany w domieszkowaniu półprzewodników i wielu innych czynników. Częścią tego problemu jest proces łączenia, a częściowo arkusze danych dla „różnych modeli LED”, które akurat są różnymi partiami płytek, odzwierciedlają wynikową zmianę zmierzonej intensywności.Najważniejsze marketingowe mumbo-jumbo :
Chociaż ten czynnik krępowania jest być może najmniej rozpoznawany przez społeczność inżynierów, kilka lat używania i rekomendowania diod LED do różnych produktów pokazało, że dział marketingowy producenta ma bardzo duży wpływ na dane przedstawione w materiałach promocyjnych i arkuszach danych dla danego produktu LED. Jest to prawdopodobnie bardziej wyraźne w branży LED niż w większości innych branż półprzewodników.
Jeśli istnieje kilka różnych sposobów mierzenia lub reprezentowania dowolnych danych LED, takich jak natężenie światła, i istnieje kilka norm lub wytycznych w branży dla każdego takiego parametru, możesz być pewien, że marketingowcy zapewnią, że różne linie produktów lub modele będą stosować różne pomiary i metodologie pomiaru, nawet w obrębie jednego producenta, aby zapewnić najlepszy możliwy obrót każdej diody LED.
Podczas gdy bardziej renomowani producenci mogą trzymać się jedynie korzystania z różnych urządzeń do pomiaru natężenia jako dogodnych, mniej skrupulatni nie unikają wprost prefiksowania swoich publikacji produktów.
Bardziej zabawne jest to, że niektórzy z najbardziej renomowanych producentów są również odsprzedawcami, tj. Pozyskują swoje linie produktów innych niż premium z tych samych fabryk, co hurtownicy, więc jedyną różnicą jest branding na pudełku lub rolce i oczywiście narzut 100% do 300% wartości marki. Ilu z tych sprzedawców tak naprawdę stara się zweryfikować pomiary i parametry, nie wiadomo.
Podsumowanie TL; DR:
Nie ufaj ocenom millicandela na dowolnej diodzie LED , sprawdź je sam, jeśli absolutnie potrzebujesz prawdziwych danych.
źródło
Diody LED bardzo się różnią. Jest to jeden z elementów, który naprawdę musisz rozejrzeć, jeśli chcesz określić konkretny model.
Pamiętaj, że arkusze danych firm, o których nigdy wcześniej nie słyszałeś, mogą być „raczej optymistyczne”. Te, które wyświetlasz, pochodzą od tego samego producenta, więc powinny odnosić się do siebie dość dobrze. Procesy produkcyjne zmieniają się cały czas, a na rynku może być dużo zapasów starszych produktów. Nie jest niczym niezwykłym, że coś, co wydaje się być lepszą diodą LED dookoła, kosztuje połowę tego, co inny wymieniony przez tego samego dystrybutora od tego samego producenta kosztuje.
Candella to nie wszystko. W zależności od zastosowania kąt może mieć znaczenie. Nie można scharakteryzować mocy świetlnej diody LED za pomocą jednego numeru jasności.
źródło