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LED检测参数及其检测方法
发布日期:2018-01-10 14:19:09

随着LED技术的迅猛发展,尤其是发光效率的逐步提高,LED的应用市场正逐步扩大。在使用过程中,要对发光二极管的色度、光感度以及电参数等进行检测。LED的发光性能特别,其单个芯片可以说就是一个标准的光源,因为其发光点不大,算得上是点光源,发光的统一性能极佳,立体角也不大,同时大部分的LED芯片都属于单色光。这就表示对芯片的测量是十分简单易行的。不过,单个芯片跟经过封装后的LED以及用众多芯片排布成的阵列式原件相比,二者在发光特性上还是有较大区别的。跟单颗LED不同,这类经过封装或者组合的原件发光没有统一性,发光角度不大。因此对于经过封装的LED进行测量,首先要优化并统一标准,所得结果才具有一致性。

1、LED的检测参数

通常而言,对于LED的测评有众多光学参量,例如光与辐射的强度和通量大小,发光效率,峰度以及风波和主波的长度等等。不过,当前LED光源已经构成了对传统光源的挑战,在竞争中,自然会有更多的测量要求出现,比如用户最关心的照度以及亮度。在测量过程中,涉及到的仪器有光度计、辐射计等等。

2、发光强度的测量

通常情况下,由一个点光源产生的光具有向同性,根据这个原理,人们能够利用对任何一个既定方向的单位立体角进行光通量的测定,以此来明确点光源的发光强度?发光二极管的尺寸很小,光强度也不大,因此在测量时要将探头放置在靠近LED的地方,如果以常规手段进行光强测定,势必造成较大误差。所以,业内相关标准很早就规定了有关LED光强的测定准则,其中对于发光二极管应放于参考光轴的什么方位、距离远近、探头的大小以及立体角的具体数据都做了明确规定。若是一个特定光源的光强会跟随角度以及距离的调整而发生改变,那么,针对此光源的所有测量数据实则为各个测量标准下的平均数据。也就是可将光强测定值称作发光二极管的平均光强。现阶段,几乎所有研究单位都采用这一平均光强进行研究。

3、总光通量的测量

以上所探讨的是针对发光二极管的光强测定,若是对全部角度的测定结果通过积分处理,便能获得LED辐射光通量的总和数值。当前,对于光通量的测定,可以从其原理来区分,除了总光通量以为还有一种是光强积分的测量方法;从测量方法来划分,也可分为两种,一个是采用分布光度计,一种是采用积分球。

3.1、总光通量的基准测量方法

总光通量的基准测量方法是国标GB/T24824-2009推荐的首选方法,当对测量结果有争议的时候,应采用本方法测量。

该方法是在测光暗室内,使用探测器旋转式分布光度计,采用照度分布积分法实现总光通量的测量。同时,该方法要求被测LED模块发光中心处于分布光度计的旋转中心。通过数值积分可由公式计算LED模块的总光通量。

3.2、光强积分法测量光通量

光强积分法是在测光暗室内,使用分布光度计测量LED模块的光强分布,通过数值积分的方式计算出LED模块的总光通量和区域光通量。该方法同样要求被测LED模块发光中心处于分布光度计的旋转中心,同时测量距离足够大,能够把被测LED模块近似认为点光源。

3.3、积分球法测量光通量

积分球法是将积分球与光度计或光谱辐射计结合,采用替代方法测量总光通量。采用积分球法测量时,应分别将标准LED模块和被测LED模块放入积分球内点燃,并分别记录它们在光电转换器的读数Ei和Eo,则可通过公式计算求得被测LED模块的光通量。

采用积分球法测量时应注意以下问题:

1)积分球应足够大,积分球内壁涂层反射率应具备良好的均匀性和光谱中性,并且对温度和湿度变化不敏感,积分球内挡光物体尽量少。

2)用同种类型的标准LED模块对积分球光度计或积分球光谱辐射计进行校准,已得到较好的测量不确定度。

4、光谱测量

LED的峰值,有很多种波长,范围包括了全部可见光,及其左右的部分相邻红外和紫外光。这些光的光谱较之于白炽灯光,差异性很大。LED光谱很窄,仅为20至40纳米范围内,采用的探测仪器头要在其光波段中获得理想的响应,而不仅仅是针对宽波长做平均测定。对光度计或是辐射度测量仪器进行校准,若用白炽光源,只能做宽泛的整体校准,以这些仪器来对LED光源进行测量时,会产生不小的误差。

5、环境条件

LED又被称作冷光源,不过这并不表示它的发光过程就完全不受其他发热物的影响。LED大多以固体原件形式存在,在其上添加电压,可让电子以及空穴经由固体材料内部反向流动,在电子以及空穴复合后,就可以产生激发状态,呈现出发光的状态。为了使其发光更为平稳,就需要控制外加电流,所以,LED一般都采用恒定电流下的直流电进行供电。其典型电流范围在10毫安至20毫安之间,一些高功率的发光二极管供电需求在200毫安至300毫安之间。

LED发光可造成影响的另一要素就是温度环境。发光二极管一遍都是以导热性能不佳的材料包装,唯有铜导线可能会造成其升温,特别是大功率的,因此十分有必要针对LED的夹具以及电导线做降温处理,不然就很有可能给测量结果造成极大误差。

对上述两点进行很好的把握是十分关键的,所以,要在恒温恒电流的环境下进行LED光通量的测量才有可能具备可重复性。

6、结束语

发光二极管有着极为特别的发光性质,对其进行各种测量时不可全部依照传统方法执行。第一,在针对传统光源的测量里,其所定义的光强跟LED的不尽相同,依据国际相关组织的界定,唯有通过设定相对固定的距离、方向以及立体角才有可能获得重复性较好的测量结果,同时,对探测器也有相应的规定;第二,本文探讨了对LED光通量测定有所影响的各类要素,例如,运用的积分球应当尽可能的大,对环境温度与湿度的敏感性不高,球里的挡光杂质要尽可能少等等;第三,本文对采用传统光源所校核的探测器来测量LED光谱可能出现的偏差进行了讨论,特别是对于红、蓝两色LED的光谱测定偏差明显;第四,本文还探讨了在LED测量中,环境因素所造成的影响,要确保在恒温恒电流的环境下进行LED光通量的测量,才有可能具备可重复性。