LED光源光學參數檢測
1、光度測定
光的強度,即光的強度,是指在一定角度上所發出光線的量。CIE127標準中規定,對發光二管由于光線比較集中,不適用平方反比定律,CIE127對光強的測量提出了測量條件 A (遠場條件)、測量條件 B (近場條件)兩種測量平均法向光強的條件,2種條件均為1cm2。一般來說,發光強度是用標準條件 B來測量的。
2、光通量和光效檢測
光流量是光源發出的光量的總和,也就是發光量。檢驗方法主要有以下兩種:
(1)綜合方法
并在積分球中依次點燃標準燈和被測燈,在光電轉換器讀數分別為 Es和 ED。已知標準光源通量Φ s時,被測燈通量Φ D= ED×Φ s/Es。積分法采用“點光源”原理,操作簡單,但受標準和被測燈色溫偏差影響,測量誤差較大。
(2)光譜法
用光譜能量 P (λ)分布計算了光通量。利用單色儀,在積分球中測量燈泡的380 nm~780 nm光譜,然后在同條件下對被測光的光譜進行測量,對比計算被測燈的光通量。
發光效率是一種光源發出的光通量與消耗功率的比率,常采用恒流方式測量 LED的光效。
3、頻譜特性檢測
其光譜特性檢測包括光譜功率分布、色坐標、色溫、顯色指數等內容。
頻譜功率分布代表了光源的光是由多種波長的色輻射組而成,每個波長的輻射功率大小也不同,這種不同隨波長的順序被稱為光源的光譜功率分布。用分光光度計(單色儀)與標準燈對光源進行比較測量而得。
色座標是在坐標圖上以數字方式表示光源的發光顏色的數量。色彩的坐標圖有很多種坐標系,常用 X, Y坐標系。
色溫是一種表示人看到的光源色表的數量(外觀顏色)。一個光源發出的光,在一定溫度下,與黑體發出的光顏色相同時,它就是色溫。光中色溫是描述光源光學特性的重要參量。色溫度的相關理論源于黑體輻射,通過光源的顏色坐標可以從含有黑體軌跡的顏色坐標中得到。
顯色指數表示光源發出的光正確反映被照物顏色的量,通常用 Ra來表示, Ra是光源對8種色樣顯色指數的算術平均值。顯色指數是光源質量的重要指標,它決定著光源的應用范圍,提高白光 LED的顯色指標是研究和開發 LED的一個重要課題。
4、強度分布測定
光強度隨空間角度(方向)的變化關系稱假光強分布,由這種分布所連接的封閉曲線稱為光強分布曲線。因為測點較多,每一點都要經過數據處理,一般采用自動分布光度計進行測量。
5、溫度對 LED光學特性的影響
溫度對 LED的光學性能有影響。許多實驗都表明,溫度對 LED的發射光譜和色坐標有影響。
6、地面亮度測定
一個光源在某方向上的亮度為該方向單位投影面積上的發光強度,一般用表面亮度計、瞄準式亮度計測量表面亮度,有瞄準光路和測量光路2個部分。
Part 2
LED燈其它性能參數的測定
1、LED燈電參量的測量
LED燈的電參數主要包括正、反、反三個電參數,它與 LED燈能否正常工作有關,是判斷 LED燈基本性能優劣的依據之一。對 LED燈電性參數的測量有兩種方法:一是電流一定,二是測電壓參數;二是有一定電壓時,測電流參數。采取以下措施:
(1)正向電壓
對檢測的 LED燈施加正電流, LED燈兩端會產生壓降。通過調整電流值確定的電源,記錄直流電壓表上相應的讀數,即 LED燈的正向電壓。按照相關常識, LED正向導通時,電阻較小,采用電流表外接法更為。
(2)逆流
對檢測 LED燈管施加反向電壓,調整穩壓電源,安培計讀數為被測 LED燈的反向電流。由于 LED反向導通時電阻較大,所以采用電流表內接法測量 LED的正向電壓。
2、LED燈管熱學特性測試
發光二管的熱學特性,對 LED的光學、電性能有著重要影響。熱電阻和結溫是LED2的主要熱學特性。熱電阻是指 PN結到殼體表面的熱阻,即熱流通道上的溫度差與通道上的耗散功率的比值,結溫是指 LED的結點溫度。
LED結溫和熱阻的測量方法一般有:紅外微象法、光譜、電參數、光熱電阻等。利用紅外測溫顯微鏡或微型熱偶,對 LED芯片表面溫度進行測溫,精度不夠。
當前廣泛采用的電參量方法是利用正壓降與 PN結溫度成線性關系的方法,用 LEDPN結前向壓降差來獲得 LED的結溫。