مواصفات ومعلمات المصابيح
هناك العديد من المصابيح ذات الأشكال والأحجام والقوى المختلفة. ومع ذلك ، فإن كل LED دائمًا جهاز أشباه الموصلات، والذي يعتمد على مرور التيار عبر تقاطع pn في الاتجاه الأمامي ، مما يتسبب في انبعاث بصري (ضوء مرئي).
في الأساس ، تتميز جميع مصابيح LED بعدد من الخصائص التقنية المحددة ، الكهربائية والضوء ، والتي سنتحدث عنها لاحقًا. يمكنك العثور على هذه الخصائص في ورقة البيانات (في الوثائق الفنية) الخاصة بمصباح LED.
الخصائص الكهربائية هي: التيار الأمامي ، انخفاض الجهد الأمامي ، أقصى جهد عكسي ، أقصى تبديد للطاقة ، خاصية الجهد الحالي. معلمات الضوء هي: التدفق الضوئي ، كثافة الإضاءة، زاوية التشتت ، اللون (أو الطول الموجي) ، درجة حرارة اللون ، كفاءة الإضاءة.
تيار تصنيف أمامي (إذا - تيار أمامي)
التيار الأمامي المقنن هو التيار عندما يمر عبر هذا الصمام في الاتجاه الأمامي ، تضمن الشركة المصنعة معلمات ضوء جواز السفر لمصدر الضوء هذا.بمعنى آخر ، هذا هو تيار التشغيل لمصباح LED ، والذي لن يحترق عنده مؤشر LED بالتأكيد وسيكون قادرًا على العمل بشكل طبيعي طوال فترة خدمته. في ظل هذه الظروف ، لن يتم كسر مفترق pn ولن يسخن.
بالإضافة إلى التيار المقنن ، هناك معلمة مثل تيار الذروة الأمامي (Ifp - التيار الأمامي الذروة) - الحد الأقصى للتيار الذي يمكن تمريره خلال الانتقال فقط بنبضات مدتها 100 ميكرو ثانية مع دورة عمل لا تزيد عن تيار مستمر = 0.1 (انظر ورقة البيانات للحصول على بيانات دقيقة) ... نظريًا ، الحد الأقصى للتيار هو التيار المحدد الذي لا تستطيع البلورة التعامل معه إلا لفترة قصيرة.
من الناحية العملية ، تعتمد قيمة التيار الأمامي الاسمي على حجم البلورة ، وعلى نوع أشباه الموصلات وتتنوع من عدد قليل من الأمبيرات الدقيقة إلى عشرات الملي أمبير (حتى أكثر بالنسبة لتجمعات LED من نوع COB).
انخفاض الجهد المستمر (Vf - الجهد الأمامي)
انخفاض مستمر في الجهد عبر تقاطع pn يتسبب في التيار المقدر لمصباح LED. يتم تطبيق الجهد على LED بحيث يكون الأنود عند جهد إيجابي فيما يتعلق بالكاثود. اعتمادًا على التركيب الكيميائي لأشباه الموصلات ، الطول الموجي للإشعاع البصري ، ينخفض الجهد المباشر عبر التقاطع أيضًا.
بالمناسبة ، يمكنك تحديد انخفاض الجهد المباشر كيمياء أشباه الموصلات... وإليك نطاقات انخفاض الجهد الأمامي التقريبية لأطوال موجية مختلفة (ألوان إضاءة LED):
-
تتميز مصابيح LED لزرنيخيد الغاليوم بالأشعة تحت الحمراء ذات الأطوال الموجية التي تزيد عن 760 نانومتر بانخفاض الجهد المميز أقل من 1.9 فولت.
-
الأحمر (مثل فوسفيد الغاليوم - 610 نانومتر إلى 760 نانومتر) - 1.63 إلى 2.03 فولت.
-
البرتقال (فوسفيد الغاليوم - من 590 إلى 610 نانومتر) - من 2.03 إلى 2.1 فولت.
-
الأصفر (فوسفيد الغاليوم ، 570 إلى 590 نانومتر) - 2.1 إلى 2.18 فولت.
-
أخضر (فوسفيد الجاليوم ، 500 إلى 570 نانومتر) - 1.9 إلى 4 فولت.
-
أزرق (سيلينيد الزنك ، 450 إلى 500 نانومتر) - 2.48 إلى 3.7 فولت.
-
البنفسجي (نيتريد الغاليوم الإنديوم ، 400 إلى 450 نانومتر) - 2.76 إلى 4 فولت.
-
الأشعة فوق البنفسجية (نيتريد البورون ، 215 نانومتر) - 3.1 إلى 4.4 فولت.
-
أبيض (أزرق أو أرجواني مع الفوسفور) - حوالي 3.5 فولت.
الحد الأقصى للجهد العكسي (Vr - عكس الجهد)
الحد الأقصى للجهد العكسي لمصباح LED ، مثل أي LED ، هو الجهد الذي عند تطبيقه على تقاطع pn في قطبية عكسية (عندما يكون جهد الكاثود أكبر من جهد الأنود) ، تنكسر البلورة ويفشل LED. بعض مصابيح LED لها جهد عكسي أقصى يبلغ حوالي 5 فولت. بالنسبة لتركيبات COB ، أكثر من ذلك ، وبالنسبة لمصابيح LED التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء ، يمكن أن تصل إلى 1-2 فولت.
الحد الأقصى من تبديد الطاقة (Pd - إجمالي تبديد الطاقة)
يتم قياس هذه الخاصية عند درجة حرارة محيطة تبلغ 25 درجة مئوية. هذه هي القدرة (غالبًا بالميغاواط) التي لا يزال بإمكان غلاف LED تبديدها باستمرار ولن يحترق. يتم حسابه على أنه ناتج انخفاض الجهد بواسطة التيار المتدفق عبر البلورة. إذا تم تجاوز هذه القيمة (ناتج الجهد والتيار) ، فسرعان ما تنكسر البلورة ، وسيحدث تدميرها الحراري.
خاصية الجهد الحالي (VAC - رسم بياني)
يُطلق على الاعتماد غير الخطي للتيار عبر الوصلة pn على الجهد المطبق على التقاطع خاصية الجهد الحالي (اختصار VAC) لمصباح LED.تم تصوير هذا الاعتماد بيانياً في ورقة البيانات ، ومن الرسم البياني المتاح ، يمكنك بسهولة رؤية التيار عند أي جهد يمر عبر بلورة LED.
تعتمد طبيعة الخاصية I - V على التركيب الكيميائي للبلورة. تبين أن خاصية I - V مفيدة جدًا في تصميم الأجهزة الإلكترونية المزودة بمصابيح LED ، لأنه بفضل ذلك من الممكن ، دون سلوك القياسات العملية ، معرفة الجهد الذي يجب تطبيقه على LED من أجل الحصول على تيار معين. حتى بمساعدة خاصية I - V ، من الممكن أن تختار بدقة أكبر المحدد الحالي للديود.
شدة الإضاءة ، التدفق الضوئي
يتم قياس المعلمات الضوئية (الضوئية) لمصابيح LED في مرحلة إنتاجها ، في ظل الظروف العادية وفي التيار الاسمي عبر التقاطع. من المفترض أن تكون درجة الحرارة المحيطة 25 درجة مئوية ، ويتم ضبط التيار الاسمي ويتم قياس شدة الضوء (في الكادميوم - الشمعة) أو التدفق الضوئي (باللومن - اللومن).
يُفهم التدفق المضيء لومن واحد على أنه التدفق الضوئي المنبعث من مصدر موحد الخواص بنقطة ذات كثافة مضيئة تساوي شمعة واحدة في زاوية صلبة من ستيراديان واحد.
تتميز مصابيح LED ذات التيار المنخفض مباشرة بكثافة الضوء ، والتي يشار إليها بالملي قناة. الشمعة هي وحدة لكثافة الإنارة ، والشمعة الواحدة هي شدة الإضاءة في اتجاه معين لمصدر يصدر إشعاعًا أحادي اللون بتردد 540 × 1012 هرتز ، تكون شدته المضيئة في هذا الاتجاه 1/683 واط / متوسط.
بمعنى آخر ، تحدد شدة الضوء شدة تدفق الضوء في اتجاه معين.كلما كانت زاوية التشتت أصغر ، زادت شدة ضوء LED عند نفس تدفق الضوء. على سبيل المثال ، المصابيح فائقة السطوع لها شدة ضوء تبلغ 10 شمعات أو أكثر.
زاوية تشتت LED (زاوية الرؤية)
غالبًا ما توصف هذه الخاصية في وثائق LED بأنها "ضعف نصف سطوع ثيتا" ويتم قياسها بالدرجات (درجات-درجات). الاسم هو ذلك فقط ، لأن LED عادة ما يحتوي على عدسة تركيز والسطوع غير موحد على زاوية التشتت بأكملها.
بشكل عام ، يمكن أن تكون هذه المعلمة في النطاق من 15 إلى 140 درجة. تتمتع SMD LEDs بزاوية أوسع من مصابيح الرصاص. على سبيل المثال ، 120 درجة لمصباح LED في حزمة SMD 3528 أمر طبيعي.
الطول الموجي المهيمن
تقاس بالنانومتر. يميز لون الضوء المنبعث من LED ، والذي يعتمد بدوره على الطول الموجي والتركيب الكيميائي لبلورة أشباه الموصلات.
الأشعة تحت الحمراء لها طول موجي أكبر من 760 نانومتر ، أحمر - من 610 نانومتر إلى 760 نانومتر ، أصفر - من 570 إلى 590 نانومتر ، بنفسجي - من 400 إلى 450 نانومتر ، فوق بنفسجي - أقل من 400 نانومتر. ينبعث الضوء الأبيض باستخدام الفوسفور فوق البنفسجي أو البنفسجي أو الأزرق.
درجة حرارة اللون (CCT - درجة حرارة اللون)
تم تحديد هذه الخاصية في الوثائق الخاصة بمصابيح LED البيضاء ويتم قياسها بالكلفن (K). أبيض بارد (حوالي 6000 كيلو) ، أبيض دافئ (حوالي 3000 كيلو) ، أبيض (حوالي 4500 كيلو) - يظهر بدقة ظل الضوء الأبيض.
اعتمادًا على درجة حرارة اللون ، سيكون تجسيد اللون مختلفًا ، ويتم إدراك اللون الأبيض من قبل شخص بدرجات حرارة ألوان مختلفة بطرق مختلفة. الضوء الدافئ أكثر راحة ، أفضل للمنزل ، الضوء البارد أكثر ملاءمة للأماكن العامة.
كفاءة الضوء
بالنسبة لمصابيح LED المستخدمة اليوم للإضاءة ، تقع هذه الخاصية في منطقة 100 لومن / دبليو. لقد تجاوزت النماذج القوية لمصادر إضاءة LED مصابيح الفلورسنت المدمجة (CFL) ، حيث وصلت إلى 150 لومن / وات أو أكثر. بالمقارنة مع المصابيح المتوهجة ، فإن مصابيح LED أفضل بأكثر من 5 مرات من حيث كفاءة الإضاءة.
بشكل أساسي ، تشير كفاءة الضوء عدديًا إلى مدى كفاءة مصدر الضوء من حيث استهلاك الطاقة: كم عدد الواط المطلوب لإنتاج كمية معينة من الضوء - كم عدد اللومن هو القوة الكهربائية.
لماذا يجب توصيل LED من خلال المقاوم