LED發(fā)光二極管發(fā)熱原因與選購三大誤區(qū)
LED發(fā)光二極管發(fā)熱的原因是因為所加入的電能并沒有全部轉(zhuǎn)化為光能,而是一部分轉(zhuǎn)化成為熱能,LED發(fā)光二極管的光效目前只有100LM/W,其電光轉(zhuǎn)換效率大約只有百分之二十至三十左右,也就是說大約百分之七十的電能都變成熱能。
LED發(fā)光二極管結(jié)溫的產(chǎn)生是由于兩個因素所引起的:一,LED發(fā)光二極管內(nèi)部量子效率不高,也就是在電子和空穴復(fù)合時,并不能百分百都產(chǎn)生光子,通常稱為“電流泄漏”而使PN區(qū)載流子的復(fù)合率降低,泄漏電流乘以電壓就是這部分的功率,也就是轉(zhuǎn)化為熱能,但這部分不佔主要成分,因為現(xiàn)在內(nèi)貼片LED發(fā)光二極管部光子效率已經(jīng)接近百分之九十,二,LED發(fā)光二極管內(nèi)部產(chǎn)生的光子無法全部射出到LED發(fā)光二極管芯片外部而最后轉(zhuǎn)化為熱量,這部分是主要的,因為目前這種稱為外部量子效率只有百分之三十左右,大部分都轉(zhuǎn)化為熱量了。
雖然白熾燈的光效很低,只有15LM/W左右,但是它幾乎將所有的電能都轉(zhuǎn)化為光能而輻射出去,因為大部分的輻射能是紅外線,所以光效很低,但是卻免除了散熱的問題。
誤區(qū)一,對實際使用壽命的期望偏高。
LED發(fā)光二極管制造商預(yù)期LED燈珠壽命達到100,000小時,但是,就像所有基本光大功率LED發(fā)光二極管源一樣,LED發(fā)光二極管的光通量流明也隨著時間而衰減,所以,雖然LED發(fā)光二極管發(fā)光時間可以很長,MTBF不是確定使用壽命的唯一考慮,LED發(fā)光二極管流明的衰減受到許多環(huán)境條件如環(huán)境溫度,濕度和通風的影響,流明衰減還受到控制,熱學(xué)管理,電流水平和許多其它電氣設(shè)計考慮的影響。
很多業(yè)務(wù)員在推銷LED發(fā)光二極管時出于某種原因可能給客戶提供一些模糊信息,造成誤導(dǎo),比如LED發(fā)光二極管的使用壽命在10萬小時左右,這裡的10萬小時是指制造商預(yù)期LED發(fā)光二極管的使用壽命,但作為照明的光源,燈的亮度有一個逐漸衰減直插LED發(fā)光二極管變暗的過程(如日光燈,節(jié)能燈),這一過程簡稱光衰,所以,消費者在選購LED發(fā)光二極管時要關(guān)注的是它的光衰速度,而不是使用時間,消費者切莫對實際使用壽命的期望偏高。
誤區(qū)二,把實際發(fā)光角度當成有效角度。
LED發(fā)光二極管的發(fā)光角度分為有效角度和實際發(fā)光角度,發(fā)光強度值為軸向強度值一半的方向與發(fā)光軸向(法向)的夾角為有效角度,半值角的2倍為視角(或稱半功率角)是實際發(fā)光角度,在軸向強度一半以外的角度因為光線太弱在實際應(yīng)用中不計入有效角度。
誤區(qū)三,功率越大亮度越高。
LED發(fā)光二極管的亮度用發(fā)光強度來衡量,發(fā)光強度是指法線(對圓柱形發(fā)光管是指其軸線)方向上的發(fā)光強度,即單位立體角所發(fā)射出的光通量,單位為燭光(Candela,cd),由于一般LED發(fā)光二極管的發(fā)光強度小,所以發(fā)光強度常用毫坎德拉(mcd)作單位,一般而言,光源會向不同方向以不同強度放射出其光通量,在特定方向單位立體角所放出之可見光輻射強度即稱之為光強度,紅外線接收頭簡稱軸向亮度。
從力在相等時間內(nèi)做功的多少引入電功率的概念,電流做功快,電功率就大,電流做功慢,電功率就小,或說在相等的時間內(nèi),電流做的功越多,電功率就越大,在LED發(fā)光二極管上,并不是功率越大,產(chǎn)品亮度就越高,以宜美電子的三燈紅色LED發(fā)光二極管為例,軸向亮度為1200mcd時,電流是40ma,功率為0.48W,三燈白色LED發(fā)光二極管在同等亮度下,電流是18ma,功率僅為0.24W,可以看出二種光在同等亮度下的功率是不同的,所以,消費者在選購LED發(fā)光二極管時要關(guān)注的是它的軸向亮度,而不是功率。