LED驱动电源测试指标体系及其测试方法

LED驱动电源测试指标体系及其测试方法以绿色5mmLED举例说明：电压3.5V时，LED电流为标准值20mA，正常工作当电压3.8V时，LED电流为50mA，已超过LED的正常使用标准，其寿命及光衰会大幅度恶化当电压4.2V时，LED电流为110mA，LED将很快损坏。电压增加10％，电流增加100％以上（1）LED驱动特性Vf-I非线性关系，Vf＝Von＋I×Rd光通量与驱动电流成正比微小的电流波动也会对LED的寿命与光衰产生极大影响→LED最好恒流驱动1.LED驱动电源＋（2）LED驱动电源的重要性驱动电源是大功率LED灯具工作的必需部件LED需要恒流驱动，如果驱动精度不高、性能不稳定→LED灯光衰、失效、损坏LED器件本身寿命高达10万小时，但驱动电源寿命远低于10万小时，影响整个灯具的寿命光效是LED最主要指标，驱动环节效率不高影响整体光效，目前驱动环节的效率一般在70－90％LED驱动目前主流采用高频开关方式，引发电磁兼容EMC问题1.LED驱动电源（3）LED驱动电源主要要求恒流（或至少恒压）高效率高可靠性良好电磁兼容EMC电气安全性好1.LED驱动电源2.LED驱动电源测试相关标准（1）国外相关标准国外已有LED相关标准18个标准号标准名称类型1Version1.1，2008.12.19ENERGYSTARProgramRequirementsforSolid-StateLightingLuminairesEligibilityCriteria能源之星SSL灯具程序要求合格标准美国能源部DOE能源之星2Version1.0，2009.12.03ENERGYSTARProgramRequirementsforIntegralLEDLampsEligibilityCriteria能源之星整体式LED灯程序要求合格标准美国能源部DOE能源之星32008.9.30ENERGYSTARManufacturer’sGuideforQualifyingSolid-StateLightingLuminaires能源之星SSL灯具认证的制造商导则美国能源部DOE能源之星4ANSIC78.377-2008Specificationforthechromaticityofsolidestatelightingproducts固态照明产品的色度测试标准美国国家标准学会ANSI5ANSIC82.SSL1SSLPowerSupply固态照明电源ANSI6ANSI/IESRP-16-05NomenclatureandDefinitionsforIlluminatingEngineering,IncludesAddendum照明工程的命名和定义，其中附录a：是照明术语和定义。提供了有关固态照明行业标准定义的术语ANSI标准号标准名称类型7CIE127-2007MeasurementofLEDsLED的测量国际照明委员会CIE8CIE177-2007ColourRenderingofWhiteLEDLightSources白光LED光源的显色性CIE9IEC60747-12-3Semiconductordevices－part12-3:optoelectronicdevices–Blankdetailspecificationforlight-emittingdiodes–Displayapplication半导体器件第12-3部分：光电子器件显示用发光二极管空白详细规范国际电工委员会IEC10IEC61347-2-13Lampcontrolgear–Part2-13:ParticularrequirementsforDCorACsuppliedelectroniccontrolgearforLEDmodules灯的控制装置第2-13部分：LED模块用直流或交流电子控制装置的特殊要求IEC11IEC62031LEDmodulesforgenerallighting–Safetyspecifications通用照明用LED模块－安全规范IEC12IEC62384-2006DCorACsuppliedelectroniccontrolgearforLEDmodules-PerformancerequirementsLED模块之交直流电源电子控制装置－性能要求IEC2.LED驱动电源测试相关标准标准号标准名称类型13IEC60838-2-2-2006Miscellaneouslampholders.Particularrequirements.ConnectorsforLED-modules各式灯座第2-2部分特殊要求LED模块用连接器IEC14IESNATM-21-08LumendepreciationlifetimeestimationmethodofLEDLightsourcesLED光源的流明衰减寿命估计方法

北美照明工程学会IES15IESLM79-08ElectricalandPhotometricMeasurementsofSolid-StateLightingProducts固态照明产品电气和光度测量IES16IESLM80-08Approvedmethod:measuringLumenmaintenanceofLEDLightSource批准的方法：测量LED光源光通量维持IES17UL8750OutlineofInvestigationforLight-EmittingDiodeLightSourcesforUseinLightingProductsLED光源用于照明产品的检测大纲美国安全检测实验室公司UL18JISC8152-2007Measuringmethodsofwhitelightemittingdiodeforgenerallighting一般照明用白光发光二极管的测量方法日本国标JIS2.LED驱动电源测试相关标准2.LED驱动电源测试相关标准1）ENERGYSTAR®ProgramRequirementsforSolid-StateLightingLuminairesEligibilityCriteria–Version1.1美国能源部（DOE）能源之星,2008.12.19最终稿适用范围：用于通用照明或兼有通用照明和装饰照明、住宅或商业场合、联结到电网的SSL产品不适用范围：用于指示或纯装饰的；在现有装置上改造的涉及驱动电源的指标：待机功耗：0；集成有使用状态、人员移动监测，光控，可独立寻址装置的灯具不超过0.5W保修期：3年自动光控：功率大于13W的户外住宅灯具需有基于光传感器的白天自动关灯功能，手动或测试操作24H内控制可自动恢复2.LED驱动电源测试相关标准功率因数：住宅用≥0.7，商业用≥0.9最低工作温度：户外用灯具的电源须－20℃或以下电源盒或制造商指定温度测量点的最大测量温度：不超过制造商推荐最大值输出工作频率：≥120Hz（含稳态和调光）EMC：住宅用符合FCC(美联邦通信委)47CFRPart 15/18ConsumerEmissionLimits

商业用符合FCC47CFRPart15/18Non- consumerEmissionLimits噪声：A声级瞬变保护：电源符合IEEEC.62.41-1991A级；线路瞬变应由2.5KV100KHz环波7次冲击（含共模和差模）2.LED驱动电源测试相关标准2）ENERGYSTAR®ProgramRequirementsforIntegralLEDLampsEligibilityCriteria–Version1.0美国能源部（DOE）能源之星，2009.12.03最终稿，2010年8月31日生效适用范围：非标或用于替换标准白炽灯、装饰灯、反射灯等的整体式LED灯（LED灯＋集成驱动器＋通过ANSI标准灯座/插座接到供电支路的ANSI标准底座）。考虑了节能性和与原灯的相似性。涉及驱动电源的指标：功率因数：5W以下和低压灯无最低要求；5W以上 ≥0.7最低工作温度：－20℃或以下（整灯）工作频率：≥150Hz（含稳态和调光）EMC：整灯符合FCC47CFRPart15(consumeruse)噪声：整灯在A声级之内瞬变保护：驱动电源符合IEEEC.62.41-1991A级；线路瞬变应由2.5KV100Hz环波7次冲击（含共模和差模）工作电压：交流120、240、277V；或交直流12、24V效率：只有整灯光效限制寿命：只有整灯寿命L70（装饰灯15000H，所有其他灯25000H）保修期：3年2.LED驱动电源测试相关标准3）UL8750-2009：StandardforSafetyforLightEmittingDiode(LED)EquipmentforUseinLightingProducts美国ANSI/UL（UnderwritersLaboratoriesInc）,覆盖工作在400-700nm可见光谱的光源或其他照明设备的LED设备及其部件，包括LED驱动器，控制器，LED阵列，LED模块，壳体。2009.11.18涉及驱动电源的性能测试：测试环境：房间，温度，供电条件输入电流、功率：额定负载和额定输入电压下不超过110％额定值工作温度：部件，电气绝缘体，表面绝缘电压耐久测试2.LED驱动电源测试相关标准异常测试：部件故障，输出加载50W功率点测试漏电流测试环境测试：防湿，防水。4）IEC62384-2006：DCorACsuppliedelectroniccontrolgearforLEDmodules-Performancerequirements

等效国标：GB/T24825-20095）IEC61347-2-13:2006：Lampcontrolgear–Part2-13:ParticularrequirementsforDCorACsuppliedelectroniccontrolgearforLEDmodules

等效国标：GB19510.14-20092.LED驱动电源测试相关标准（2）国内相关标准国内已有LED相关标准39个2.LED驱动电源测试相关标准标准号标准名称类型1GB/T24823-2009普通照明用LED模块性能要求国标2GB/T24824-2009普通照明用LED模块测试方法国标3GB/T24825-2009LED模块用直流或交流电子控制装置性能要求国标4GB/T24826-2009普通照明用LED和LED模块术语和定义国标5GB/T24827-2009道路与街路照明灯具性能要求国标6GB/T24819-2009普通照明用LED模块安全要求国标7GB19510.14-2009灯的控制装置第14部分：LED模块用直流或交流电子控制装置的特殊要求国标8GB19651.3-2008杂类灯座第2-2部分：LED模块用连接器的特殊要求国标9GB/T8904.3-2002半导体器件第12-3部分:光电子器件显示用发光二极管空白详细规范国标10SJ/T11393-2009半导体光电子器件-功率发光二极管空白详细规范工信部行业标准11SJ/T11394-2009半导体发光二极管测试方法工信部行业标准12SJ/T11395-2009半导体照明术语工信部行业标准13SJ/T11396-2009氮化镓基发光二极管用蓝宝石衬底片工信部行业标准14SJ/T11397-2009半导体发光二极管用荧光粉工信部行业标准15SJ/T11398-2009功率半导体发光二极管芯片技术规范工信部行业标准16SJ/T11399-2009半导体发光二极管芯片测试方法工信部行业标准17SJ/T11400-2009半导体光电子器件小功率发光二极管空白详细规范工信部行业标准18SJ/T11401-2009半导体发光二极管产品系列型谱工信部行业标准2.LED驱动电源测试相关标准19SJ/T11281-2007发光二极管（LED）显示屏测试方法信产部行标20SJ/T11141-2003LED显示屏通用规范信产部行标21SJ/T2355-2005半导体发光器件测试方法信产部行标22SJ/T10263-91电子元器件详细规范半导体集成电路CD7666GP型双五点LED电平显示驱动器信产部行标23SJ/T10258-91电子元器件详细规范半导体集成电路CD1405CP型五点LED电平显示驱动器信产部行标24SJ/T10077-91电子元器件详细规范半导体集成电路CJ75491型MOS-LED显示驱动器信产部行标25SJ/T10947-1996电子元器件详细规范FG341052、FG343053型半导体绿色发光二极管信产部行标26SJ/T10948-1996电子元器件详细规范FG313052、FG314053、FG313054、FG314055型半导体红色发光二极管信产部行标27SJ52146/1-96GS1113型LED红色数码管详细规范信产部行标28SJ50033/147-2000半导体光电子器件GF1121型LED指示灯详细规范信产部行标29LB/T001-2008整体式LED路灯的测量方法半导体照明产业联盟行标30LB/T002-2009半导体照明试点示范工程LED道路照明产品技术规范半导体照明产业联盟行标2.LED驱动电源测试相关标准31JT/T606.3-2004高速公路监控设施通信规程第3部分：LED可变信息标志交通部行标32JTT597-2004LED车道控制标志交通部行标33TB/T3085.1-2003铁道客车车厢用灯第1部分：卧铺车厢用LED地灯

铁道部行标34TB/T3085.2-2003铁道客车车厢用灯第2部分：卧铺车厢用LED床头阅读灯铁道部行标35GA/T484-2004LED道路交通诱导可变标志公安部行标36DB35/T810-2008普通照明用LED灯具(固定式、可移式、嵌入式)福建地方标准37DB44/T609-2009

LED路灯广东地方标准38DB31/T468.1-2009采用LED技术的照明工程施工与验收规范第1部分：施工规范上海地方标准39DB31/T468.2-2009采用LED技术的照明工程施工与验收规范第2部分：验收规范上海地方标准2.LED驱动电源测试相关标准1）GB/T24825-2009:LED模块用直流或交流电子控制装置性能要求国标，针对使用250V以下直流电源和50/60Hz1000V以下交流电源、工作频率不同于电源频率的电子控制装置，2009.12.15发布，2010.05.01生效涉及驱动电源的指标：输出电压电流：启动值，工作值线路总功率：≤110％声称值线路功率因数：与标志值差异≤0.05电源电流：与标志/宣称值差异≤10％声频阻抗2.LED驱动电源测试相关标准异常条件下的工作试验：开路，短路耐久性：温度循环冲击试验，电源电压开关试验，工作耐久性试验能效等级：非隔离式，隔离式2）GB19510.14-2009：灯的控制装置第14部分：LED模块用直流或交流电子控制装置的特殊要求国标，对象类似1），2009.10.15发布，2010.12.01生效涉及驱动电源的指标：防止意外接触带电部件的措施：绝缘/接地/接线端子介电强度爬电距离和电气间隙异常状态合格性：恒压型/恒流型，开路/过载/短路2.LED驱动电源测试相关标准3）LB/T001-2009整体式LED路灯测量方法行业标准，国家半导体照明工程研发及产业联盟，针对交流50Hz/220V电源供电的并在内置控制器（自镇流）或外置控制器驱动下稳定工作的用于道路和街路照明的整体式LED路灯涉及驱动电源的指标：基本电学性能：电压/电流/功率/功率因数/频率(列出)EMC：无线电骚扰（GB17743），电磁兼容抗扰度（GB/T18595），输入谐波电流2.LED驱动电源测试相关标准4）LB/T002-2009：半导体照明试点示范工程LED道路照明产品技术规范行业标准，国家半导体照明工程研发及产业联盟，针对220V50Hz交流供电的LED道路照明产品，2009.10.01发布，2009.11.01实施涉及驱动电源的指标：功率因数：整灯≥0.9防护要求：IP65EMC：无线电骚扰（GB17743），电磁兼容抗扰度（GB/T18595），输入谐波电流（GB17625.1）2.LED驱动电源测试相关标准3.LED驱动电源测试指标体系（1）输入特性指标输入电流：额定负载和额定输入电压下不超过110％额定值输入功率：额定负载和额定输入电压下不超过110％额定值输入电压精确度输入频率精确度输入电流谐波输入电压谐波功率因数待机功耗（2）输出特性指标输出电压：启动值，工作值恒压型恒压特性：稳压系数，电网调整率，电压调整率，负载调整率，精度，电压温度系数输出电流：启动值，工作值恒流型恒流特性：稳流系数，电网调整率，电压调整率，负载调整率，精度，电流温度系数工作频率:PWM至少100Hz以上,人眼才不会感到闪烁;一般200Hz~1KHz效率输出纹波：电压（恒压型）/电流（恒流型）3.LED驱动电源测试指标体系VI纹波电流输出纹波电压/电流的原因：高频开关方式特点，频率100－100KHz纹波危害：功率损失；接地电容发热（一般均采用电解电容,发热会造成容值改变,甚至漏电解液,造成短路,烧PCB的状况发生）（3）暂态特性指标开机过冲幅值：电压（恒压型）/电流（恒流型）开机时间关机时间负载突变响应： 电压(恒压型)过冲幅值电流(恒压型)过冲幅值响应时间3.LED驱动电源测试指标体系（4）保护特性指标开路：有/无，保护方式短路：有/无，保护方式过载：有/无，保护点，保护方式过温：有/无，保护点，保护方式3.LED驱动电源测试指标体系（5）EMC特性指标1）EMI（GB17743＋GB17625.1）传导发射骚扰（电压）：电源端子，负载端子，控制端子辐射电磁骚扰（场强）谐波电流发射2）EMS（GB/T18595＋GB/T17626）射频电磁场辐射抗扰度工频磁场抗扰度电快速瞬变脉冲群抗扰度射频场感应的传导骚扰抗扰度电压暂降、短时中断、电压变化抗扰度静电放电抗扰度浪涌抗扰度3.LED驱动电源测试指标体系（6）环境适应性指标工作温度：上下限工作湿度：上下限存放温度：上下限存放湿度：上下限防护等级：防湿，防水，防尘，防腐蚀气体抗振：上限振幅、频率3.LED驱动电源测试指标体系（7）电气安全特性指标绝缘耐压绝缘电阻接地电阻漏电流介电强度爬电距离电气间隙3.LED驱动电源测试指标体系（8）可靠性及其他指标寿命耐久性：温度循环冲击次数，电源电压开关次数，工作耐久性H噪声等级保修期3.LED驱动电源测试指标体系4.LED驱动电源测试方法（1）输出电压特性测试方法绝对稳压系数：K1=△U0/△Ui25℃及额定负载，△U0为输出直流变化量，△Ui为输入电网变化量电网调整率：K2=△U0/U0n25℃及额定负载，△U0为输入电网电压由额定±10%时输出U0的变化量，U0n为标称输出电压电压调整率：K3=△U0/U0n25℃及额定负载，△U0为输入电压上下限时输出电压与标称输出电压U0n的最大偏差负载调整率：K4=△U0/U0n25℃及标称输入电压，△U0为额定负载下输出电压U0n与空载或最小负载下输出电压的偏差输出电压精度K5=△U0/U0n

标称输入电压和额定负载下，△U0为输出电压测量值与标称值U0n之间的差值电压温度系数K6=△U0/（U0n×△T）把电源放在温度控制箱内，在标称输入电压和额定负载下，U0n为25℃环境温度下的输出电压，U0h为控制箱温度升到最高工作温度并稳定15~30分钟后的输出电压，U0l为控制箱温度降到最低工作温度并稳定15~30分钟后的输出电压，△U0为U0h、U0l与U0n的偏差，△T为最高工作温度、最低工作温度与25℃的偏差。

K6为最高温度下、最低温度下分别计算出的温度系数的大值。4.LED驱动电源测试方法（2）输出电流特性测试方法绝对恒流系数：K1=△I0/△Ui25℃及额定负载，△I0为输出直流电流变化量，△Ui为输入电网变化量电网调整率：K2=△I0/I0n25℃及额定负载，△I0为输入电网电压由额定±10%时输出电流I0的变化量，I0n为标称输出电流电压调整率：K3=△I0/I0n25℃及额定负载，△I0为输入电压上下限时输出电流与标称输出电流I0n的最大偏差负载调整率：K4=△I0/I0n25℃及标称输入电压，△I0为额定负载下输出电流I0n

与空载或最小负载下输出电流的偏差4.LED驱动电源测试方法输出恒流精度K5=△I0/I0n

标称输入电压和额定负载下，△I0为输出电流测量值与标称值I0n之间的差值电流温度系数K6=△I0/（I0n×△T）把电源放在温度控制箱内，在标称输入电压和额定负载下，I0n为25℃环境温度下的输出电流，I0h为控制箱温度升到最高工作温度并稳定15~30分钟后的输出电流，I0l为控制箱温度降到最低工作温度并稳定15~30分钟后的输出电流，△I0为I0h、I0l与I0n的偏差，△T为最高工作温度、最低工作温度与25℃的偏差。

K6为最高温度下、最低温度下分别计算出的温度系数的大值。4.LED驱动电源测试方法4.LED驱动电源测试方法（3）效率测试方法效率＝输出功率W0/输入功率Wi25℃、标称输入电压和额定负载下输入功率Wi：直流输入时＝输入直流电压×输入直流电流交流输入时＝视在功率？有功功率？辅助电路（检测反馈、控制、比较放大、电源芯片等）由单一输入电源供电时＝主电路输入功率？主电路输入功率＋辅助电路输入功率？辅助电路由辅助电源供电时＝主电源输入功率？主电源输入功率＋辅助电源输入功率？输出功率W0＝输出直流电压U×输出直流电流I：辅助电路由直流输出供电时＝LED负载功率？LED负载功率＋辅助电路功率？有多种负载（显示、指示、音频、通信等）时＝LED负载功率？LED负载功率＋其他负载功率？有储能设备（蓄电池等）时：串行工作模式＝LED负载功率？并行工作模式＝LED负载功率？LED负载功率＋蓄电池输入功率？4.LED驱动电源测试方法4.LED驱动电源测试方法（4）空载功率测试方法平均功率法：在某设定时间段内的平均功率,可设时间要大于5min能量累积法：在某设定时间段内计算所累积的能量,再除以时间以得到功率。可设时间要大于5min，累积能量须大于200倍的分辨率。实际一般功率表都用硬件乘法器来量测功率，并非真正的平均功率，所以建议用能量累积法来量测。平均法窗口法累积法测量功率5.工程测试应用与分析（1）工程测试应用1）延安路高架LED护栏管电源LED电源输入特性LED电源输出特性LED电源过载/短路/过温保护LED电源恒流特性测试高低温环境测试抗振特性测试5.工程测试应用与分析2）内环漕溪路立交LED灯具电源测试LED电源输入特性LED电源输出特性LED电源过载、短路、过温保护功能LED电源恒流特性测试LED电源及灯具抗振性能测试5.工程测试应用与分析5.工程测试应用与分析3）某灯具抗振性能测试整体灯具抗振性能测试整体灯具包装运输抗振模拟测试（2）测试总结目前LED灯具电源性能的水平分析（依据已测试的16种LED灯具电源部分性能测试结果）22VAC-DC,恒压型6个38％，恒流型10个62％电源输入特性：功率因数0.51～0.99待机功耗0W14个、2.4W1个、0－8W跳变1个电源输出特性：恒压型：稳压系数0.007～0.9％，电压调整率0.02～2%，精度0～0.5%，温度系数0～0.1%，效率76～85％，输出纹波3～200mV恒流型：稳流系数<0.1％，电压调整率0.1～1.5%，精度0.1～9.4%，温度系数0～0.08%，效率74～85％，输出纹波16～862mV5.工程测试应用与分析5.工程测试应用与分析电源过载/短路/过温保护特性过载保护：13％无，13％有；保护点：功率过载5～190％；主要方式：降电压/电流，跳变，输出为0短路保护：100％有；主要方式：降电压/电流，输出跳变，输出为0过温保护：63％无，37％有；保护点：50～105℃；主要方式：降电压/电流，输出为0灯具抗振特性：5Hz、25mm振幅峰峰值、持续40min、最大加速度12m/S2、总振动循环12000次；2.7Hz、25mm振幅峰峰值、持续4H、最大加速度3.6m/S2、总振动循环38800次;灯具均能正常点亮可能的结温测量方法：测量正向电压计算结温限制：高质量InGaNLED；正向电流在中间段100uA-10mA1W白光LED在6个环境温度下的I-V特性1W白光LED在不同驱动电流下的V-结温T特性5.工程测试应用与分析LED照明基础什么是LEDLED的全称LightEmittingDiode,即发光二极管，是一种半导体固体发光器件，它是利用固体半导体芯片作为发光材料，当两端加上正向电压，半导体中的载流子发生复合引起光子发射而产生光。LED可以直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。照明发展史LED的发展史1907年HenryJosephRound第一次观察到场致发光现象。1936年GeorgeDestiau第一场使用场致发光这个术语。60年代初，试验中，LED需要置放在液化氮中第一个商业LED仅仅只能发出不可见的红外线，但是迅速应用于感光与光电领域。60年代末，在砷化镓基体上使用磷化物发明了第一个可见的红光LED70年代中，采用双层磷化稼能够发出黄色光。70年代末，LED出现绿色光。90年代中，LED最终出现蓝色光。90年代末白光的LED开发成功目前LED已经可以发出紫外光。除此以外，LED的光通量也在与日俱增，最新的实验室数据是186lm/WLED发展计划LED发展计划美国LED行业的预测LED发展计划世界各国政府LED发展计划LED优点高光效高节能光源方向性好光色多安全性高环保寿命长光源快速响应灯具结构合理运行成本低

LED优点LED同几种光源的比较名称

耗电量（W）工作电压

（v）协调控制

发热量

可靠性

使用寿命

（h）金属卤素灯

100220不易

极高

低

3000霓虹灯

500较高

高

高

宜室内

3000镁氖灯

16W/m220较好

较高

较好

6000日光灯

4-100220不易

较高

低

5000-8000冷阴极

15W/m需逆变

较好

较低

较好

10000钨丝灯

15-200220不宜

高

低

3000节能灯

3-150220不宜调光

低

低

5000LED灯极低

直流12-36V

多种形式

极低

极高

100000LED光源在性能方面远远优于其他光源！！！LED同几种光源的比较LED分类LED按照发光颜色分类红光橙光绿光蓝光白光红光橙光绿光蓝光统称为色光，主要应用在指示或装饰方面白光又可细分为暖白中性白冷白。白光是我们照明行业主要用到的光源。白光LED产生----单芯片InGaN(蓝)/YAG荧光粉

这是一种目前较为成熟的产品。这些产品采用芯片倒装结构,提高发光效率和散热效果。荧光粉涂覆工艺的改进,可将色均匀性提高10倍。实验证明,电流和温度的增加使LED光谱有些蓝移和红移,但对荧光光谱影响并不大。寿命实验结果也较好。InGaN(蓝)/红荧光粉+绿荧光粉色温可达到3000K-6000K,Ra达到82-87,。InGaN(紫外)/(红+绿+蓝)荧光粉此类白光LED,其Ra大于等于90,但发光效率还不够理想白光LED产生----单芯片白光LED产生----单芯片白光LED产生----双芯片双芯片可由蓝LED+黄LED、蓝LED+黄绿LED以及蓝绿LED+黄LED制成,此种器件成本比较便宜,但由于是两种颜色LED形成的白光,显色性较差,只能在显色性要求不高的场合使用。

白光LED产生----多芯片(蓝色+绿色+红色)LED

这种通过RGB方法合成白光这种方法主要的问题是绿光的转换效率底，所以总体的效率不高。同时三种颜色的LED的正向电压和光输出不同，两外它们的温度特性和光维持特性也不相同，因而对电路的要求也比较高。白光LED产生----多芯片LED常用词汇总结1.光通量φ：发光体每秒钟所发出的光量的总和。单位：流明（Lm），表示发光体发光的多少，发光愈多流明数愈大。2.光强I：发光体在特定方向单位立体角内所发射的光通量。单位：坎德拉（cd）。3.照度E：发光体照射在被照物体单位面积上的光通量。单位：勒克斯（Lux）=流明Lm/面积m2。4.亮度L：发光体在特定方向单位立体角单位面积内的光通量。单位：尼脱（mcd）。5.光效：电光源将电能转化为光的能力，以发出的光通量除以耗电量来表示。单位：每瓦流明（Lm/w）。6.平均寿命：指一批灯至50%的数量损坏时的小时数。单位：小时（h）。LED常用词汇总结7.经济寿命：在同时考虑灯泡的损坏以及光束输出衰减的状况下，其综合光束输出减至特定的小时数。室外的光源为70%，室内的光源为80%。8.色温：光源发射光的颜色与黑体在某一温度下辐射光色相同时，黑体的温度称为该光源的色温。光源色温不同，光色也不同，色温在3000k以下有温暖的感觉，达到稳重的气氛；色温在3000k-5000k为中间色温，有爽快的感觉；色温在5000k以上有冷的感觉。单位：K。9.显色性：光源的显色性是由显色指数来表明，它表示物体在光下颜色比基准光（太阳能）照明时颜色的偏离能较全面反映光源的颜色特性。要正确表现物体本来的颜色需使用显色指数高的光源。单位：Ra。10.眩光：视野内有亮度极高的物体或强烈的亮度对比，则可以造成视觉不舒适称为眩光，眩光是影响照明质量的重要因素。LED特性LED的电学特性LED的光学特性LED的热特性

LED电特性LED是一个由半导体无机材料构成的单极性PN结二极管，它是半导体PN结二极管中的一种，其电压-电流之间的关系称为伏安特性。LED电特性参数包括正向电流、正向电压、反向电流和反向电压，LED必须在合适的电流电压驱动下才能正常工作。通过LED电特性的测试可以获得LED的最大允许正向电压、正向电流及反向电压、电流，此外也可以测定LED的最佳工作电功率。

LED电特性

I-V特性是LED芯片性能主要参数。

I-V特性具有非线性、整流性质：单向导电性，即外加正偏压表现低接触电阻，反之为高接触电阻。（1）正向死区（2）正向工作区（3）反向死区。（4）反向击穿区LED电特性C-V特性

LED的芯片pn结面积大小不一，使其结电容也不一C-V特性呈现二次函数关系是电容与电压的关系最大允许功耗PFm响应时间是LED点亮与熄灭所延迟的时间。响应时间主要取决于载流子寿命、器件的结电容及电路阻抗。LED点亮时间——指接通电源使发光亮度达到正常的10%开始，一直到发光亮度达到正常值的90%所经历的时间。LED熄灭时间——指正常发光减弱至原来的10%所经历的时间。不同材料制得的LED响应时间各不相同LED光特性发光强度是表征发光器件发光强弱的重要性能。LED大量应用要求是圆柱、圆球封装，由于凸透镜的作用，故都具有很强指向性：位于法向方向光强最大，其与水平面交角为90°。当偏离正法向不同θ角度，光强也随之变化。发光强度随着不同封装形状而强度依赖角方向。发光强度的角分布θ是描述LED发光在空间各个方向上光强分布。它主要取决于封装的工艺，透镜的材料，透镜的曲率，芯片周围的反光杯。LED光特性LED光特性发光峰值波长及其光谱分布

LED的光谱特性参数主要包括峰值发射波长、光谱辐射带宽和光谱功率分布等。单色LED的光谱为单一波峰，特性以峰值波长和带宽表示，而白光LED的光谱由多种单色光谱合成。LED的光谱特性都可由光谱功率分布表示，而由LED的光谱功率分布还可计算得到色度参数。LED发光强度或光功率输出随着波长变化而不同，绘成一条分布曲线——光谱分布曲线。当此曲线确定之后，器件的有关主波长、纯度等相关色度学参数亦随之而定。LED的光谱分布与制备所用化合物半导体种类、性质及pn结结构（外延层厚度、掺杂杂质）等有关，而与器件的几何形状、封装方式无关。LED光特性发光峰值波长及其光谱分布如图1蓝光InGaN/GaN

发光谱峰λp=460～465nm2绿光GaP:N

发光谱峰λp=550nm3红光GaP:Zn-O

发光谱峰λp=680～700nm4红外GaAs

发光谱峰λp=910nm5Si光敏光电管通常作光电接收用6标准钨丝灯LED光特性峰值波长：无论什么材料制成的LED，都有一个相对光强度最强处（光输出最大），与之相对应有一个波长，此波长叫峰值波长，用λp表示。只有单色光才有λp波长。谱线宽度：在LED谱线的峰值两侧±△λ处，存在两个光强等于峰值（最大光强度）一半的点，此两点分别对应λp-△λ，λp+△λ之间宽度叫谱线宽度，也称半功率宽度或半高宽度。主波长：有的LED发光不单是单一色，即不仅有一个峰值波长；甚至有多个峰值，并非单色光。为此描述LED色度特性而引入主波长。主波长就是人眼所能观察到的，由LED发出主要单色光的波长。单色性越好，则λp也就是主波长。如GaP材料可发出多个峰值波长，而主波长只有一个，它会随着LED长期工作，结温升高而主波长偏向长波。LED的光学特性——中心波长峰值波长质心波长LED光特性光通量是表征LED总光输出的辐射能量，它标志器件的性能优劣。光通量为LED向各个方向发光的能量之和，它与工作电流直接有关。随着电流增加，LED光通量随之增大。可见光LED的光通量单位为流明（lm）。LED向外辐射的功率——光通量与芯片材料、封装工艺水平及外加恒流源大小有关。总光通量的测量——积分球法积分球法使用积分球将使LED总通量的测量更加简单。带有两个入射孔和一个于探测器的出射孔的积分测量可对待测LED的自吸进行修正。LED光特性发光效率LED效率有两种

内部效率：pn结附近由电能转化成光能的效率。内部效率只用来分析和评价芯片优劣的特性

外部效率：辐射到外部的效率。发光效率：辐射出光能量（发光量）与输入电能之比量子效率

η=发射的光子数/pn结载流子数流明效率：LED的光通量/外加耗电功率流明效率是评价具有外封装LED特性，LED的流明效率高指在同样外加电流下辐射可见光的能量较大，故也叫可见光发光效率。理论计算中，最大的流明下来率为628lm/W。同此相比，LED未来的发展前景很广阔。LED光特性几种常见色光的效率对比LEDλp材料可见光发光效率（lm/w）外量子效率发光颜色（nm）最高值平均值红光700GaP:Zn-O2.4121~3660GaAlAs0.270.50.3650GaAsP0.380.50.2黄光590GaP:N-N0.450.1

绿光555GaP:N4.20.70.015~0.15蓝光465GaN

10

白光谱带GaN+YAG小芯片1.6

大芯片18LED光特性品质优良的LED要求向外辐射的光能量大，向外发出的光尽可能多，即外部效率要高.LED向外发光仅是内部发光的一部分，总的发光效率应为η=ηiηcηe

，

ηi向为p、n结区少子注入效率

ηc为在势垒区少子与多子复合效率

ηe为外部出光（光取出效率）效率。LED光特性由于LED材料折射率很高ηi≈3.6。当芯片发出光在晶体材料与空气界面时（无环氧封装）若垂直入射，被空气反射，反射率为（