【導(dǎo)讀】電子工程師不管是在研發(fā)設(shè)計(jì)還是在測(cè)試時(shí)難免會(huì)遇見發(fā)光二極管的各種問題。這里一位工程師分享了關(guān)于自己在實(shí)踐中遇見的所有關(guān)于發(fā)光二極管問題集錦，希望能幫助到大家。
問題一：在電路設(shè)計(jì)時(shí)為什么不能超電壓或超電流使用白光LED？
一般最常用的5mm白光LED，其正常工作電壓多在3.0-3.5V范圍之內(nèi)，正常工作電流為20mA。但很多人誤以為超電壓或超電流使用白光LED會(huì)更亮，而實(shí)際測(cè)試結(jié)果是15mA以后光通量增長(zhǎng)很厲害，20mA以后幾乎沒有見長(zhǎng)，增大到30mA，比20mA只多了5%，但LED卻有明顯的發(fā)熱。還有壽命的試驗(yàn)：20mA工作了一個(gè)月，衰減只有5%，現(xiàn)在還有95%的光通量，30mA的工作到19天的時(shí)候，光通量就只有50%了。可以這樣認(rèn)為，一只在正常條件下可工作10萬小時(shí)的白光LED，在大電流下使用，壽命只有600小時(shí)！LED在一般說明中，都是可以使用50,000小時(shí)以上，還有一些生產(chǎn)商宣稱其LED可以運(yùn)作100,000小時(shí)左右，但這并不能保證LED產(chǎn)品也可以使用如此之久。錯(cuò)誤的操作及工序就可以輕易地“毀掉”LED，LED會(huì)隨著時(shí)間的流逝而逐漸退化，有預(yù)測(cè)表明，高質(zhì)量LED在經(jīng)過50,000小時(shí)的持續(xù)運(yùn)作后，還能維持初始燈光亮度的60%以上。要想延長(zhǎng)LED的使用壽命，就有必要降低或完全驅(qū)散LED芯片產(chǎn)生的熱能。熱能是LED停止運(yùn)作的主要原因。
問題二：為什么我們看到的白光LED發(fā)出光的顏色總會(huì)有些偏藍(lán)或偏黃？
這是由于白光的LED，本來就是在發(fā)射藍(lán)光的1nGaN基料上覆蓋轉(zhuǎn)換材料熒光粉，這種材料在受到藍(lán)光激勵(lì)時(shí)會(huì)發(fā)出黃光。于是得到藍(lán)光和黃光的混合物，在肉眼看來就是白光。看看白色LED的發(fā)射譜線就知道，它有兩個(gè)峰值，因此真正發(fā)射白光的LED是不存在的。這樣的器件很難制造，因?yàn)長(zhǎng)ED的特點(diǎn)是只發(fā)射一個(gè)波長(zhǎng)的單彩色光，而真正的白色光需要多色彩光譜合成。由于工藝關(guān)系，包括十多元進(jìn)口的LED，也有這個(gè)問題，光斑邊緣都存在偏色，只是多少而已。白色發(fā)光二極管有微黃色的到略帶紫色的白光。常見的白光發(fā)光二極管色溫通常都在6500K到8000K范圍內(nèi)。
問題三：設(shè)計(jì)時(shí)LED采用并聯(lián)接法好還是采用串聯(lián)接法好？
LED采用并或串聯(lián)接法，主要應(yīng)該根據(jù)電源盒電路的形式及要求決定。并聯(lián)或串聯(lián)接法各有它們的優(yōu)缺點(diǎn)。并聯(lián)接法只需要在每個(gè)LED兩端施加較低的電壓，但需要利用鎮(zhèn)流電阻或電流源來保證每個(gè)LED的亮度一致。如果流過每個(gè)LED的偏置電流大小不同，則它們的亮度也不同，從而導(dǎo)致整個(gè)光源亮度不均勻。然而，利用鎮(zhèn)流電阻或電流源來保證LED的亮度一致將縮短電池的使用壽命。采用串聯(lián)接法本質(zhì)上可以很好保證流過每只LED電流的一致性，但要求電源電壓要高。LED采用并聯(lián)接法時(shí)，由于電路的總電流是各個(gè)LED電流之和，所以要求電源要能供給足夠大的電流。另外，采用串聯(lián)接法的電路，當(dāng)其中一只LED斷路時(shí)整串的LED都不亮；但當(dāng)其中一只LED短路時(shí)其他LED都還能亮。采用并聯(lián)接法的電路，當(dāng)其中一只LED斷路時(shí)其它的LED都還能亮；但當(dāng)其中一只LED短路時(shí)則整個(gè)電路的電源將被短路，這樣不僅其它的LED都不能正常工作，而且還有可能損壞電源。故相比之下還是串聯(lián)接法的電路較有優(yōu)勢(shì)。
