LED-Eigenschaften und Testmethoden

Die Bedeutung der Grenzwertparameter

1. Zulässige Leistungsaufnahme Pm: Der Maximalwert des Produkts aus positiver Gleichspannung und dem durch sie fließenden Strom. Wird dieser Wert überschritten, erwärmt sich die LED und wird beschädigt.
2. Maximaler Vorwärts-Gleichstrom IFm: der maximal zulässige Vorwärts-Gleichstrom. Ein Überschreiten dieses Wertes kann die Diode beschädigen.
3. Maximale Sperrspannung VRm: die maximal zulässige Sperrspannung. Oberhalb dieses Wertes kann die LED durch einen Ausfall beschädigt werden. Der maximale kontinuierliche Durchlassstrom (IF) und die Derating-Kurve oder der Derating-Faktor bei einer Umgebungs- oder Röhrensockeltemperatur von 25 °C. Gegebenenfalls, unter bestimmten Pulsbedingungen, der maximale Spitzendurchlassstrom (IFM) bei einer Umgebungs- oder Röhrenbodentemperatur von 25 °C

4. Arbeitsumgebung topm: der Umgebungstemperaturbereich, in dem die Leuchtdiode normal arbeiten kann. Unterhalb oder oberhalb dieses Temperaturbereichs funktioniert die Leuchtdiode nicht normal und der Wirkungsgrad wird stark reduziert.

Die Bedeutung der elektrischen und optischen Parameter

1. Spektralverteilung und Spitzenwellenlänge und Test:

Das von einer bestimmten Leuchtdiode emittierte Licht hat keine einzelne Wellenlänge, und seine Wellenlänge ist ungefähr wie folgt.

 

Die Lichtintensität einer bestimmten Wellenlänge λ0 in dem von der Leuchtröhre emittierten Licht ist am größten, und diese Wellenlänge ist die Spitzenwellenlänge.

 

Testzweck: Zur Messung der Spitzenemissionswellenlänge, der spektralen Strahlungsbandbreite und der spektralen Leistungsverteilung des getesteten LED-Geräts unter dem angegebenen Vorwärtsarbeitsstrom.

 

Testelemente:

LED-Gerät im Test,

Batterie,

Fokussierendes Linsensystem,

Stromquelle (DC oder Puls),

Beseitigen Sie die Streulichtschranke,

Monochromator,

Strahlendetektionssystem inklusive Blende.

Hinweis: Die Wellenlängenauflösung und Bandbreite des Monochromators sollte eine angemessene Genauigkeit des Tests ermöglichen. Die spektrale Empfindlichkeit des Strahlungsdetektionssystems sollte kalibriert werden. Um die Messung zu erleichtern, kann der Spitzenwert der Kurve als 100 % angegeben werden. Wenn die spektrale Transmission des Monochromators und die spektrale Empfindlichkeit des Strahlungsdetektionssystems nicht konstant sind, sollten die aufgezeichneten Messdaten korrigiert werden.

Testschritte:

Stellen Sie die Wellenlänge des Monochromators innerhalb des erforderlichen Spektralbereichs ein, bis das Strahlungsmesssystem den maximalen Messwert erreicht, die entsprechende Wellenlänge ist die Spitzenwellenlänge (λp), und stellen Sie dann die Wellenlänge des Monochromators auf die beiden Seiten von λp ein, bis die Hälfte Spitzenwellenlängenablesung wird erhalten. Entsprechend der Wellenlänge λ1 und λ2 ist der Unterschied zwischen den beiden die spektrale Strahlungsbandbreite.

 

Messen und notieren Sie den spektralen Leistungswert jeder Wellenlänge separat gemäß dem erforderlichen Wellenlängenintervall, der spektralen Leistungsverteilung.

 

Vorgeschriebene Bedingungen

Umgebungs- und Rohrbodentemperatur;

Der angegebene Vorwärtsstrom (DC oder Puls).

 

2. Lichtstärke IV und Test:

Die Lichtstärke einer Leuchtdiode bezieht sich üblicherweise auf die Lichtstärke in Richtung der Normalen (bei einer zylindrischen Leuchtröhre die Achse). Beträgt die Strahlungsintensität in dieser Richtung (1/683) W/sr, wird 1 Candela emittiert (Symbol ist cd). Da die Lichtstärke allgemeiner LEDs klein ist, wird die Lichtstärke oft als Einheit Candela (mcd) verwendet.

 

Testzweck: Messung der durchschnittlichen LED-Intensität von Halbleiter-Leuchtdioden.

 

Testpunkte

LED-Gerät im Test,

Batterie,

Einschließlich eines photometrischen Detektors mit einer Blende D1 der Fläche A,

Beseitigen Sie die Streulichtschranke, sollte die Erkennung von Raumwinkeln nicht einschränken,

Der Abstand zwischen dem getesteten LED-Gerät und der Blende.

Hinweis 1: Stellen Sie das zu testende LED-Gerät so ein, dass seine mechanische Achse durch die Mitte der Detektoröffnung verläuft.

 

Hinweis 2: Die spektrale Empfindlichkeit des photometrischen Detektors sollte auf die standardmäßige photometrische Beobachter-Spektrumkurve der CIE (International Commission on Illumination) innerhalb des vom zu testenden Gerät emittierten Spektralwellenlängenbereichs kalibriert werden; Beim Testen der Strahlungsparameter sollte ein Photodetektor ohne spektrale Selektivität verwendet werden. Das Testsystem sollte mit einem Normal entsprechend dem Abstand d und der Blende D1 kalibriert werden. Der Messabstand d sollte gemäß den von CIE empfohlenen Standardbedingungen A und B eingestellt werden. Unter diesen beiden Bedingungen benötigt der verwendete Detektor eine runde Eintrittsöffnung mit einer Fläche von 100mm2 (entspricht einem Durchmesser von 11,3mm).

 

Hinweis 3: Für die Pulsmessung sollte die Stromquelle Strompulse der erforderlichen Amplitude, Breite und Wiederholrate liefern. Die Anstiegszeit des Detektors sollte relativ zur Pulsbreite klein genug sein und das System sollte ein Spitzenmessgerät sein.

 

Testschritte:

Der LED-Prüfling wird entsprechend der gewählten Form positioniert und der vorgegebene Strom an den Prüfling angelegt und die durchschnittliche LED-Intensität im photometrischen Messsystem gemessen.

Anforderungen:

Umgebungstemperatur und geeignete atmosphärische Bedingungen,

Durchlassstrom und ggf. Breite und Wiederholrate.

 

3. Spektrale Halbwertsbreite Δλ:

Sie repräsentiert die spektrale Reinheit der Leuchtröhre. Es bezieht sich auf das Intervall zwischen zwei Wellenlängen, das einer halben Spitzenintensität entspricht.

4. Halbwertswinkel θ1/2 und Blickwinkel und Test:

θ1/2 bezieht sich auf den Winkel zwischen der Richtung, in der der Lichtstärkewert die Hälfte des axialen Intensitätswerts beträgt, und der Lichtachse (normale Richtung). Der zweifache Halbwertswinkel ist der Betrachtungswinkel (oder Halbwertswinkel).

Angegeben ist die Winkelverteilung der Lichtstärke zweier verschiedener LED-Modelle. Die Koordinate der senkrechten Linie (normal) AO ist die relative Lichtstärke.

(Das heißt, das Verhältnis der Lichtstärke zur maximalen Lichtstärke). Offensichtlich ist die relative Lichtstärke in Normalenrichtung 1 und je größer der Winkel weg von der Normalenrichtung, desto kleiner die relative Lichtstärke. Daraus kann der Halbwertswinkel oder Blickwinkelwert gewonnen werden.

 

Testzwecke:

Messen Sie die räumliche Verteilung und den halbmaximalen Intensitätswinkel und den Abweichungswinkel der mittleren LED-Intensität der Halbleiter-Leuchtdiode unter dem angegebenen Betriebsstrom. Der Halbwertswinkel θ1/2 ist der Winkel, der von der Licht- (oder Strahlungs-) Intensität gebildet wird, die größer oder gleich der Hälfte der maximalen Intensität ist (siehe Abbildung 8). Im Diagramm der durchschnittlichen LED-Intensitätsverteilung sind die Richtung der maximalen Intensität (optische Achse) und die mechanische Achse Z festgeklemmt. Der Winkel ist der Abweichungswinkel .

Testelemente

LED-Gerät im Test,

Batterie,

 

Einschließlich eines photometrischen Detektors mit einer Blende D1 der Fläche A,

Beseitigen Sie die Streulichtschranke, sollte die Erkennung von Raumwinkeln nicht einschränken,

Der Abstand zwischen dem getesteten LED-Gerät und der Blende,

Der Winkel zwischen der Z-Achse und der Detektorachse.

Hinweis 1: Der Abstand d sollte auf CIE-Standardbedingung A oder B eingestellt werden,

Hinweis 2: Für die Pulsmessung sollte die Stromquelle Strompulse mit der erforderlichen Amplitude, Breite und Wiederholrate liefern. Die Anstiegszeit des Detektors sollte relativ zur Pulsbreite klein genug sein. Das System sollte ein Spitzenmessgerät sein.

Hinweis 3: Die getestete LED ist auf einem Gerät positioniert (zum Beispiel: das Rotationszentrum befindet sich auf der Winkelskala auf der optischen Achse des Systems, die Skala sollte eine ausreichende Winkelskalengenauigkeit aufweisen),

 

Beanspruchen:

–Die Position des getesteten LED-Geräts kann genau reproduziert werden,

–Ändern Sie den Winkel θ, die Mitte des optischen Fensters von Gerät D kann fixiert bleiben, –Kann den eingeschlossenen Winkel θ messen;

–Kann sich um die Z-Achse des Prüflings drehen, –Kann den Drehwinkel um die X-Achse messen.

 

Testschritte:

1. Addieren Sie den angegebenen Betriebsstrom zum Prüfling. Stellen Sie die mechanische Achse des Prüflings D so ein, dass sie mit der Achse des optischen Detektors übereinstimmt, dh = 0, messen Sie das Signal des optischen Detektors und setzen Sie diesen Wert auf I0 = 100 %,
2. Aus dem 0-±90° Drehknopf misst das photoelektrische Messsystem den Lichtstärkewert unter verschiedenen Winkeln und erhält den Zusammenhang zwischen der relativen Intensität I /I0 und θ. Das Polarkoordinatendiagramm wird bevorzugt, und andere Formen, wie beispielsweise rechtwinklige Koordinatendiagramme können verwendet werden, nachdem sie in der Rohteil-Detailspezifikation definiert wurden. Lesen Sie den Winkel θ1 θ2 entsprechend dem halbmaximalen Intensitätspunkt auf dem Graphen und den Halbintensitätswinkel Δθ=|θ2 – θ1 | ab. Der Abweichungswinkel ist der Winkel zwischen den Richtungen Imax und I0.Anforderungen:Umgebung und Rohrbodentemperatur,

   Vorwärtsstrom IF oder Strahlungsleistung Φe angeben, mechanische Bezugsebene.

    

   5. Optische Achse:

   Die Mittellinie der Richtung der maximalen Licht- (oder Strahlungs-) Intensität.

    

   6. Vorwärtsstrom IF (Forward Current):

   Er bezieht sich auf den Durchlassstromwert, wenn die Leuchtdiode normalerweise Licht emittiert. In der Praxis sollten Sie je nach Bedarf IF unter 0,6²IFm wählen. IF = (U-VF) / R (U— ist die Versorgungsspannung, R— ist der Strombegrenzungswiderstand.)

    

   7. Durchlassspannung VF (Durchlassspannung) und Test:

   Wenn der Durchlassstrom durch die Leuchtdiode einen bestimmten Wert hat, wird der Spannungsabfall zwischen den beiden Polen erzeugt. Die in der Parametertabelle angegebene Betriebsspannung ergibt sich bei gegebenem Durchlassstrom. Sie wird im Allgemeinen bei ZF = 20 mA gemessen. Die Durchlassspannung VF der Leuchtdiode beträgt 1,4 bis 3 V. Wenn die Außentemperatur steigt, sinkt VF. Das Schaltungsdesign sollte hohe Impulsspannungen in der Schleife vermeiden.

    

   Testzwecke:

   Messen Sie den Spannungsabfall zwischen den beiden Elektroden des LED-Geräts unter dem angegebenen Vorwärtsarbeitsstrom. Prüfen Sie, ob die LED leuchtet und welche Farbe sie hat.

    

   Testelemente:

   LED-Gerät im Test,

   Eine Konstantstromquelle,

   Amperemeter,

   Voltmeter.

   Prüfschritte

   1. a) Prüfsystem nach dem elektrischen Prinzip anschließen und Gerät vorheizen,
   2. b) Stellen Sie die Konstantstromquelle so ein, dass das Amperemeter den angegebenen Wert anzeigt. Zu diesem Zeitpunkt ist der Messwert des DC-Voltmeters die Durchlassspannung des zu prüfenden Geräts. DC5V-Netzteil +330Ω Widerstand.

   Vorgeschriebene Bedingungen

   Umgebungs- oder Rohrbodentemperatur,

   Stromspannung,

   Vorspannungsstrom in Durchlassrichtung.

    

   8. Sperrspannung VR (Rückwärtsspannung) und Prüfung:

   Wenn der Rückstrom, der durch das getestete LED-Gerät fließt, einen bestimmten Wert erreicht, wird der Spannungsabfall zwischen den beiden Polen erzeugt.

   Testzwecke:

   Messen Sie die zwischen den beiden Elektroden erzeugte Sperrspannung, wenn der Sperrstrom durch das LED-Gerät einen bestimmten Wert hat.

    

   Testelemente

   LED-Gerät im Test,

   Spannungsquelle,

   Amperemeter,

   Voltmeter.

    

   Prüfschritte

   1. a) Schließen Sie das Prüfsystem nach dem elektrischen Prinzip an und erwärmen Sie das Gerät.
   2. b) Stellen Sie die stabilisierte Spannungsversorgung so ein, dass das Amperemeter den angegebenen Wert anzeigt. Zu diesem Zeitpunkt ist die Anzeige des DC-Voltmeters die Sperrspannung des zu prüfenden Geräts. Messen Sie den Rückstrom, der erzeugt wird, wenn die angegebene Sperrspannung an das zu prüfende LED-Gerät angelegt wird.

   Rückstrom IR (Rückstrom) und Test:

   Wenn die an beiden Enden der Leuchtdiode angelegte Sperrspannung einen bestimmten Wert hat, fließt der Strom durch die Leuchtdiode.

   Testzwecke:

   Messen Sie den zwischen den beiden Elektroden erzeugten Rückwärtsstrom, wenn die durch das LED-Gerät fließende Vorwärtsspannung einen bestimmten Wert hat.

    

   Testelemente

   LED-Gerät im Test,

   Spannungsquelle,

   Amperemeter,

   Voltmeter.

    

   Prüfschritte

   1. a) Schließen Sie das Prüfsystem nach dem elektrischen Prinzip an und erwärmen Sie das Gerät.
   2. b) Stellen Sie die geregelte Stromversorgung so ein, dass das Voltmeter den angegebenen Wert anzeigt. Zu diesem Zeitpunkt ist der Messwert des Gleichstrom-Amperemeters der Rückstrom des zu prüfenden Geräts.Vorgeschriebene BedingungenUmgebungs- oder Rohrbodentemperatur,

      Stromspannung,

      Rückstrom.

       

      10. V-I-Eigenschaften:

      Der Zusammenhang zwischen Spannung und Strom der Leuchtdiode ist wie folgt:

      Wenn die Durchlassspannung kleiner ist als ein bestimmter Wert (sogenannter Schwellenwert), ist der Strom extrem klein und es wird kein Licht emittiert. Wenn die Spannung einen bestimmten Wert überschreitet, steigt der Durchlassstrom schnell mit der Spannung an und emittiert Licht. Aus der V-I-Kurve können die Vorwärtsspannung, der Rückwärtsstrom und die Rückwärtsspannung der LED erhalten werden. Die vorwärts leuchtende Röhre weist einen Rückwärtsleckstrom IR auf.

       

      11. Gesamtkapazität C (Kapazität) und Test:

      Die Kapazität an beiden Enden der Leuchtdiode unter der angegebenen Vorwärtsspannung und der angegebenen Frequenz.

      Testzweck: Messen des Kapazitätswerts an beiden Enden des zu testenden Geräts, wenn die angegebene Vorwärtsspannung und das Signal der angegebenen Frequenz an das getestete LED-Gerät angelegt werden.

       

      Testelemente:

      LED-Gerät im Test,

      Isolationskondensator,

      Amperemeter,

      Voltmeter,

      Induktivität.

      Prüfschritte

       

      1. a) Prüfsystem nach elektrischen Grundsätzen anschließen und Gerät warmlaufen lassen;
      2. b) Justieren Sie die Spannungsquelle und justieren Sie das Kapazitätsmessgerät, bzw. legen Sie die angegebene Vorwärtsspannung und das angegebene Frequenzsignal an das getestete LED-Gerät an, ziehen Sie die Kapazität C0 von der Anzeige auf der Kapazitätsmesserskala ab, und der äquivalente Wert ist die Summe gemessener Kapazitätswert des LED-Geräts.

       

      Vorgeschriebene Bedingungen

      Umgebungs- oder Rohrbodentemperatur,

      Vorwärtsspannung,

      Das Kapazitätsmessgerät liefert ein Signal einer bestimmten Frequenz.

       

      12. Schaltzeit und Test:

      Die angegebenen Mindest- und Höchstwerte bei den folgenden Konzepten betragen 10 % und 90 %, sofern nicht anders angegeben.

      Testzwecke:

      Messen Sie die Einschaltzeit ton (Einschaltverzögerungszeit td(on) + Anstiegszeit tr) und Ausschaltzeit toff (Ausschaltverzögerungszeit td(off) + Abfallzeit tr) des getesteten LED-Geräts.

       

      Testelemente

      LED-Gerät im Test,

      Hochohmiger Stromimpulsgenerator,

      Gleichstrom-Bias-Stromversorgung,

      Gleichspannungs-Bias-Stromversorgung,

      Widerstand passend zur Generatorimpedanz,

      Lastwiderstand,

      Messinstrument,

      Fotodiode,

      Sync-Signal.

      Hinweis: Die Schaltzeit der Fotodiode, die Verzögerungszeit der Versuchsschaltung und des Messgeräts sowie die Anstiegs- und Abfallzeit des Eingangsstromimpulses sollten kurz genug sein, um die Messgenauigkeit nicht zu beeinträchtigen. Die an der Spitze des optischen Pulses erhaltene durchschnittliche Ausgangsleistung ist nicht notwendigerweise gleich der kontinuierlichen Strahlungsleistung, wenn die Summe des DC-Vorspannungsstroms und des Eingangspulsstroms ist.

       

      Messverfahren

      Legen Sie den angegebenen Gleich- und Pulsstrom an das zu prüfende Gerät an und messen Sie die Schaltzeit mit dem Messgerät M. Die Strahlungsleistung von 100 % ist die durchschnittliche Ausgangsleistung, die am oberen Ende des Strahlungspulses erhalten wird. Der 0%-Pegel ist die Ausgangsleistung bei DC-Bias-Strom.

      Vorgeschriebene Bedingungen

      Umgebung und Rohrbodentemperatur,

      DC-Bias-Strom,

      Optisches Fenster,

      Optische Struktur.