Spécifications et paramètres des LED

Il existe de nombreuses LED de différentes formes, tailles, puissances. Cependant, chaque LED est toujours dispositif semi-conducteur, qui est basé sur le passage du courant à travers la jonction p-n dans le sens direct, provoquant une émission optique (lumière visible).

Fondamentalement, toutes les LED se caractérisent par un certain nombre de caractéristiques techniques spécifiques, électriques et lumineuses, dont nous parlerons plus tard. Vous trouverez ces caractéristiques dans la fiche technique (dans la documentation technique) de la LED.

Les caractéristiques électriques sont : courant direct, chute de tension directe, tension inverse maximale, dissipation de puissance maximale, caractéristique courant-tension. Les paramètres de la lumière sont : flux lumineux, intensité lumineuse, angle de diffusion, couleur (ou longueur d'onde), température de couleur, efficacité lumineuse.

Courant nominal direct (If — courant direct)

Le courant direct nominal est le courant lorsqu'il traverse cette LED dans le sens direct, le fabricant garantit les paramètres lumineux de passeport de cette source lumineuse.En d'autres termes, il s'agit du courant de fonctionnement de la LED, auquel la LED ne s'éteindra certainement pas et pourra fonctionner normalement tout au long de sa durée de vie. Dans ces conditions, la jonction pn ne sera pas décomposée et ne surchauffera pas.

En plus du courant nominal, il existe un paramètre tel que le courant direct de crête (Ifp - courant direct de crête) - le courant maximal qui ne peut être traversé par la transition que par des impulsions d'une durée de 100 μs avec un rapport cyclique ne dépassant pas DC = 0,1 (voir la fiche technique pour les données exactes) … En théorie, le courant maximum est le courant limite que le cristal ne peut supporter que pendant une courte période.

En pratique, la valeur du courant direct nominal dépend de la taille du cristal, du type de semi-conducteur et varie de quelques microampères à plusieurs dizaines de milliampères (voire plus pour les ensembles LED de type COB).

Chute de tension continue (Vf - tension directe)

Une chute de tension soutenue à travers la jonction pn provoquant le courant nominal de la LED. Une tension est appliquée à la LED de sorte que l'anode soit à un potentiel positif par rapport à la cathode. Selon la composition chimique du semi-conducteur, la longueur d'onde du rayonnement optique, les chutes de tension continue aux bornes de la jonction diffèrent également.

Au fait, par la chute de tension directe, vous pouvez déterminer chimie des semi-conducteurs… Et voici les plages approximatives de chute de tension directe pour différentes longueurs d'onde (couleurs de lumière LED):

• Les LED infrarouges à l'arséniure de gallium avec des longueurs d'onde supérieures à 760 nm ont une chute de tension caractéristique inférieure à 1,9 V.

• Rouge (par exemple phosphure de gallium - 610 nm à 760 nm) - 1,63 à 2,03 V.

• Orange (phosphure de gallium — de 590 à 610 nm) — de 2,03 à 2,1 V.

• Jaune (phosphure de gallium, 570 à 590 nm) — 2,1 à 2,18 V.

• Vert (phosphure de gallium, 500 à 570 nm) — 1,9 à 4 V.

• Bleu (séléniure de zinc, 450 à 500 nm) — 2,48 à 3,7 V.

• Violet (nitrure d'indium et de gallium, 400 à 450 nm) — 2,76 à 4 V.

• Ultraviolet (nitrure de bore, 215 nm) — 3,1 à 4,4 V.

• Blanc (bleu ou violet avec phosphore) — environ 3,5 V.

Tension inverse maximale (Vr - Tension inverse)

La tension inverse maximale d'une LED, comme toute LED, est une tension qui, lorsqu'elle est appliquée à une jonction pn en polarité inverse (lorsque le potentiel de cathode est supérieur au potentiel d'anode), le cristal se décompose et la LED tombe en panne. certaines LED ont une tension inverse maximale d'environ 5 V. Pour les assemblages COB, voire plus, et pour les LED infrarouges, cela peut aller jusqu'à 1-2 volts.

Dissipation de puissance maximale (Pd — Dissipation de puissance totale)

Cette caractéristique est mesurée à une température ambiante de 25°C. Il s'agit de la puissance (souvent en mW) que le boîtier LED peut encore dissiper en continu et ne s'éteindra pas. Il est calculé comme le produit de la chute de tension par le courant traversant le cristal. Si cette valeur est dépassée (le produit de la tension et du courant), très bientôt le cristal se brisera, sa destruction thermique se produira.

Caractéristique courant-tension (VAC - graphique)

La dépendance non linéaire du courant à travers la jonction pn sur la tension appliquée à la jonction est appelée la caractéristique courant-tension (en abrégé VAC) de la LED.Cette dépendance est représentée graphiquement dans la fiche technique, et à partir du graphique disponible, vous pouvez très facilement voir quel courant à quelle tension traversera le cristal LED.

La nature de la caractéristique I — V dépend de la composition chimique du cristal. La caractéristique I - V s'avère très utile dans la conception d'appareils électroniques à LED, car grâce à elle, il est possible, sans le comportement de mesures pratiques, de savoir quelle tension doit être appliquée à la LED pour obtenir un courant donné. Même avec l'aide de la caractéristique I - V, il est possible de choisir plus précisément un limiteur de courant pour la diode.

Intensité lumineuse, flux lumineux

Les paramètres lumineux (optiques) des LED sont mesurés au stade de leur production, dans des conditions normales et au courant nominal à travers la jonction. On suppose que la température ambiante est de 25 ° C, le courant nominal est réglé et l'intensité lumineuse (en Cd - candela) ou le flux lumineux (en lm - lumen) est mesuré.

Le flux lumineux d'un lumen s'entend comme le flux lumineux émis par une source ponctuelle isotrope d'intensité lumineuse égale à une candela dans un angle solide d'un stéradian.

Les LED à faible courant sont caractérisées directement par l'intensité lumineuse, qui est indiquée en millicanaux. Une candela est une unité d'intensité lumineuse, et une candela est l'intensité lumineuse dans une direction donnée d'une source qui émet un rayonnement monochromatique avec une fréquence de 540 × 1012 Hz, dont l'intensité lumineuse dans cette direction est de 1/683 W/moy.

En d'autres termes, l'intensité lumineuse quantifie l'intensité du flux lumineux dans une certaine direction.Plus l'angle de diffusion est petit, plus l'intensité lumineuse de la LED est grande au même flux lumineux. Par exemple, les LED ultra-lumineuses ont une intensité lumineuse de 10 candelas ou plus.

Angle de diffusion des LED (angle de vue)

Cette caractéristique est souvent décrite dans la documentation LED comme "double thêta demi-brillance" et est mesurée en degrés (degrés-degrés-degrés). Le nom est juste cela, car la LED a généralement une lentille de focalisation et la luminosité n'est pas uniforme sur tout l'angle de diffusion.

En général, ce paramètre peut être compris entre 15 et 140°. Les LED SMD ont un angle plus large que celles au plomb. Par exemple, 120° pour une LED dans un boîtier SMD 3528 est normal.

Longueur d'onde dominante

Mesuré en nanomètres. Il caractérise la couleur de la lumière émise par la LED, qui dépend à son tour de la longueur d'onde et de la composition chimique du cristal semi-conducteur.

Le rayonnement infrarouge a une longueur d'onde supérieure à 760 nm, rouge — de 610 nm à 760 nm, jaune — de 570 à 590 nm, violet — de 400 à 450 nm, ultraviolet — moins de 400 nm. La lumière blanche est émise à l'aide de luminophores ultraviolets, violets ou bleus.

Température de couleur (CCT - Température de couleur)

Cette caractéristique est spécifiée dans la documentation pour les LED blanches et est mesurée en Kelvin (K). Blanc froid (environ 6000K), blanc chaud (environ 3000K), blanc (environ 4500K) - montre avec précision la nuance de la lumière blanche.

En fonction de la température de couleur, le rendu des couleurs sera différent et le blanc est perçu de différentes manières par une personne ayant des températures de couleur différentes. La lumière chaude est plus confortable, meilleure pour la maison, la lumière froide est plus adaptée aux espaces publics.

Efficacité lumineuse

Pour les LED utilisées aujourd'hui pour l'éclairage, cette caractéristique est de l'ordre de 100 lm/W. Des modèles puissants de sources lumineuses LED ont dépassé les lampes fluocompactes (CFL), atteignant 150 lm/W ou plus. Par rapport aux lampes à incandescence, les LED sont plus de 5 fois meilleures en efficacité lumineuse.

Fondamentalement, l'efficacité lumineuse indique numériquement l'efficacité d'une source lumineuse en termes de consommation d'énergie : combien de watts sont nécessaires pour produire une certaine quantité de lumière - combien de lumens sont des watts.

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