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    色溫介紹

    光源的色溫定義為與此光源發出相似的光的黑體輻射體的開爾文溫度。色溫在攝影、錄影、出版等領域具有重要意義。由定義,只有光源發出的光和某些黑體輻射的光接近時,色溫才有定義。也就是,紅-橙-黃-白-淺藍這些顏色。談論其他顏色,如綠色、紫色的色溫是沒有意義的。由於白天的自然光源屬於較高的色溫,而到了黃昏的自然光源屬於低色溫,因此人類的大腦在高色溫照明下會比較有精神,而在低色溫照明下則會認為該睡了;照明色溫宜依照時間調整高低。 以上內容皆取自維基百科
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    LED亮度控制

    要改變LED的亮度有兩種方式:直接改變流過LED的電流,或以快速開關LED以達至改變LED的平均功耗。要設定LED亮度,最直接的方法就是設定LED的電流,LED亮度與電流並不成線性關係,要知道什麼的電流值才可以達到預期的光度,可以參考生產商資料提供有關電流與光度關係的資料,又或以可變電流源推動LED下找出合適電流值。但LED亮度與電流並不成線性關係,若在使用中須要調變亮度,以線性電路產生所需控制訊號的改變較難達至預期相對應的光度變化。D是占空比,D=0%時LED全閉,D=100%時LED全導通,改變占空比可任意調變LED光度另一改變LED亮度的方法是快速開關LED,以脈衝寬度調製(Pulsewidthmodulation-PWM),在每個重複的開關週期內,改變導通與關閉的時間比例(也即是占空比),改變流經LED的平均電流(平均功耗),從而控制LED的光度,由於LED導通時工作在較大電流,偏壓比連續導通高,因此消耗在控制元件上的功耗較少,效率略高。只要閃爍頻率高於人眼的視覺暫留,LED看起來就象連續發光一樣。而只要改變占空比,LED的亮度就能在使用中調變。在白色LED使用脈衝寬度調製控制LED亮度有另一好處,白色LED的色溫隨電流強弱而轉變,在脈衝寬度調製控制下,導通電流在不同光度下都不變,因此能在不同亮度保持色溫不變。  以上內容皆取自維基百科
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    LED驅動電路

    在電子學領域裡,LED驅動電路(LEDcircuit,又譯發光二極體電路),為發光二極體燈具的核心器件,是一個用來使發光二極體(LED)發亮的電路。隨著全球倡導綠色照明以及節能的迫切需求。越來越多的照明產品進入到發光二極體光源的時代。而作為發光二極體燈具的核心器件,LED驅動晶片扮演著越來越重要的角色。推動LED時,其最終目的都是要控制流經LED的電流以達到或貼近原有設計要求的數值,並使其穩定而不受或減少被電源電壓、溫度、順向偏壓差異等因素影響,從而得到所需光度、防止LED壽命減短或被損壞。LED工作於直流電,其順向偏壓與電流成指數關係,因此極細小的電壓變化也會使其電流、光度有很大變化,嚴重的更會因為功耗過高而永久損壞。目前發光二極體驅動晶片按類型可分為:恆壓式驅動晶片、恆流式驅動晶片以及脈衝式驅動晶片。其中恆壓式驅動晶片一般就是我們常見的DC/DC升壓晶片居多。這種方案的優點是晶片成本便宜沒有複雜的外圍電路。但只能恆定電壓驅動LED就會造成驅動輸出時電路電流的不可控。無法保證LED亮度的一致性。恆流式驅動晶片則解決了之前恆壓式驅動的電流不可控問題。目前比較好的恆流晶片可以做到1%左右的恆流精度,而且有簡易的外圍控制接口可靈活設置所需輸出的電流大小所以倍受歡迎。但是這類晶片價格比恆壓晶片價格高許多且外圍電路複雜。同時因為恆定輸出電流所以整個晶片的在電池作為供電的時候放電會比較快。目前脈衝式驅動晶片是以高頻率的脈衝發生器輸出接口向LED燈供電。因為是脈衝信號頻率很高所以人眼根本無法感覺出LED的頻閃,所以這個方式即符合了視覺需要又在一方面有效節約了電能輸出。而且這類型晶片的工作頻率一般可由外部接口控制。但是目前該類型晶片震盪頻率一般在100KHz~500KHz範圍。所以目前的驅動能力僅僅適合小功率應用。但是相信在不久的將來會提升到大功率LED驅動的場合。 以上內容皆取自維基百科
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    LED光衰

    最常見的發光二極體(和鐳射二極體)的失效是逐漸降低光輸出和效率損失。然而,瞬間的失效也是有可能會發生。晶核成長過程中的差排可能導致光輻射在差排的結合形成使得活性區域衰減的機制;意味著晶格中有存在缺陷,並可以經由熱、高的電流密度及光的放射來加速其發生。砷化鎵及砷化鋁鎵相較於砷磷化鎵、砷磷化銦鎵及磷化銦是比較容易受這個機制所影響,基於活性區域的不同性質,氮化鎵及氮化銦鎵則對這類的缺陷更為敏感,不管怎樣,高的電流密度可以導致原子的遷移電子跳離活性區域引出差排和點缺陷,看起來像是非光輻射的結合來產生熱而非光,電離輻射同樣的也會造成這樣的缺陷,使得LED存在輻射電路局限的問題(例如在光絕緣體中),早期的紅光因而有顯著的短壽命情況。白光LED通常使用一或多種的螢光粉,螢光粉會受到熱跟壽命的影響而衰減並降低效率,導致產出的光色改變。高的電子流在高的溫度下會使得金屬原子從電極擴散至活性區域,有些材料,尤其是氧化銦錫和銀就容易有電子遷移的情形;有些狀況,尤其是GaN/InGaN的二極體,阻擋層金屬被使用來阻礙電子的遷移,機械的應力、高的電流和腐蝕性的環境可能會使得細小的連結發生導致短路的情形。高功率LED對電流的擁擠敏感,不均勻的電流密度分布在接合點(junction)上,可能會產生局部的熱點,存在熱燒毀的風險,基板的不均勻導致熱傳導損失,使得問題變得更嚴重,常見的是來自於焊接材料的孔洞或是電子遷移效應和Kirkendall空洞,熱燒毀是LED常見的失效。當光的輸出超出了臨界水準而導致琢面(facet)燒熔時,雷射二極體可能會有激烈的光學損壞。有些塑膠封裝的材質會因為熱的緣故而變黃,導致局部波長的光被吸收而影響波長。突然間的失效常常是因為熱應力所致,當環氧樹脂的封裝達到玻璃轉移溫度時,樹脂會很快速的膨脹,在半導體和焊點接觸的位置產生機械應力來弱化或扯斷它,而在非常低的溫度時則會讓封裝產生裂痕。靜電的放電也可能產生半導體接合點(junction)立即的失效,特性的永久漂移及潛在的損壞都會導致衰減的速率增加,接合在藍寶石基板上的發光二極體及雷射,對ESD的損害更為敏感。以上內容皆取自維基百科
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    推動LED

     LED的偏壓與順向電流成對數相關,若以固定電壓源推動的話,電源電壓的輕微差異、LED偏壓因生產工藝的離散性,都會使電流有較大的變化,由於LED的光度與電流有較直接關係,電流變化會導致LED的亮度偏離想定值,電流若超出安全值的話會因功耗過大而使LED永久損壞(二極體的整個工作區電壓基本不變,功耗大致與電流成正比)。因此,應用時應使LED工作在固定的電流,這樣才可達至預期的亮度,及確保LED不會因電流過大、功耗超出負荷而損壞。因此,在推動LED時有下列事項要注意:務必使LED工作在預想的固定電流值或功耗,已達致想定亮度與功耗,及避免損壞LED。這多以恆流源達成,用一個電壓源串連一個限流電阻即可成一恆流源,但精確度不高。以線性線路造出的恆流源精度可以相當高,但同樣有效率低(功耗高)的缺點。開關式可以有極高的精度同效率,但要注意燥聲問,而且成本高很多。串聯LED可以使各LED得到相同電流,亮度會較為一致。並聯LED會使各LED電壓相同,但由於品控問題,同一電壓下,即使是同一批次的相同型號,各LED電流會有輕微差異,亮度一致性較差。 要知道什麼的電流值才可以達到預期的光度,可以參考生產商資料提供有關電流與光度關係的資料。要控制LED的亮度,又想提升效率、減少耗電,卻不想使用價格較高的開關式電源的話,可以使用脈衝寬度調變(Pulsewidthmodulation-PWM)推動LED,通過控制不停重複的每一個時段內導通時間與關閉時間的比例,也就是占空比,可以改變流經LED的平均電流,從而控制LED的光度,由於控元件沒有半導通的狀態,控制元件內的電壓降相當少,因而效率較高,只要閃爍頻率高於人眼的視覺暫留,LED看起來就象連續發光一樣。 白色LED使用脈衝寬度調變控制LED光度的方法有另一好處,白色LED的色溫隨電流強弱而轉變,在脈衝寬度調變控制下,導通電流在不同光度下都不變,因此可以在不同光度保持色溫不變,這在視頻播放設備中,應用LED作背光的情況特別重要。 許多LED額定的逆向崩潰電壓值一般比較低,因此加上幾伏特的逆向電壓就可能損壞。如果需要以超過逆向崩潰電壓的交流電供電的話,可以用反並聯一個二極體(或另一個LED)的方法進行保護。有的LED在出廠時內部就已經集成了串連電阻。這樣可以節省印刷線路板的空間,然而由於串連電阻值在出廠時就已經確定,使得LED的一種主要的集成設置方法無法應用。雙色LED單元包含兩個二極體,極性相反(即兩個二極體是反並聯的),顏色不同(典型是紅色和綠色),可以顯示兩種顏色,或者透過調整兩個二極體導通時間的比例來實現各種混合顏色。另一些LED單元裡的兩個或多個不同顏色的二極體是共陽極或共陰極架構,這樣無須改變極性就可以產生多種顏色的光。以上內容皆取自維基百科