如何测试用于照明的大功率LED

　　待测器件

　　大功率发光二极管（LED）用于发光标志、警告灯、装饰灯，以及手机和笔记本电脑的彩色背光。颜色包括红、蓝、黄、绿和白色。波长范围从蓝色的 470 nm 到红色的 636 nm。

　　挑战

　　作为工程评估的一部分，对数百批原型测量光线强度与色彩。寻找制造工艺在强度和色彩上的一致性。改变测量技术以适应大功率器件。完成对器件的统计分析，以确定器件输出的差异。

　　工具

　　● Instek：电源。www.instek.com。
　　● Labsphere：LED 累计球。www.labsphere.com。
　　● Photo Research：分光辐射计。www.photoresearch.com。
　　● Wei Min Industrial：LED测试仪。www.weimin.com.tw。

　　项目说明

　　LED 具备了用作指示灯的足够亮度，现在 LED 用于手机和笔记本电脑屏幕的照明，而且还出现在各种标志应用中。Lumex（伊利诺州Palatine，www.lumex.com）创始人兼技术专家 Harold V. Anagnos 称：“大功率 LED 推动 LED 制造商进入了光源领域。”Anagnos 预言，大功率 LED 将成为很多应用中的主流，如汽车前灯和室内照明。“20 年后，悬挂在天花板上的吊灯都将采用 LED。”

　　每个大功率 LED 设计都需要在实验室测量很多参数，其中最重要的是主波长、峰值波长、光通量和色度（色彩品质）。由于有更高的功率，工程师们必须采用与普通指示灯 LED 不同的测量技术。大功率 LED 可以很容易使一台分光辐射计过载，而测量用于指示灯的 LED 时不会出现这种问题。

　　为了解决这个问题，Lumex 工程师采用了一种 4 英寸直径的金属球，其内部可以反射光源的 98% 光线。该金属球不仅能阻止外部光线干扰测量，而且还能通过其光孔，只允许少部分 LED 光线射出并到达分光辐射计。这样就减少了到达仪器的光量，因此解决了过强光线使仪器溢出的问题。

　　待测 LED 位于球的几何中心点（见图）。一端装有分光辐射计传感器，它有一个与球内部反射率相等的档板。在使用该球以前，工程师必须使大功率 LED 工作在低正向电流（IF）下，以避免使分光辐射计传感器溢出。

　　利用分光辐射计提供的分析软件，工程师们可以计算出一个固定输入电流下光线色彩和强度参数的平均值和标准偏差，从而确定 LED 的特性。他们也可以用 LED测试仪作一些电气测量，如正向电压（VF）、反向击穿电压（VZ）、泄漏电流（IR）、两种IF等级之间 VF 值之差（VDF），以及瞬态 VF 误差（VFD）。

　　获得的经验

　　由于大功率 LED 通常用于照明，色彩与强度的一致性要比指示灯应用更加重要。Anagnos 说：“色彩测量对黄色和绿色尤其重要，因为我们的眼睛可以感觉到彩色波长中不到1nm 的差异。”他最后说：“客户将用目视方式检查一致性，而不是进行测量。”

更多信息
● Basics of Spectral Measurement, JETI Technische Instrumente, May 2005. www.jeti.com/down/basics/basics.pdf.
● “A Guide to Integrating Sphere Theory and Applications,” Labsphere. www.labsphere.com.