Существует несколько факторов, способствующих изменению номиналов светодиодов в милликанделах, и, что более важно, соответствие рейтинга mcd назначению:
Угол рассеивания / угол луча :
Это самый очевидный и довольно интуитивный интерфейс, как было указано в ответе пользователя 20264. Чем уже угол луча (насколько далеко от оси виден свет светодиода), тем больше сила света для данного светового потока: в основном, то же количество энергии проталкивается через больший или меньший телесный угол.
Перефразируя Википедию , источник света излучает одну канделу в заданном направлении, если он излучает монохроматический зеленый свет с частотой 540 ТГц (длина волны 555 нм, желто-зеленый), с интенсивностью излучения 1/683 Вт на стерадиан в указанном направлении .
( источник )
Вот почему светодиоды класса освещенности часто оцениваются в люменах, а не в мКд, поскольку MCD может вводить в заблуждение в зависимости от добавляемых элементов (линз, рассеивателей, отражателей), которые по определению будут изменять эффективный угол луча.
Практическое измерение « пиковой силы света »:
Хотя предполагается, что пиковая сила света измеряется как единая точка , значение по оси, глобального стандарта для геометрии и размера этого «точечного» датчика не существует:
Это 1 градус вокруг оси, 0,01 кв. Мм, квадратный фотодатчик с голыми пластинами / PIN-фотодиод, сенсор с круглой линзой (если да, какой диаметр линзы?), Угол полутета (да, некоторые научные статьи используют это как измерение область) или что-то еще целиком? Измеряется ли расстояние до датчика от поверхности пакета светодиодов, поверхности пластины или внутренней или внешней поверхности светодиодного объектива?
Вы найдете почти столько же ответов, сколько существует производителей, и, очевидно, что эта гибкость позволяет использовать «творческий учет», отдавая предпочтение одному типу светодиодов по сравнению с другим.
Геометрия линзы :
Конкретное оптическое устройство, используемое для светодиодной линзы, изменит распределение интенсивности света по углу луча освещения - можно получить очень интенсивный свет в центре луча и длинный хвост падения или даже равномерное распределение интенсивности между осью и максимальным углом обзора, как с оптикой камеры.
Это влияет на угол « полутета », угол, под которым интенсивность падает до половины от оси. В зависимости от линзы и, следовательно, кривой распределения интенсивности, половина тета-углов может быть небольшой долей угла пучка (лучи с интенсивным центром) или направляться к половине угла пучка или более.
Меньший угол полутета, то есть тощий высокий колокольчик с длинными хвостами, приводит к высоким значениям mcd на оси, но резкому снижению видимости с оси. Для большей дальности, например для инфракрасных пультов дистанционного управления, интерес представляет меньшая половина тета, в то время как для потребностей визуального индикатора / освещения большая полутета работает лучше даже при фиксированном угле луча.
Угол обзора :
Это тесно связано с двумя предыдущими моментами:
если полутета или углы луча узкие, значения МКД могут выглядеть очень высокими, но практическое использование светодиода в качестве индикатора само по себе под вопросом. Тем не менее, если используется световод, например, на некоторых индикаторных платах или для волоконной оптики, узкая полутета - это хорошая вещь .
Коэффициент передачи объектива
Это относится к конкретной длине волны света, излучаемой светодиодом:
Производители обычно стандартизируют один или очень небольшое количество материалов для конструкции линзового элемента своих светодиодов. Очевидно, что любой данный прозрачный материал будет иметь разные характеристики пропускания для разных длин волн света.
Таким образом, то, что может быть наилучшим материалом линзы для зеленого светодиода, вероятно, будет менее чем идеальным для красного.
Для белого это еще сложнее, потому что обычные «белые» светодиоды имеют слой люминофора иттрий-алюминиевого граната на кристалле нитрида галлия, излучающего темно-синюю спектральную линию. Комбинация естественных и фосфоресцентных спектральных линий требует компромиссов в передаче и фазе, поэтому комбинация не идеальна в передаче для каждой спектральной линии, в зависимости от природы оптического проекта.
Прозрачные светопрозрачные светодиоды v / s :
Молочные светодиоды делают характеристики mcd практически неактуальными, поскольку они предназначены для максимально равномерного рассеивания генерируемого света по поверхности светодиода - около 180 градусов ( или около 90 градусов? ) Под прямыми углами и наполовину. Тета-значения почти одинаковы, распространены и желательны.
Таким образом, молочный светодиод обычно будет иметь плохие значения mcd для той же химии и конструкции, что и «прозрачный» светодиод, а цветные прозрачные светодиоды будут находиться где-то посередине. Тем не менее, для целей индикации полупрозрачный светодиод, пожалуй, самый идеальный!
Длина волны излучаемого света. Как видно из определений интенсивности света, она отличается от интенсивности излучения, принимая во внимание воспринимаемую человеком воспринимаемую интенсивность рассматриваемого света. Характерно, что люди наиболее чувствительны к желто-зеленой части спектра, около 555 нм длины волны
( источник - Википедия, изображение с высоким разрешением здесь )
Таким образом, для заданного количества электрической энергии через светодиод интенсивность света будет широко варьироваться в зависимости от цвета светодиода и, конечно, падает до нуля для ультрафиолета и инфракрасного излучения, которые человеческое зрение не может воспринимать.
Химия светодиодного перехода :
Об этом было написано достаточно, в других ответах, а также в других местах в Интернете, поэтому просто краткое упоминание: химия определяет испускаемый цветовой спектр ( см. Предыдущий пункт ), а также эффективность преобразования света светодиода. Испускающий "аспект. Кроме того, незначительные вариации вызывают спектральные сдвиги, поэтому нет необходимости в двух номинально одинаковых химических составах . Таким образом, очевидно, что это определяет как световой поток, так и интенсивность.
Эффективность вафли / партии:
Несмотря на лучшие средства управления производственным процессом, производство светодиодов известно своими различиями в эффективности и выходных характеристиках между партиями пластин и даже внутри партии или одной пластины. Производители решают эту проблему с помощью процесса « биннинга » - в то время как белые светодиоды объединяются в сложный процесс, как по цвету, так и по светоотдаче, цветные светодиоды проходят по существу линейный процесс биннинга для светоотдачи. Различные уровни светоотдачи упаковываются как продукты с разным рейтингом.
В то время как авторитетные производители, как правило, выполняют искреннюю работу по сбору и публикации оценок для своих светодиодов, безымянные светодиоды печально известны широким изменением интенсивности в пределах заявленных характеристик таблицы, вплоть до соотношений 1: 3 в крайних случаях.
nb Некоторые производители, такие как Philips (линейка Luxeon), начинают требовать процесса без биннинга из-за современных усовершенствований в технологии производства.
Инкапсуляция светодиодов:
Хотя это в значительной степени освещалось в обсуждении конструкции линзы несколькими пунктами ранее, дополнительные факторы, такие как положение контактного вискера / проволочное соединение, оказывают существенное влияние на светоотдачу светодиодов. Проволочная связь создает окклюзию источника света, природа которого варьируется в зависимости от дизайна.
Очевидным ответом на это было бы то, почему бы не всегда спроектировать проволочные соединения так, чтобы они перекрывали как можно меньше? Это не сделано, потому что расположение проволоки, материал и толщина - это не только электрическая проводимость, но и тепловое рассеяние.
Некоторые конструкции нуждаются в лучшем охлаждении, поэтому выбирают усы, прикрепленные к приблизительной середине чипа, или даже несколько проводных соединений из свинцовой рамы. Другие конструкции на самом деле не заботятся об этом, поскольку потребляемая мощность слишком мала или подложка лучше спроектирована для отвода тепла.
Эти компромиссы определяют компромиссы окклюзии и, следовательно, фактическую измеренную силу света на оси луча светодиода.
Ориентация светодиодной подложки внутри упаковки
Этот фактор имеет мало отношения к большинству современных светодиодов, особенно к поверхностям SMD. Тем не менее, старые конструкции светодиодов, и, возможно, некоторые из них все еще находятся в производстве, иногда имели проблемы с ориентацией на поверхность излучения светодиодов. Проще говоря, фактическая светодиодная микросхема может или не может быть совершенно перпендикулярна оси пакета светодиодов.
Поэтому интуитивно понятно, что измеренная сила света вдоль оси будет варьироваться от элемента к элементу или между производственными циклами для таких светодиодов.
Фактическая мощность светодиода:
Несмотря на то, что номинальный ток светодиода обычно контролируется вашей схемой для соответствия спецификациям таблицы данных, номинальное и фактическое напряжение соединения при этом заданном токе будет неизменно отличаться как из-за производственных допусков, так и из-за ярлыков, указанных в спецификациях таблиц. Это означает, что фактическая мощность, преобразованная из электричества в свет, будет варьироваться в зависимости от P = V x Iконструкции каждого светодиода, каждого незначительного изменения легирования полупроводника и ряда других факторов. Частично это решается процессом биннинга, а частично таблицы данных для «разных моделей светодиодов», которые, как оказалось, представляют собой разные партии пластин, отражают результирующее изменение измеренной интенсивности.
Самое главное, маркетинг Mumbo-Jumbo :
Хотя этот фактор выдумки, пожалуй, наименее признан инженерным сообществом, несколько лет использования и рекомендации светодиодов для различных продуктов показали, что отдел маркетинга производителя оказывает очень сильное влияние на данные, показанные в рекламных материалах и таблицах данных. для данного светодиодного продукта. Это, вероятно, более заметно в светодиодной промышленности, чем в большинстве других отраслей полупроводников.
Если существует несколько различных способов измерения или представления каких-либо данных светодиодов, таких как сила света, и в отрасли существует несколько стандартов или руководств для любого такого параметра, вы можете быть уверены, что маркетинговые драйверы будут гарантировать, что разные продуктовые линейки или модели будут использовать различные измерения и методологии измерения даже внутри одного производителя, чтобы обеспечить наилучшее вращение для каждого светодиода.
В то время как более авторитетные производители могут просто использовать другое оборудование для измерения интенсивности как удобное, менее скрупулезные производители не уклоняются от прямой оценки своих публикаций о продукции.
Что делает это еще более забавным, так это то, что некоторые из наиболее авторитетных производителей также являются торговыми посредниками, то есть они поставляют свои не премиальные товарные линейки с тех же заводов, что и оптовые продавцы, поэтому единственное отличие - это брендинг на коробке или катушке, и, конечно, наценка от 100% до 300%. Сколько из этих торговых посредников на самом деле утвердит повторную проверку измерений и параметров, можно только догадываться.
