如何選擇高亮度LED并使其正常運作

現在的LED市場可說是非常火熱。隨著能源成本增加，以及對于氣候變遷的關注，各國政府和工業界開始推動高效率的照明解決方案。由于LED具有高效率及使用壽命長等特性，因此是極佳的解決方案。同時，LED技術正在經歷一段快速變化和創新的過程，將持續推出更明亮且更有效率的產品，但這將使得大多數的工程師難以跟上最新產品的步伐。幸好，協助選擇LED組件以及產品規劃設計的工具程序已經非常完善，這將使得工程師們在選擇適當的LED及LED驅動器更為容易。即使擁有了功能強大的設計工具，但是工程師們仍然需要了解會影響LED選擇的參數有哪些，才能真正發揮工具的最大效能。

如何選擇LED

第一個步驟是選擇LED的顏色。各種不同顏色的LED主要是因為不同的主波長以及紫外線到紅外線區間內可提供的波長。白光LED是針對其色溫與暖白光LED所設定，通常色溫為 2800K 到 3500K 范圍內，適合用于室內照明。與白光LED相比較，傳統的普通鎢絲燈泡色溫范圍約為 3000K。冷白光LED的色溫范圍則介于 6300K 到 7500K 的區域，而白光LED則是屬于從 3600K 到 6200K 的中間范圍。

LED亮度應為多亮？

光通量（以流明為單位）一般用于量測LED的亮度。這是在人類雙眼所能識別之光譜內所發出的光量總數。表1顯示一些典型光源的光通量值。

個別高亮度LED光通量值通常小于100 流明（雖然這個值正迅速攀升）。因此在大多數的應用中都會將LED組合成數組的形式，以達到更高的亮度。對于多個LED照明大多采用并聯串數組組合，并利用單一電流控制驅動器來驅動。但并聯的方式可能會因為LED的順向電壓和流經每個燈串內的電流不同，導致燈串產生不同的亮度。因此，最好使用串聯的LED，使亮度和色彩能夠保持一致。然而，串聯電壓會隨著使用較多的LED而提高，如此將影響到可使用的驅動器拓樸、降壓與升壓。由于LED發光具有方向性的特質，因此在不同的角度觀看時會呈現不同的亮度，在某個視角的條件下，我們所觀察到的亮度可能會降低至50%。在定向應用中，實際感受到的亮度會高于采用球形發光方式的點光源。換句話說，如果某些應用需要采用球形發光方式，則必須針對應用來設計相對應的數組，可以使用光學來擴散或聚焦光線。

照明組件的效率測量基準為發光效率，其單位為流明∕瓦。由于LED研發及設計的數量激增，使得具有 75 流明∕瓦發光效率值的組件快速增加，而市場上最近也開始出現具有 115 流明∕瓦的LED。用相同的標準來比較不同的光源的發光效率，鎢絲燈泡大約 17 流明∕瓦、省電燈泡大約為 60 流明∕瓦，以及低壓鈉路燈的 100 到 200 流明∕瓦。

電壓和電流

LED的順向電壓是LED制程的一個特點，一般而言，黃光∕橙光∕紅光 LED的順向電壓值范圍在 2-3V，而藍光∕綠光∕白光 LED的順向電壓值范圍在 3-4V。流過LED的電流控制了LED亮度，同時也會影響呈現的色彩，因此LED會在穩定電流模式下運作。高亮度LED通常會采用0.35A、0.7A、1.0A、1.4A 以上的電流。另外還需要考慮的是LED的尺寸和高度。所提供的產品必須具備散熱功能，這個功能將成為高電流應用的關鍵。當然，成本是另一個關鍵性的參數需要一并納入考慮。

選擇LED更容易

許多LED供貨商相繼推出線上選擇工具，使得LED的選擇變得更為容易。這些工具能夠逐一比對多種解決方案并提供圖形分析，這可以讓LED的設計工程師快速地取得最佳的解決方案。