如何測試用于照明的大功率LED

　　待測器件

　　大功率發光二極管（LED）用于發光標志、警告燈、裝飾燈，以及手機和筆記本電腦的彩色背光。顏色包括紅、藍、黃、綠和白色。波長范圍從藍色的 470 nm 到紅色的 636 nm。

　　挑戰

　　作為工程評估的一部分，對數百批原型測量光線強度與色彩。尋找制造工藝在強度和色彩上的一致性。改變測量技術以適應大功率器件。完成對器件的統計分析，以確定器件輸出的差異。

　　工具

　　● Instek：電源。www.instek.com。
　　● Labsphere：LED 累計球。www.labsphere.com。
　　● Photo Research：分光輻射計。www.photoresearch.com。
　　● Wei Min Industrial：LED 測試儀。www.weimin.com.tw。

　　項目說明

　　LED 具備了用作指示燈的足夠亮度，現在 LED 用于手機和筆記本電腦屏幕的照明，而且還出現在各種標志應用中。Lumex（伊利諾州Palatine，www.lumex.com）創始人兼技術專家 Harold V. Anagnos 稱：“大功率 LED 推動 LED 制造商進入了光源領域。”Anagnos 預言，大功率 LED 將成為很多應用中的主流，如汽車前燈和室內照明。“20 年后，懸掛在天花板上的吊燈都將采用 LED。”

　　每個大功率 LED 設計都需要在實驗室測量很多參數，其中最重要的是主波長、峰值波長、光通量和色度（色彩品質）。由于有更高的功率，工程師們必須采用與普通指示燈 LED 不同的測量技術。大功率 LED 可以很容易使一臺分光輻射計過載，而測量用于指示燈的 LED 時不會出現這種問題。

　　為了解決這個問題，Lumex 工程師采用了一種 4 英寸直徑的金屬球，其內部可以反射光源的 98% 光線。該金屬球不僅能阻止外部光線干擾測量，而且還能通過其光孔，只允許少部分 LED 光線射出并到達分光輻射計。這樣就減少了到達儀器的光量，因此解決了過強光線使儀器溢出的問題。

　　待測 LED 位于球的幾何中心點（見圖）。一端裝有分光輻射計傳感器，它有一個與球內部反射率相等的檔板。在使用該球以前，工程師必須使大功率 LED 工作在低正向電流（IF）下，以避免使分光輻射計傳感器溢出。

　　利用分光輻射計提供的分析軟件，工程師們可以計算出一個固定輸入電流下光線色彩和強度參數的平均值和標準偏差，從而確定 LED 的特性。他們也可以用 LED 測試儀作一些電氣測量，如正向電壓（VF）、反向擊穿電壓（VZ）、泄漏電流（IR）、兩種IF等級之間 VF 值之差（VDF），以及瞬態 VF 誤差（VFD）。

　　獲得的經驗

　　由于大功率 LED 通常用于照明，色彩與強度的一致性要比指示燈應用更加重要。Anagnos 說：“色彩測量對黃色和綠色尤其重要，因為我們的眼睛可以感覺到彩色波長中不到1nm 的差異。”他最后說：“客戶將用目視方式檢查一致性，而不是進行測量。”

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.