Esistono diversi fattori che contribuiscono a variare i rating millicandela dei LED e, soprattutto, la pertinenza del rating mcd per lo scopo previsto:
Angolo di dispersione / angolo del fascio :
Questo è il più ovvio e abbastanza intuitivo come è stato sottolineato nella risposta di user20264. Più stretto è l'angolo del fascio (quanto lontano è visibile la luce del LED) maggiore è l'intensità luminosa per un dato flusso luminoso: Fondamentalmente la stessa quantità di energia viene spinta attraverso un angolo solido maggiore o minore.
Parafrasando Wikipedia , una sorgente luminosa emette una candela in una data direzione se emette luce verde monocromatica con una frequenza di 540 THz (lunghezza d'onda di 555 nm, giallo-verde), con un'intensità radiante di 1/683 watt per steradiana in detta direzione .
( fonte )
Questo è il motivo per cui i LED di grado di illuminazione sono spesso classificati in lumen piuttosto che in mCd, poiché l'MCD può essere abbastanza fuorviante a seconda degli elementi aggiunti (lenti, diffusori, riflettori) che cambiano l'angolo effettivo del fascio, per definizione.
Misura pratica dell '" intensità luminosa di picco ":
Sebbene si supponga che l'intensità luminosa di picco sia misurata come un singolo punto , valore sull'asse, non esiste uno standard globale per la geometria e le dimensioni di questo sensore "punto":
È di 1 grado attorno all'asse, 0,01 mm2, fotosensore quadrato wafer nudo / fotodiodo PIN, sensore a lenti circolari (se sì, quale diametro obiettivo?), Angolo mezzo theta (sì, alcuni documenti scientifici lo usano come misura area) o qualcos'altro interamente? La distanza dal sensore è misurata dalla superficie del pacchetto LED, dalla superficie del wafer o dalla superficie interna o esterna dell'obiettivo LED?
Troverai quasi tante risposte quanti sono i produttori e, chiaramente, mantenere questa flessibilità consente una certa "contabilità creativa", per favorire un tipo di LED rispetto a un altro.
Geometria dell'obiettivo :
La disposizione ottica specifica utilizzata per l'obiettivo a LED cambierà la distribuzione dell'intensità della luce attraverso l'angolo del fascio di illuminazione - Si può ottenere una luce molto intensa al centro del raggio e una lunga coda di caduta, o una distribuzione abbastanza uniforme dell'intensità tra l'asse e l'angolo massimo visibile, proprio come con l'ottica della fotocamera.
Questo ha un impatto sull'angolo " mezzo theta ", l'angolo a cui l'intensità diminuisce della metà rispetto all'asse. A seconda dell'obiettivo e quindi della curva di distribuzione dell'intensità, gli angoli di mezzo theta possono essere una piccola frazione dell'angolo del fascio (raggi di intensità centrale), o dirigersi verso metà dell'angolo del fascio o più.
Un angolo half-theta più piccolo, ovvero una curva a campana alta e magra con code lunghe, si traduce in valori mcd elevati sull'asse, ma forte calo della visibilità fuori dall'asse. Per una portata maggiore, come per i telecomandi a infrarossi, è interessante un mezzo theta più piccolo, mentre per esigenze di indicatore visivo / illuminazione, un mezzo theta maggiore funziona meglio, anche per un angolo del fascio fisso.
Angolo di vista :
Ciò è strettamente correlato ai due punti precedenti:
se gli angoli di mezzo theta o del fascio sono stretti, le figure dell'affissione a cristalli liquidi possono sembrare molto alte, ma l'utilizzabilità pratica del LED come indicatore da solo è discutibile. Tuttavia, se viene utilizzato un tubo di luce, ad esempio su alcuni pannelli indicatori o per le fibre ottiche, una mezza theta stretta è una buona cosa .
Coefficiente di trasmissione dell'obiettivo
Ciò si riferisce alla lunghezza d'onda della luce specifica emessa da un LED:
I produttori in genere si standardizzano su uno o un numero molto piccolo di materiali per la progettazione dell'elemento obiettivo dei loro LED. Evidentemente, qualsiasi materiale trasparente dato avrà diverse caratteristiche di trasmissione per diverse lunghezze d'onda della luce.
Pertanto, quale potrebbe essere il miglior materiale per lenti possibile per un LED verde sarebbe probabilmente meno che ideale per il rosso.
Per il bianco, questo è ancora più complesso, perché i comuni LED "bianchi" hanno uno strato di fosforo di granato di ittrio e alluminio su un chip di nitruro di gallio che emette una linea spettrale blu intenso. La combinazione delle linee spettrali naturali e di fosforescenza richiede compromessi nella trasmissione e nella fase, quindi la combinazione è tutt'altro che ideale nella trasmissione per ciascuna linea spettrale, per la natura del design ottico.
Chiari LED traslucidi v / s :
I LED lattiginosi rendono praticamente irrilevanti le classificazioni degli mcd, poiché sono progettate per disperdere la luce generata il più uniformemente possibile sulla superficie del LED - quasi 180 gradi ( o dovrebbe essere, vicino a 90 gradi? ) Angoli solidi e metà- i valori di theta sono quasi uguali, sono comuni e desiderabili.
Pertanto, un LED lattiginoso avrà in genere valori mcd scadenti per la stessa chimica e costruzione di un LED "water-clear" e LED trasparenti colorati si troveranno da qualche parte nel mezzo. Tuttavia, a scopo indicativo, un LED traslucido è forse il più ideale!
Lunghezza d' onda della luce emessa Come si potrebbe vedere dalle definizioni di intensità luminosa, questa differisce dall'intensità radiante nel prendere in considerazione l'intensità percepita dalla visione umana della luce in questione. Gli esseri umani sono caratteristicamente più sensibili alla porzione giallo-verde dello spettro, con una lunghezza d'onda di circa 555 nanometri:
(La fonte è Wikipedia, immagine ad alta risoluzione qui )
Pertanto, per una determinata quantità di energia elettrica attraverso un LED, l'intensità luminosa varierebbe ampiamente con il colore del LED e, naturalmente, scenderà a zero per ultravioletti e infrarossi, che la visione umana non può percepire.
Chimica della giunzione LED :
È stato scritto abbastanza su questo, in altre risposte e altrove sul web, quindi solo una breve menzione: la chimica determina lo spettro di colori emesso ( vedi punto precedente ), nonché l'efficienza di conversione, della "Luce" di un LED Emissione dell'aspetto. Inoltre, variazioni minori causano spostamenti spettrali, quindi non è necessario che due chimici nominalmente identici . Sta quindi affermando l'ovvio che ciò determina sia il flusso luminoso che l'intensità.
Efficienza di wafer / batch:
Nonostante i migliori controlli del processo di produzione, la produzione di LED è nota per la sua variazione di efficienza e caratteristiche di uscita tra lotti di wafer e persino all'interno di un lotto o di un singolo wafer. I produttori affrontano questo problema mediante un processo di " binning ": mentre i LED bianchi sono integrati da un processo complesso, sia per colore che per emissione luminosa, i LED a colori passano attraverso un processo di binning essenzialmente lineare per l'emissione luminosa. Diversi livelli di emissione luminosa vengono quindi confezionati come prodotti con rating diverso.
Mentre i produttori rinomati in genere svolgono un lavoro sincero di binning e classificazione pubblicata per i loro LED, i LED senza nome sono famosi per un'ampia variazione di intensità all'interno di una valutazione del foglio dati dichiarata, fino a rapporti 1: 3 in casi estremi.
nb Alcuni produttori come Philips (gamma Luxeon) stanno iniziando a richiedere un processo privo di binning , a causa dei moderni miglioramenti nella tecnica di produzione.
Incapsulamento del LED:
Mentre questo è ampiamente trattato nella discussione sulla progettazione dell'obiettivo alcuni punti in precedenza, ulteriori fattori come la posizione del contatto baffo / legame del filo hanno un impatto significativo sull'emissione di luce a LED. Il legame del filo crea l'occlusione della sorgente luminosa, la cui natura varia tra i disegni.
Una risposta ovvia a questo sarebbe: perché non progettare sempre i legami del filo in modo da occludere il meno possibile? Ciò non avviene perché il posizionamento, il materiale e lo spessore del legame del filo non riguardano solo la conduzione elettrica, ma anche la dissipazione termica.
Alcuni progetti richiedono un migliore raffreddamento, quindi si opta per un baffo attaccato al centro approssimativo del chip, o anche per più legami di filo da un telaio di piombo. Altri progetti non si preoccupano davvero di questo, la potenza in questione è troppo bassa o il substrato è progettato meglio per il prelievo termico.
Questi compromessi determinano i compromessi di occlusione e quindi l'intensità luminosa misurata effettiva sull'asse del raggio del LED.
Orientamento del substrato LED all'interno della confezione
Questo fattore ha poca rilevanza per la maggior parte dei LED moderni, in particolare le parti SMD. Tuttavia, i progetti LED più vecchi, e forse alcuni ancora in produzione, a volte presentavano problemi di tolleranza all'orientamento sulla superficie di emissione dei LED. In parole povere, il chip LED effettivo può o meno essere perfettamente perpendicolare all'asse del pacchetto LED.
È intuitivo quindi che l'intensità luminosa misurata lungo l'asse varierebbe da pezzo a pezzo, o tra cicli di produzione, per tali LED.
Potenza effettiva del LED:
Mentre la corrente nominale di un LED è generalmente controllata dal circuito per soddisfare le specifiche del foglio dati, le tensioni di giunzione nominali e effettive a quella corrente impostata differiranno invariabilmente, sia a causa delle tolleranze di fabbricazione, sia a causa delle scorciatoie prese nelle specifiche del foglio dati. Ciò significa che la potenza effettiva convertita dall'elettricità alla luce varierà secondo P = V x I, per ogni progetto di LED, per ogni piccola variazione nel doping dei semiconduttori e per una varietà di altri fattori. Parte di questo è affrontata dal processo di binning, e in parte i fogli dati per "diversi modelli di LED" che sono solo diversi lotti di wafer, riflettono la risultante variazione dell'intensità misurata.
Più importante, marketing mumbo-jumbo :
Mentre questo fattore di fondente è forse il meno riconosciuto dalla comunità ingegneristica, diversi anni di utilizzo e raccomandazione di LED per vari prodotti hanno dimostrato che il reparto marketing di un produttore ha un'influenza molto forte sui dati mostrati in materiali promozionali e schede tecniche per un determinato prodotto LED. Questo è probabilmente più pronunciato nel settore dei LED rispetto alla maggior parte degli altri settori dei semiconduttori.
Se esistono diversi modi per misurare o rappresentare qualsiasi dato LED, come l'intensità luminosa, e nel settore esistono diversi standard o linee guida per tali parametri, si può essere certi che i driver di marketing garantiranno che diverse linee di prodotti o i modelli useranno misure e metodologie di misurazione diverse, anche all'interno di un singolo produttore, in modo da mettere la migliore rotazione possibile su ogni LED.
Mentre i produttori più affidabili possono attenersi al semplice utilizzo di diverse apparecchiature di misurazione dell'intensità nel modo più conveniente, quelli meno scrupolosi non evitano la totale prevaricazione delle pubblicazioni dei loro prodotti.
Ciò che rende questo più divertente è che alcuni dei produttori più rinomati sono anche rivenditori, ovvero acquistano le loro linee di prodotti non premium dalle stesse fabbriche dei grossisti, quindi l'unica differenza è il marchio sulla scatola o sulla bobina, e ovviamente il mark-up del valore del marchio dal 100% al 300%. Quanti di questi rivenditori si preoccupano effettivamente di riconvalidare le misurazioni e i parametri, è la supposizione di chiunque.
