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手电的灵魂——“发光体”

 磐石9886 2016-05-22

小编说

上一期的《我的爱好我做主,手电达人聊手电》为大家简单介绍了手电的材质、加工工艺以及如何选购,许多读者给我们留言大呼不过瘾。今天手电达人又来啦!下面我们就一起聊一聊手电的核心部件——“发光体”。

“发光体”可以说是手电中最核心的部件,也可称其为手电的“灵魂”了,现在的手电主要也是通过发光体来进行区分的。白炽灯发光效率太低, HID(氙气灯)要采用安定器,启动时需要预热,体积过于庞大。现在受关注程度最高,也是最被人津津乐道的就是基于LED发光方式的手电,这也是未来照明领域的发展方向。本期小编主要讨论的就是LED手电。

讲到发光体,首先要讲的就是其最重要的参数——发光效率。对我们来讲,发光效率当然是越高越好,发光效率越高,价格也就越昂贵。一般发光体的生产厂商都会标注发光体的发光效率等级,我们选择手电时,在考虑价格的因素后,考虑手电的发光效率自然是越高越好了。目前市场上普遍接受CREE公司的LED发光效率分类方式,CREE公司发光效率的等级区分是按照N3、N4、 P2、P3、P4、Q2、Q3、Q4、Q5、R2编号依次升高。

对生产出来的LED根据发光效率进行分类,就引入了从N3一直到R2的各种级别,这些级别本身也是有着一定的区间的,比如同样都是Q5级别,也有发光效率高低之分。相近级别的LED不凭借专业的器材很难区别出来。

除了发光效率还有一个重要的参数就是光色。由于白光LED的发光原理是混合为白光的,从光谱上来看,白光LED的光谱比自然光的光谱要少很多,而这样的问题在实际的应用当中就是显色性(显色性是指对物体色彩的还原能力)方面的问题了。而就现在LED科技发展的程度来讲,还没有能够完整形成自然光、白光的完整光谱的LED发光体。由于LED核心发出的是蓝色光,波长较短,色温较高,所以穿透能力较差。

LED在照明应用方面的穿透能力几乎是一个永远的弊端,也几乎是其永远无法完全代替白炽灯的原因所在。CREE公司为了解决这样的问题,推出了暖白、自然白等光色的LED,这种LED的加工工艺有所改变,荧光粉有所改变,最终的结果就是这种LED所发出来的光比较“黄”,有些类似白炽灯泡的效果。下面是在光色上有较大选择的CREE公司的各种光色图,显示的颜色即为实际发出光的颜色。

除了上述这些,封装也是不可小觑的重要一环,也可以说封装决定了LED的一次光学结构,也就是说LED所发射出来的光线通过封装的一次光学光路已经发生了改变。不光如此,封装体积也同样影响着发光效果,体积越小,发出的光线就接近点光源,相对来说二次光学元件就更加容易做,光斑就更加完美。如Lumileds发布的名为Rebel的LED,其发光体的体积就非常小。

但也不能笼统的认为LED封装越小就越好,对于大功率LED,散热的好坏是影响LED可靠性的一个重要因素,体积大些的封装在散热上有优势。

作为LED未来的发展,人们最关心的就是亮度了,而作为亮度衡量的参数就是光通量,我为大家总结了提高光通量几种方式。

1

提高发光效率

发光效率的提高极限是100%,而越接近极限,提高就越困难。虽然会有缓慢的提高,但毕竟这种发展总是有限度的。

2

增加LED的强壮性

增加 LED 的强壮性,从而提高核心的最大功率,如Lumileds K2那款LED一样,能够耐受 2A 电流,为双引脚的结构。

3

多核LED

把多个核心集合在一个封装里面,从而提高单个封装的功率和光通量,但是这样就会增加封装的面积,具体的产品如SSC公司的P7 LED和CREE的MC-E LED等。多核心LED如下图所示,我们可以看到都是由4个核心组成“田”字的封装的。

4

采用多个LED

也就是俗称的多头LED。当然还有一种比较折中的方案,是一个主要的大功率LED配合其他的几个功率稍微小点的LED作辅助照明用。这种方式最典型的代表就是美国手电大师Mcgizmo所设计的Lunasol27和Lunasol20手电。

后,咱们来说一下如何选购LED核心,其实需要考虑的因素并不多,小编的观点是:LED作为手电关键的核心部件,能够有好的选择尽量要选择好一些的,因为它相比整个手电的价格来说,并不是特别贵(跟以前的Lumileds时代比可是要便宜得多了)。我们在选择上主要比较的是光色,毕竟发光效率方面没有什么好比较的,厂家都已经给出非常具体的参数了,参数自然是越高越好了。

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