如何选购LED植物灯灯珠——②LED技术参数

编辑 紫雨 | 原创 许东

导 读

LED的发展要归功于，1993年日本日亚公司实现了蓝光芯片的量产，蓝光LED的出现，开拓了人类照明新的领域，随着LED的技术发展，在农业种植应用的LED植物灯也引发了创新时代，LED植物灯的品质和LED灯珠有着密切的关系，那么如何选购好的LED灯珠便成了重中之重，以下文章便从各个方面具体分析，帮助大家更清晰深入的了解LED，从而选到适合本企业产品的LED植物灯灯珠。

上一篇我们介绍了LED的生产流程，但是在生产工艺过程中，同一批原材料在生产过程由于各种原因导致封装后的成品都会有不同的质量，单纯从外观与工艺无法全面辨别，需要测量技术支持，对于植物灯的应用，需要按照植物灯光谱参数指标进行选购。

植物灯是光谱技术参数化的产品，植物灯用的灯珠与照明用灯珠在参数表述上有很大不同，目前的LED封装企业提供的灯珠参数无法适合植物灯的设计参数要求，这个问题的产生是由于植物灯光谱测试技术与植物灯光谱标注参数的特殊性造成的。

植物灯制造企业在选购灯珠时，需要把灯珠的照明参数转化到植物灯灯珠的光谱参数，这个参数转化过程我们称为植物灯灯珠的光谱参数化，植物灯产品的设计必须使用参数化的灯珠参数，否则设计指标没有依据实现。

灯珠的参数化后表达就很直观，如：

QE1.042/645nm/3.28V/60mA/2835

技术产品许多是参数化产品，如电脑用的显卡，其表述参数就代表显卡性能与价格。

下面是LED光源光谱参数化的样式

植物灯光谱参数化的主要参数

1

辐射功率

LED灯珠的辐射功率是决定植物灯产品性能的主要指标，辐射功率越大，灯珠的PPF值越高，做出来的植物灯辐射性能越好。

灯珠的辐射功率与芯片面积有关，芯片面积用芯片的长与宽相乘得出，芯片面积越大，辐射功率越高。

LED灯珠的辐射功率是由芯片辐射功率等级与价格决定，芯片辐射功率越大，价格越贵。

以厦门三安的芯片为例，S-23BBMUP-C******* ，芯片尺寸为23X10mil，这个芯有4个辐射功率等级（@20mA）。

D24与D27的辐射功率相差8mW，也就是说，相同尺寸的芯片，做出灯珠的PPF值不同，采购时需要了解芯片的辐射功率等级。

2

耗电功率

LED灯珠是按照电流规格大小划分功率等级的，电流的规格越大，芯片承受的功率越高，但芯片的发热量也越大。

不同电流规格的芯片被封装成不同的尺寸规格，如：2835,5730,3030等，对不同封装规格的选用是依据植物灯结构设计要求，通常，小功率的芯片效率高且发热量小。

3

辐射效率

灯珠的辐射效率=辐射功率/耗电功率*100%，辐射效率值小于100%。

辐射效率表达的是每耗一瓦电所产生的辐射功率占比，辐射效率越大越好。

辐射效率受到半导体材料生产技术的限制，也受到封装技术与散热技术的限制，影响辐射效率的主要原因有：

一

芯片制造品质的影响

不同的生产设备与芯片技术影响芯片的辐射效率，选择品牌芯片厂家是有效的方法。

二

支架材质

目前市场上有铝支架、黄铜支架、紫铜支架等，铝支架最便宜，紫铜支架最贵，即便是紫铜支架，镀银品质也有高低之分；封装材料还包括各种固定和填充的胶的品质。

白光与稀土工艺的灯珠品质还受荧光粉的品质影响，高品质的荧光粉光衰低；白光的荧光粉主要分铝酸盐和硅酸盐，铝酸盐性能优于硅酸盐，铝酸盐最为代表的是YAG，YAG性能稳定，光衰低，硅酸盐自身的化学稳定性较差，但亮度比YAG高。

三

焊线材料

除倒装芯片与CSP封装之外，大多数灯珠封装是采用金线焊接工艺，把芯片与支架的电极连通，目前市场上有合金线、纯金线两种，纯金线最好，金线按照粗细又分0.7、0.9、1.0、1.2等，金线越粗，热组越低，灯珠寿命越长。

4

PPF值

灯珠的PPF需要专门的软件进行计算，植物灯的功率确定是依据LED灯珠的PPF值进行计算，封装企业如果提供不了灯珠的PPF值，就无法成为一个合格的植物灯灯珠供应商。

5

MPF值

波长在380nm-800nm范围内的光子通量测量值，单位umol/s，对于单色的灯珠，MPF=PPF，对于采用荧光粉封装的灯珠，MPF值大于PPF值，荧光粉封装的灯珠参数表达需要同时标注MPF与PPF这两个参数。

6

QE值

QE值是每瓦的PPF值，是由植物灯灯珠光谱参数的推导参数，单位是umol/J，这个参数是植物灯灯珠的综合指标，也是最重要的性能对比指标，QE值是灯珠光谱参数化后必须标注的参数，QE值的准确性涉及到灯珠的光谱测试技术水平，测量误差会导致QE值失真。

7

辐射配比

在定义波段范围内的各辐射量之间的相互关系，两种方式表达。

辐射含量：某个波段占整个辐射量的百分比，辐射含量是某个波段的辐射量占总辐射量的权重。

辐射比：两个波段之间的比值，辐射比是相互之间的单位权重，通常是R：B与R：FR。

辐射配比仅对于白光与稀土工艺的灯珠有效，单色光没有辐射配比。

8

分压规格

就是芯片的电压分档，如3.0V-3.15V，对于串并联方式连接的光源，电压分档控制在0.15V以内，这样每串光源的电流分布均匀，有利于提高光源的寿命。

9

色温分档

对于采用白光灯珠的分色，封装厂需要提供色温的BIN码，植物灯采用白光对分色要求相对不严格，对色BIN使用可以适当放松。

灯珠光谱参数的评估规则

灯珠的辐射效率是光谱参数的基础，在辐射效率相同下，PPF，MPF，QE的比较才有意义。

QE会随着绿光辐射含量的增加而趋向失真，对于单色光灯珠，QE越大越好。

目前，LED灯珠的QE还没有超过2.2umol/J，任何测试分析的QE参数接近这个上限，需要评估测试方法与测量数据的误差。

未来，当LED灯珠QE跨越2.2umol/J后，LED植物灯将进入全面应用的环境，其他光源将逐步退出应用，植物灯光谱技术把QE达到3.0umol/J作为未来几年的研究目标。

未完待续……