裁神館

1 w = 683 lm 正式確定是錯誤的

Tue, 22 Jan 2008 14:25:02 +0800

在 LED inside 出現了「日本北海道大學研發出發光強度為目前最亮LED之20倍的超導LED」這篇文章後，之前被引用的 1 w = 683 lm 這個公式正式被確認是不成立的！

根據文中指出：對比發現，新型超導技術LED的發光強度是目前最亮LED的20倍。
這句話來看，我們可以知道這款LED的每瓦流明數為何。

目前我所知道的最亮的LED是CREE的實驗品（請見：「Cree大功率LEDs可達129 lm/W，創新紀錄」），其每瓦流明數為129 lm/W，20倍就是2580 lm/W。
即便我誤解他的意思，假設他指的是用目前市面上可買到的量產品來比較的話，以目前來說，大約是50 ~ 60 lm/W，其20倍也在1000 lm/W以上，對於結論一樣是正確的。

P.S. 發光強度的單位是燭光，在相同的光照角的條件下，燭光和流明成正比，所以發光強度的20倍可視為光通量20倍同義。

LED 光、電、熱轉換效率的探討

Wed, 02 Jan 2008 14:13:38 +0800

今天在 LED inside 的知識庫看到這篇「淺談LED的熱量產生原因」，其結論是：

LED 的產熱量與光效無關；不存在百分之幾的電功率產生光，其餘百分之幾的電功率產生熱的關係。

簡單的說，燈具的研發若以 1W = 683 lm 的理想值和 LED 晶片的發光效率來做比較，推估所產生熱量的方式，有很大的漏洞。
從巨觀而言，我們會假設光電轉換的極限效率為一定值，也就是 683 lm/w，就此文章的結論而言，似乎違反能量守恆定律，但是若我們的假設錯了呢？

查看 683 lm/w 這個比例的意義是：

國際約定波長為555nm的單色光發光效率定為1，此光每1W 輻射通量具有683流明的光通量。

在這段敘述裡面，沒有提到電的問題，而這個比例又被稱作最大光譜光視效能。
嚴格來說，這個國際約定的比例，其實是：

光源發出的輻射通量可產生多少能對目視引起刺激的光通量。

也就是說，這個比例值並非是光電轉換效率的最大比例值。而光電轉換的比例值，實際上或許有可能受其他物理條件的影響，造成這個值並非定值。

另外一提的是波長555nm的光的顏色是介於黃色與綠色之間的顏色。
底下是RGB三原色的波長範圍（單位：nm）

紅：620.5～645
綠：520～550
藍：460～490

追記：剛剛透過水球介紹，請教了塔麵長輩（御宅族美食達人），他的意見是

半導體轉換出來的光子並不會100%飛出半導體外
這些沒有飛出半導體外的光子會轉換成熱能
因為上述原因，同體積的LED，越高效的熱阻也越高

這當中當然還有些量測方面問題，不過已經具有很強的解釋力去解釋「越高效的熱阻也越高」的現象。

與君一席話，豁然開朗～

LED路燈的光通量

Thu, 13 Dec 2007 16:46:24 +0800

根據道路路權寬度與橫斷面劃設「表5.5基本路型範例」中，無中央分隔帶之最寬距離為23公尺
LED光源之照射角度約為120°，依市區道路照明設計「19.4.4 燈具光度分佈」所述，為「遮蔽型」。
路燈以相對排列設置，其裝設高度參照市區道路照明設計「表19.7路燈高度與桿距間隔關係」應為12.5公尺。
高度放寬為高13公尺，開角120°之角錐，其底面積為1592.79平方公尺。
依市區道路照明設計「19.1 市區道路照明輝度」所述最大輝度為2 cd/m²，兩者相乘得出3185.58 cd。
燭光與流明的轉換，發光強度3185.58 cd，照射角120°，光通量為10,007.795 lm。

即主要道路的路燈，在未考慮燈具效率等損失的前提下，LED發光量總和至少需要有10k lm的光通量。

而影響最終投射面的光通量主要有以下三個因素：

溫度：依據 LUMILEDS 和日亞化的技術資料表示，當環境溫度由25°C提昇至75°C時，流明數會降低為25°C的90%。
二次光學：目前二次光學板的材料多用光學塑膠，其透光率可參考「高分子材料」網站，多為90%以上。
空氣的散射與吸收效應：這是最難估算的因素，一般而言，相對於散射效應來說，吸收效應非常弱，可以不理。空氣中的塵埃、空氣的密度、溫度等等都會影響散射效應的強弱。

關於空氣散射的補充：

散射可以用前置散射儀來量測。
光被空氣分子散射的機率和波長四次方成反比：因此可見光中以波長最短的紫色光最容易散射，這就是為甚麼霧燈的顏色是橘黃色、警示燈是紅色的緣故。

若將溫度與二次光學考量進去，則主要道路的路燈需要至少 12,355.3025 lm（約12.5K lm）的光通量。（計算方式：10,007.795/0.9/0.9 = 12,355.3025）
若路燈排列方式為單側排列，則所需流明數會倍增為 25K lm。

一個 Switch Power Supply 的網站

Fri, 07 Dec 2007 18:14:41 +0800

Switch Power Supply 工作研究室

這個網站裡面有許多技術資料，我把對我有用的摘在底下：

銅箔(Trace)邊緣沿面距離部份 :

FUSE必須存在於AC LINE迴路上,不可放置於NEUTRAL迴路上.
AC端連接至FUSE點,稱為FUSE前,FUSE另一端稱為FUSE後.
FUSE前對NEUTRAL以及其他各端點,距離保持2.75mm以上有效距離.
FUSE前對FUSE後距離保持2.5mm以上有效距離.
FUSE後對NEUTRAL距離保持2.5mm以上有效距離.
FUSE後對其他端點,距離保持2.5mm以上有效距離.
DC高壓端對低壓端(信號端). 距離保持2.5mm以上有效距離.(此點距離可依照安規的算式降低對距離的要求,最低建議保持於1.5mm以上有效距離).
初極對次極,距離保持6.4mm以上有效距離.(如空間許可,可提高至7.0mm以上,可符合更多種類的安規需求).
初極對F.G ,距離保持4.0mm以上有效距離,但若是初極F.G 銅箔在鎖附時與次極的PAD有相接於同一個地板,則安全距離同初極對次極的安全規範..

銅箔(Trace)邊緣空間距離部份:
( 有時,針對LAYOUT空間不足,必須開溝以增加銅箔邊緣沿面距離,但重點的部份仍需注意銅箔的沿面空間距離)..

若是初極F.G 銅箔在鎖附時與次極的PAD有相接於同一個地板, 則F.G銅箔空間距離必須保持 4.0mm以上有效距離.

零件面零件沿面(空間)距離部份:

FUSE前對FUSE後距離保持2.5mm以上有效距離.
DC整流高壓迴路(包含Q1 SNUBBER NETWORK)對低壓元件之零件面沿面距離, 經10N之推力之後.最低建議保持於1.5mm以上有效距離.
若X’FMR Core視為一次側(primary), 則Core和二次側零件沿面距離必須保持 5.0mm(雙重絕緣原則)以上有效距離;空間距離必須保持 4.0mm以上有效距離.
同上一點,一次側(primary)與二次側零件沿面距離必須保持 5.0mm以上有效距離(雙重絕緣原則);空間距離必須保持 4.0mm以上有效距離.
經10N推力之後一次側(primary)零件至二次側之空間距離必須保持4.0mm以上有效距離.

銅箔跑線的注意要點 :
一般銅箔的跑線,規則比較簡單,比較單純的說,只要注意銅箔間的間距就可以了.一般大約將間距保留為0.5mm即可,銅箔對於板邊也需預留大於0.5mm的間距,以免PCB完成後,整個板邊的銅箔都短路在一起,
而關於IC PIN3(C/S)其銅箔週邊最好預留0.75mm以上,避免被周圍的銅箔所帶的雜訊干擾.IC PIN6(OUTPUT)所跑的銅箔寬度,最好維持於0.5mm以下,其餘信號部份的銅箔寬度則可大可小.
至於跑大電流的銅箔寬度,大致上以1A預留1mm寬度.不足的部份,可以以防焊吃錫來增加銅箔厚度.
再來,以包圍銅箔的方式來形成銅箔部份,其轉折的部份,角度必須符合45度角(45度,135度,225度,315度)和90度角(0度,90度,180度,270度,)不可有過大的鈍角或過小的銳角出現..
若是在跑線的過程,遇到距離不足,必須將防焊PAD切割時,最多只能切割整個PAD的1/3,且不能造成破孔或是無法吃錫的結果.如果真的無法避免.建議變更PAD防焊形式..