LED šviesos šaltiniai

Išbandykite Mūsų Instrumentą, Kaip Pašalinti Problemas





3 priežastys, kodėl šviesos diodai naudojami kaip šviesos šaltinis, palyginti su HID lempomis

  • Šviesos diodai neturi kaitinamojo siūlo, kad išdegtų ar nesugestų, todėl jie tarnauja daug ilgiau nei įprastos lemputės. Atsižvelgiant į tai, kad labai mažoje puslaidininkio mikroschemoje veikia šviesos diodas, jie yra labai patvarūs ir paprastai tarnauja daugelį tūkstančių valandų.
  • Šviesos diodai yra „akimirksniu įjungiami“, panašiai kaip halogeninės lempos, todėl juos patogu naudoti tose programose, kuriose dažnai ar potencialiai įjungiamas ir išjungiamas dviratis. Ir atvirkščiai, HID lempos yra silpnesnės ir uždegimo metu turi sušilti (15–25 sekundės)
  • Šviesos diodų technologija greitai keičiasi ir galima numatyti, kad šviesos diodai ilgainiui pranoks HID apšvietimo efektyvumą.

Kaip LED naudojamas kaip šviesos šaltinis?

Šviesą skleidžiantys diodai (LED) yra šviesos šaltiniai, naudojantys diodus, kurie skleidžia šviesą, kai jie prijungiami grandinėje. Poveikis yra elektros liuminescencijos forma, kai šviesos diodai išskiria daug fotonų į išorę. LED yra įdėtas į plastikinę lemputę, kuri sutelkia šviesos šaltinį. Svarbiausia LED dalis yra puslaidininkio lustas, esantis šviesos šaltinis. Jį sudaro p ir n regionai, tarp kurių yra sandūra. P regione vyrauja teigiami elektriniai krūviai, o n regione - neigiami elektriniai krūviai. Jungtis yra tam tikra siena tarp dviejų regionų, blokuojanti krūvininkų praėjimą tarp dviejų regionų.

Kai puslaidininkio mikroschemai taikoma pakankama įtampa, elektronai gali lengvai judėti per sankryžą, kur juos iškart pritraukia teigiamos jėgos p srityje. Kai elektronas juda pakankamai arti teigiamo krūvio p srityje, abu krūviai „vėl susijungia“.




Kai elektronas sujungiamas su teigiamu jonu, elektros potencialo energija paverčiama elektromagnetine energija ir tai įvyksta kaip šviesos fotono emisija.

Šis fotonas turi dažnį, kurį nustato puslaidininkinės medžiagos savybės (dažniausiai cheminių elementų galio, arseno ir fosforo derinys).



Šviesos diodai, kurie skleidžia skirtingas spalvas, yra pagaminti iš skirtingų puslaidininkių medžiagų. Paprastais žodžiais tariant, šviesos diodai yra maži elektros grandinės komponentai, kurie veikia kaip lemputė be jokių kaitinamųjų siūlų. Šviesos diodus apšviečia tik elektronų judėjimas puslaidininkinėje medžiagoje, todėl jie energiją taupantys ir labai atsparūs ilgą laiką.

Koks šviesos diodų tipas naudojamas apšvietimui?

Baltas LED yra įdomiausia nauja apšvietimo technologija nuo fluorescencinių lempų pristatymo. Didelio intensyvumo šviesos diodai dabar yra populiarūs dėl didelių žemų srovių poreikių. Aukštos ryškios baltos šviesos diodai vis dažniau naudojami apšvietimui kaip energijos taupymo priemonė. Baltos šviesos diodų paskirtis - apšvietimas mobiliuosiuose telefonuose, LCD galiniai žibintai, namų ir transporto priemonių apšvietimas, ekranų lentos ir kt. Šviesos diodai yra labai mažo dydžio, sunaudoja mažai energijos ir efektyviai paverčia elektrą šviesa.


Kodėl pirmenybė teikiama „White LED“?

Aukštos vatos šviesos diodas paprastai pagamina apie 75–100 liumenų vienai vatai 350 miliaperų srovės sąskaita. Šviesos dioduose energijos nuostoliai per šilumą praktiškai nėra lygūs ir jų tarnavimo laikas yra labai ilgas - tūkstančiai valandų. Šviesos diodai yra ekologiški prietaisai, nes juose nėra švino ar gyvsidabrio. Skirtingai nei fluorescencinės lempos, šviesos diodai neskleidžia UV spindulių.

A1 vatų baltos spalvos šviesos diodas suteikia apie 100 lm šviesos srautą, kurio pakanka apšviesti uždaroje srityje. Šviesos šaltinio skleidžiamos šviesos kiekis matuojamas pagal liumeną. Pavyzdžiui, 60 vatų lemputė skleidžia 730 liumenų, o 50 vatų halogeninė lempa yra 900 liumenų. Kiekvienos LED mikroschemos plotas yra tik vienas kvadratinis milimetras, o tai lemia labai koncentruotą bendrą šviesą.

1 vatų baltos šviesos diodo priekinės įtampos kritimas yra 3,3 voltų ir sunaudoja 350 miliamperių srovę. Taigi paprastam baltam šviesos diodui reikia 3 voltų ir maždaug 40 mA srovės, kad būtų užtikrintas maksimalus ryškumas.

Didelės galios baltos spalvos šviesos diodai gali būti varomi didele šimtų milijonų amperų srove iki amperų, ​​kad būtų sukurta didelio intensyvumo šviesa. Kai kurios markės gali pagaminti daugiau nei tūkstantį liumenų. HPLED turi būti sumontuoti ant radiatoriaus, kad šiluma išsisklaidytų, kitaip prietaisas lengvai sugadins.

2 būdai sukonstruoti baltą LED

  • Šis metodas apima LED lusto (daugiausia mėlynos spalvos, pagamintos iš Indio galio nitrido (InGaN)) padengimą skirtingų spalvų fosforu, kad susidarytų balta šviesa. Šviesos spektro dalis, atitinkanti mėlyną šviesą, perkeliama į ilgesnį bangos ilgį per procesą, vadinamą Stokeso poslinkiu. Balta baltų šviesos diodų šviesa sklinda iš siauros juostos mėlynos spalvos, kurią natūraliai skleidžia GaN šviesos diodai, ir plataus spektro geltonos spalvos, kurią sukuria fosforo danga ant štampo, kuris sugeria dalį mėlynos spalvos ir paverčia geltona. „InGaN“ gali gaminti darbinius bangos ilgius nuo žalios iki ultravioletinės, keičiant santykinius indio ir galio kiekius gamybos metu. Dažniausiai naudojama fosforo medžiaga yra ceriu legiruotas itrio aliuminio granatas arba Ce3 + YAG.
  • Baltus šviesos diodus taip pat galima pagaminti dengiant šalia UV spinduliuojančių šviesos diodų didelio efektyvumo Europiumo pagrindu pagamintomis raudonomis ir mėlynomis spalvomis skleidžiančiomis fosforo medžiagomis, taip pat žalios spalvos skleidžiančiais vario ir aliuminio cinko sulfidu. Tai yra metodas, panašus į fluorescencinių lempų veikimą. Šis metodas yra mažiau efektyvus nei mėlynas šviesos diodas su fosforu, nes Stokso poslinkis yra didesnis, todėl daugiau energijos paverčiama šiluma. Kitas trūkumas yra tas, kad UV šviesa gali nutekėti iš netinkamai veikiančio šviesos diodo ir pakenkti žmogaus akims ar odai.

3 Programos, kuriose šviesos diodai yra šviesos šaltiniai

  • LED pagrindu veikianti avarinė lempa

Jį galima prijungti prie kintamosios srovės lizdo ir įsižiebti nutrūkus elektros tiekimui. Kambaryje jis skleidžia šaltą baltą šviesą, kurios pakanka ir skaitymui. Jį maitina 4,5 voltų belaidžio telefono baterija ir naudojamas 1 vatų baltas šviesos diodas.

Sistemos veikimas

Kontūras naudoja mažą 4,5 voltų 300 mA pakopinį transformatorių, tiltinį lygintuvą, kurį sudaro D1 – D4, ir lyginamąjį kondensatorių C1 kaip maitinimo šaltinį 4,5 voltų įkraunamai baterijai įkrauti. 4,5 voltų transformatorius yra lengvai prieinamas ir paprastai naudojamas LED avariniai žibintai . Jis sumažina 230 voltų kintamosios srovės įtampą į žemos įtampos kintamąją, kurią tada ištaiso visos bangos lygintuvas. Kondensatorius C1 padaro nuolatinės srovės bangą įkraunamą. Rezistorius R1 įkrauna maždaug 80 miliamperų srovę. Kadangi grandinė visada yra prijungta prie maitinimo šaltinio, maža srovė idealiai tinka įkrauti. Grandinėje naudojama įkraunama baterija yra 4,5 voltų belaidžio telefono baterija.
Kai yra maitinimo šaltinis, akumuliatorius įkraunamas per R1 ir D5. Tuo pačiu metu PNP tranzistorius gauna teigiamą poslinkį per R1 ir jis lieka išjungtas. Kai nutrūksta maitinimas, D5 atvirkštinis poslinkis ir T1 pagrindas taps neigiamas. Tada jis veda ir apšviečia šviesos diodą. Kai maitinimas vėl atnaujinamas, šviesos diodas automatiškai išsijungia.

1W-LED-avarinė lempa

1W-LED-avarinė lempa

Kaip nustatyti?

Grandinę galima surinkti ant nedidelio gabalo perf lentos. Grandinę, transformatorių ir akumuliatorių uždėkite į kištukinio tipo adapterio dėžutę. Šviesos diodą už langelio pritvirtinkite pageidautina su atspindinčia atgaline žeme. Šiam tikslui galite įklijuoti folijos popierių. Jis taip pat veiks kaip LED kriauklė. Šviesos diodui įžengus, per T1 teka didelė srovė, T1 reikia radiatoriaus. 1 vatų baltos spalvos šviesos diodas kainuoja apie 50 Rs, o baterija - 150 Rs.

  • Automatinė lempa su 1 W šviesos diodu

Čia yra Automatinė lempa, naudojanti didelę galią Baltas šviesos diodas, įsijungiantis vakare ir išliekantis iki ryto. Šiais laikais naudojami balti šviesos diodai, nes jiems maitinti ir valdyti reikia paprasto nuolatinės srovės maitinimo šaltinio, priešingai nei kaitinamosioms dujų išlydžio lempoms. Naudojamo šviesos diodo galia yra 1 W, o prietaisui maitinti naudojamas reguliuojamas maitinimo šaltinis be transformatoriaus.

Sistemos veikimas

Kondensatoriai c1 ir c2 kintamosios srovės įtampą sumažina iki mažesnės vertės. Paprastai naudojami didelės vertės kondensatoriai. Tilto lygintuvo sekcija sukuria pulsuojančią nuolatinės srovės išėjimą iš kintamosios srovės signalo. Kondensatorius pašalina nuolatinės srovės signalo kintamąsias sroves. Šis filtruotas signalas yra naudojamas visam „zener“ diodui, kuris suteikia reguliuojamą nuolatinės srovės išėjimą per jo terminalą. Kondensatorius c3 paprastai leidžia kintamosios srovės signalui praeiti pro jį ir blokuoja nuolatinės srovės signalą. Jis veikia apėjimo elementą. LDR ir T1 sudaro šviesai jautrų jungiklį, įjungiantį / išjungiantį šviesos diodą. LDR pasižymi dideliu atsparumu tamsoje ir mažu atsparumu šviesai. Taigi dienos metu LDR diriguoja, o T1 pagrindas bus ištemptas į žemės potencialą ir beliks išjungti baltą šviesos diodą. Naktį, kai nustoja dienos šviesa, padidėja LDR atsparumas, o T1 gauna pakankamą pagrindo šališkumą ir laidumą. Tada užsidega šviesos diodas, prijungtas prie kolektoriaus T1. BD 139 yra vidutinės galios NPN tranzistorius, o jo kaiščių jungtys yra iš pagrindo - kolektoriaus - emiterio. Radiatorius yra būtinas T1, nes šviesos diodas praleidžia maždaug 100 milijonų amperų srovę. Grandinėje naudojamas šviesos diodas yra 1 vatų baltos spalvos šviesos diodas, kurio įtampa priekyje sumažėja 3,3 voltų, o norint išgauti visą ryškumą, reikia 350 miliamperų srovės.

Didelės galios LED-naktinė lempa-1

  • Nešiojamas avarinės lempos cum mobilusis įkroviklis

Čia yra nešiojamasis avarinės lempos cum mobilusis įkroviklis. Jis naudoja aukštą ryškų baltą šviesos diodą, kuris gali suteikti pakankamai šviesos kambaryje, kai nutrūksta maitinimas. Baltas šviesos diodas gali būti indžio galio nitrido šviesos diodas, skleidžiantis melsvai baltą šviesą, kurią galima filtruoti naudojant lęšyje esantį fosforo filtrą arba naudojant įvairių spalvų šviesos diodų mišinį. Jis taip pat gali būti naudojamas kaip mobilusis įkroviklis įjungimo režime ir kelionės metu.

Sistemos veikimas

Grandinės maitinimas gaunamas iš 0–6 voltų 300 mA pakaitinių transformatorių, visos bangos lygintuvo, kurį sudaro D1 – D4, ir išlyginamojo kondensatoriaus C1. Avarinės šviesos grandinę sudaro diodas D5, rezistorius R2 ir tranzistorius T1. Kai yra maitinimo tinkle, diodas D5 į priekį ir 6 voltų akumuliatorius įkraunamas per rezistorių R2. Tuo pačiu metu bus išjungtas PNP tranzistorius T1 laidumas, nes jo pagrindas laikomas aukštas per R1. Prie T1 kolektoriaus prijungtas baltas šviesos diodas lieka nedegęs. Nutrūkus maitinimo tinklui, D5 nukreipia atvirkštinį poslinkį, o T1 pagrindas gauna neigiamą poslinkį ir jis atlieka. Tada baltas šviesos diodas įsijungia naudojant akumuliatoriaus energiją. Grandinės mobiliojo įkroviklio skyrių sudaro „Zener“ reguliuojamas maitinimo šaltinis. Naudojant tinkamą jungtį, įkrovimo srovę galima išgauti iš taškų A ir B.

Avarinis apšvietimas-cum-Mobile-

Nešiojamas avarinis šviesos cum mobilusis įkroviklis

Dabar tikiuosi, kad turite idėją apie LED šviesos šaltinių koncepciją ir, jei turite klausimų iš straipsnio ir iš elektrinių elektroninių projektų, palikite toliau pateiktą komentarų skyrių.