3 iemesli, kāpēc gaismas diodes tiek izmantotas kā gaismas avots, salīdzinot ar HID lampām
- Gaismas diodēm nav kvēldiega, kas varētu izdegt vai saplīst, tāpēc tie kalpo daudz ilgāk nekā parastās spuldzes. Ņemot vērā, ka ļoti maza pusvadītāja mikroshēma darbojas ar LED, tie ir ļoti izturīgi un parasti kalpo daudzus tūkstošus stundu.
- Gaismas diodes ir “tūlīt ieslēgtas”, līdzīgi kā halogēna lampas, un tāpēc tās ir ērti lietojamas lietojumprogrammās, kuras bieži vai potenciāli ieslēdzas un izslēdzas. Un otrādi, HID lampas ir trauslākas, un aizdedzes laikā tām jāsasilst (15 - 25 sekundes)
- LED tehnoloģija strauji mainās, un ir paredzams, ka gaismas diodes galu galā pārsniegs HID apgaismojuma veiktspēju.
Kā LED tiek izmantots kā gaismas avots?
Gaismu izstarojošās diodes (LED) ir gaismas avoti, kas izmanto diodes, kas izstaro gaismu, kad tās ir savienotas ķēdē. Efekts ir elektro luminiscences veids, kad gaismas diodes izlaiž lielu daudzumu fotonu uz āru. LED ir ievietots plastmasas spuldzē, kas koncentrē gaismas avotu. Vissvarīgākā LED daļa ir pusvadītāja mikroshēma, kas atrodas gaismas centrā. gaismas avots. Tas sastāv no p un n reģioniem ar savienojumu starp tiem. P reģionā dominē pozitīvi elektriskie lādiņi, un n reģionā dominē negatīvi elektriskie lādiņi. Krustojums ir sava veida siena starp abiem reģioniem, kas bloķē lādiņu nesēju pāreju starp abiem reģioniem.
Kad pusvadītāja mikroshēmai tiek piemērots pietiekams spriegums, elektroni var viegli pārvietoties pāri krustojumam, kur tos nekavējoties piesaista pozitīvie spēki p reģionā. Kad elektrons pārvietojas pietiekami tuvu pozitīvajam lādiņam p reģionā, abi lādiņi “atkal apvienojas”.
Kad elektrons apvienojas ar pozitīvo jonu, elektriskā potenciāla enerģija tiek pārveidota par elektromagnētisko enerģiju, un tas notiek gaismas fotona emisijas veidā.
Šim fotonam ir frekvence, ko nosaka pusvadītāja materiāla īpašības (parasti ķīmisko elementu gallija, arsēna un fosfora kombinācija).
Gaismas diodes, kas izstaro dažādas krāsas, ir izgatavotas no dažādiem pusvadītāju materiāliem. Vienkārši sakot, gaismas diodes ir mazas elektriskās ķēdes sastāvdaļas, kas darbojas kā spuldze bez jebkāda kvēldiega. LED tiek izgaismota tikai ar elektronu kustību pusvadītāja materiālā, padarot tos energoefektīvus un ļoti elastīgus ilgākā laika posmā.
Kāda veida gaismas diodes tiek izmantotas apgaismojuma lietojumos?
Baltais LED ir aizraujošākā jaunā apgaismojuma tehnoloģija kopš dienasgaismas spuldžu ieviešanas. Augstas intensitātes gaismas diodes tagad ir populāras, jo tām ir zemas pašreizējās prasības. Augstas spilgtas baltas gaismas diodes arvien vairāk tiek izmantotas apgaismojumā, lai taupītu enerģiju. Baltā LED pielietojums ietver aizmugurējās gaismas apgaismojumu mobilajos tālruņos, LCD aizmugures apgaismojumu, mājas un transportlīdzekļu apgaismojumu, displeja dēļus utt. Gaismas diodes ir ārkārtīgi mazas, patērē maz enerģijas un efektīvi pārvērš elektrību gaismā.
Kāpēc priekšroka tiek dota baltajam LED?
Augsta vata LED parasti rada aptuveni 75-100 lūmenus uz vatu uz 350 miliamperu strāvas rēķina. Gaismas diodēs enerģijas zudumi siltuma dēļ praktiski ir nulle, un to kalpošanas laiks ir tūkstošiem stundu. Gaismas diodes ir videi draudzīgas ierīces, jo tās nesatur svinu vai dzīvsudrabu. Atšķirībā no dienasgaismas spuldzēm, gaismas diodes neizstaro UV starus.
A1 vatu baltais LED nodrošina aptuveni 100 lm gaismas plūsmu, kas ir pietiekama, lai apgaismotu norobežotu zonu. Gaismas avota izstarotās gaismas daudzumu mēra lūmena izteiksmē. Piemēram, 60 vatu spuldze izstaro 730 lūmenu, un 50 vatu halogēna spuldze ir 900 lūmeni. Katras LED mikroshēmas laukums ir tikai viens kvadrātveida milimetrs, kas nodrošina ļoti koncentrētu kopējo spilgtumu.
1 vatu baltās gaismas diodes sprieguma kritums uz priekšu ir 3,3 volti un patērē 350 mili ampēru strāvu. Tādējādi, lai iegūtu parasto balto LED, maksimālais spilgtums ir 3 volti un aptuveni 40 mA strāva.
Lieljaudas baltās gaismas diodes var vadīt ar lielu strāvu simtiem mili ampēru uz ampēru, lai radītu augstas intensitātes gaismu. Dažas markas var radīt vairāk nekā tūkstoš lūmenu. HPLED jāuzstāda uz siltuma izlietnes, lai nodrošinātu siltuma izkliedi, pretējā gadījumā ierīce viegli sabojās.
2 veidi, kā konstruēt baltu LED
- Metode ietver LED mikroshēmas pārklājumu (galvenokārt zilu no Indija gallija nitrīda (InGaN)) ar dažādu krāsu fosforu, lai iegūtu balto gaismu. Gaismas spektra daļa, kas atbilst zilajai gaismai, tiek pārnesta uz lielāku viļņa garumu, izmantojot procesu, kas pazīstams kā Stoksa nobīde. Baltā gaismas diodes baltā gaisma nāk no šauras joslas zilās krāsas, ko dabiski izstaro GaN gaismas diodes, kā arī plaša spektra dzeltenā krāsa, ko rada fosfora pārklājums uz formas, kas absorbē daļu zilās krāsas un pārveido to dzeltenā krāsā. InGaN var radīt darbības viļņu garumus no zaļas līdz ultravioletajai, ražošanas laikā mainot relatīvo indija un gallija daudzumu. Parasti izmantotais fosfora materiāls ir ar ceriju leģēts itrija alumīnija granāts vai Ce3 + YAG.
- Baltas gaismas diodes var izgatavot arī, pārklājot netālu no UV izstarojošām gaismas diodēm ar augstas efektivitātes sarkano un zilo emitējošo fosforu, kas satur Eiropiju, kā arī zaļo un vara un alumīnija piedevu saturošo cinka sulfīdu. Šī ir metode, kas ir līdzīga dienasgaismas spuldžu darbībai. Šī metode ir mazāk efektīva nekā zilā gaismas diode ar fosforu, jo Stoksa maiņa ir lielāka un tāpēc vairāk enerģijas tiek pārvērsta siltumā. Vēl viens trūkums ir tāds, ka UV gaisma var noplūst no nepareizi darbojošās gaismas diodes un nodarīt kaitējumu cilvēka acīm vai ādai.
3 Lietojumi, kuros gaismas diodes ir gaismas avots
- Uz LED balstīta avārijas lampa
To var pieslēgt maiņstrāvas kontaktligzdai, un tas iedegas strāvas padeves pārtraukuma brīdī. Tas izstaro telpā vēsu, baltu gaismu, kas ir pietiekama arī lasīšanas vajadzībām. To darbina 4,5 voltu bezvadu tālruņa akumulators, un tajā tiek izmantota 1 vatu balta LED.
Sistēmas darbība
Ķēdē tiek izmantots mazs 4,5 voltu 300 mA pazeminošais transformators, tilta taisngriezis, kas sastāv no D1 līdz D4, un izlīdzināšanas kondensators C1 kā barošanas avots 4,5 voltu uzlādējamas baterijas uzlādēšanai. 4,5 voltu transformators ir viegli pieejams un parasti tiek izmantots LED avārijas gaismas . Tas pazemina 230 voltu maiņstrāvu līdz zemsprieguma maiņstrāvu, ko pēc tam izlīdzina ar pilnviļņu taisngriezi. Kondensators C1 padara DC pulsāciju par brīvu uzlādei. Rezistors R1 uzlādēšanai nodrošina aptuveni 80 mili ampēru strāvu. Tā kā ķēde vienmēr ir pievienota elektrotīklam, zema strāva ir ideāli piemērota uzlādēšanai. Ķēdē izmantotā uzlādējamā baterija ir 4,5 voltu bezvada tālruņa akumulators.
Kad tīkla strāva ir pieejama, akumulators tiek uzlādēts, izmantojot R1 un D5. Tajā pašā laikā PNP tranzistoram ir pozitīva novirze caur R1, un tas paliek izslēgts. Kad strāvas padeve neizdodas, D5 reversās novirzes un T1 pamatne kļūs negatīva. Pēc tam tas vada un iededzina LED. Pēc strāvas atjaunošanas LED automātiski izslēdzas.
1W-LED-avārijas lampa
Kā iestatīt?
Kontūru var samontēt uz neliela perf plāksnes gabala. Ievietojiet ķēdi, transformatoru un akumulatoru kontaktdakšas tipa adaptera kastē. Nostipriniet LED ārpus kastes, vēlams ar atstarojošu aizmuguri. Šim nolūkam varat ielīmēt folijas papīru. Tas darbosies arī kā gaismas diodes siltuma izlietne. Tā kā gaismas diode iedegas, caur T1 plūst liela strāva, T1 nepieciešama siltuma izlietne. 1 vatu balts LED maksā apmēram Rs.50 un akumulators Rs.150.
- Automātiska lampa ar 1 W LED
Šeit ir Automātiska lampa, izmantojot lielu jaudu Balts LED, kas iedegas vakarā un paliek ieslēgts līdz rītam. Mūsdienās tiek izmantotas baltas gaismas diodes, jo, lai tās darbinātu un kontrolētu, tām ir nepieciešama vienkārša līdzstrāvas padeve, atšķirībā no kvēlspuldzes gāzes izlādes spuldzēm. Izmantotās gaismas diodes nominālā vērtība ir 1 W, un ierīces darbināšanai tiek izmantots regulēts barošanas avots bez transformatora.
Sistēmas darbība
Kondensatori c1 un c2 pazemina maiņstrāvas spriegumu līdz zemākai vērtībai. Parasti tiek izmantoti augstas vērtības kondensatori. Tilta taisngrieža sekcija rada maiņstrāvas signāla pulsējošu līdzstrāvas izeju. Kondensators noņem maiņstrāvas viļņus, kas atrodas līdzstrāvas signālā. Šis filtrētais signāls tiek izmantots visā zenera diodē, kas nodrošina regulētu līdzstrāvas izeju visā tā spailē. Kondensators c3 parasti ļauj tam iziet maiņstrāvas signālam un bloķē līdzstrāvas signālu. Tas darbojas apvedceļa elementā. LDR un T1 veido gaismas jutīgu slēdzi, lai ieslēgtu / izslēgtu LED. LDR piedāvā augstu pretestību tumsā un zemu pretestību gaismā. Tātad dienas laikā LDR vada, un T1 pamatne tiks pievilkta līdz potenciālam, un tā paliek izslēgta, lai izslēgtu balto gaismas diode. Nakts laikā, kad dienas gaisma beidzas, palielinās LDR pretestība, un T1 iegūst pietiekamu bāzes novirzi un vadību. Pēc tam iedegas kolektoram T1 pievienotā gaismas diode. BD 139 ir vidējas jaudas NPN tranzistors, un tā tapu savienojumi ir no bāzes - kolektora - izstarotāja no priekšpuses. Siltuma izlietne ir nepieciešama T1, jo gaismas diode iziet ap 100 miljoniem ampēru strāvas. Ķēdē izmantotais LED ir 1 vatu balts LED, kura sprieguma kritums uz priekšu ir 3,3 volti un kura pilnīgai spilgtumam nepieciešama 350 miliampēru strāva.
- Pārnēsājams avārijas spuldzes mobilais lādētājs
Šeit ir portatīvais avārijas spuldzes mobilais lādētājs. Tas izmanto augstu spilgtu baltu gaismas diode, kas var dot telpā pietiekami daudz gaismas, ja elektrotīkls nedarbojas. Balta LED var būt Indija gallija nitrīda LED, kas izstaro zilgani baltu gaismu, kuru var filtrēt, izmantojot objektīva fosfora filtru vai izmantojot daudzkrāsainu gaismas diodes. To var izmantot arī kā mobilo lādētāju spraudņa režīmā, kā arī brauciena laikā.
Sistēmas darbība
Strāvas padeve ķēdei tiek iegūta no 0-6 voltu 300 mA pazeminošiem transformatoriem, pilna viļņu taisngrieža, kas sastāv no D1 līdz D4, un izlīdzināšanas kondensatora C1. Avārijas gaismas ķēde sastāv no diodes D5, rezistora R2 un tranzistora T1. Kad ir pieejama tīkla jauda, D5 diode uz priekšu un 6 voltu akumulators uzlādējas caur rezistoru R2. Tajā pašā laikā PNP tranzistors T1 būs ārpus jo tā pamatne caur R1 tiek turēta augstu. Baltā gaismas diode, kas savienota ar T1 kolektoru, paliek izslēgta. Kad elektrotīkls nedarbojas, D5 mainās pretēji un T1 pamatnei ir negatīva novirze, un tā vada. Pēc tam baltā gaismas diode ieslēdzas, izmantojot akumulatora enerģiju. Ķēdes mobilā lādētāja sadaļa sastāv no Zener balstītas regulētas barošanas avota. Uzlādes strāvu var pieskarties no punktiem A un B, izmantojot piemērotu savienotāju.
Pārnēsājams avārijas gaismas cum mobilais lādētājs
Tagad es ceru, ka jums ir ideja par LED gaismas avotu koncepciju, un, ja jums ir kādi jautājumi no raksta un no elektriskajiem elektroniskajiem projektiem, atstājiet zemāk esošo komentāru sadaļu.
