LED източници на светлина

LED източници на светлина

3 причини, поради които светодиодите се използват като източник на светлина в сравнение с HID лампите

  • Светодиодите нямат нажежаема жичка, която да изгори или да се счупи, следователно те издържат много по-дълго от обикновените крушки. Като се има предвид, че много малък полупроводников чип работи със светодиод, те са много издръжливи и са склонни да продължат много хиляди часове.
  • Светодиодите са „незабавно включени“, подобно на халогенните лампи и по този начин са удобни за използване в приложения, които са обект на често или потенциално включване-изключване. И обратно, HID лампите са по-крехки и трябва да се затоплят (15 - 25 секунди) по време на запалване
  • LED технологията се променя бързо и е предвидимо светодиодите в крайна сметка да надминат ефективността на HID осветлението.

Как се използва LED като източник на светлина?

Светоизлъчващите диоди (LED) са източници на светлина, използващи диоди, които излъчват светлина, когато са свързани във верига. Ефектът е форма на електролуминесценция, при която светодиодите освобождават голям брой фотони навън, светодиодът се помещава в пластмасова крушка, която концентрира източника на светлина. Най-важната част от светодиода е полупроводниковият чип, разположен в центъра на източника на светлина. Състои се от p и n области със свързване между тях. P регионът е доминиран от положителни електрически заряди, а n регионът е доминиран от отрицателни електрически заряди. Съединението е вид стена между двете области, блокираща преминаването на носители на заряд между двете области.



Когато към полупроводниковия чип се приложи достатъчно напрежение, електроните могат лесно да се движат през кръстовището, където веднага се привличат към положителните сили в р-зоната. Когато електрон се движи достатъчно близо до положителен заряд в р-зоната, двата заряда се „ре-комбинират“.


Когато електрон се комбинира с положителен йон, електрическата потенциална енергия се преобразува в електромагнитна енергия и това се случва под формата на излъчване на фотон светлина.





Този фотон има честота, определена от характеристиките на полупроводниковия материал (обикновено комбинация от химичните елементи галий, арсен и фосфор).

Светодиодите, които излъчват различни цветове, са направени от различни полупроводникови материали. С прости думи, светодиодите са малки компоненти на електрическата верига, които действат като крушка без никакви нажежаеми жички. Светодиодите се осветяват единствено от движението на електрони в полупроводников материал, което ги прави енергийно ефективни и изключително устойчиви за дълги периоди от време.



Какъв е видът LED, използван в приложения за осветление?

Белият светодиод е най-вълнуващата нова технология за осветление от въвеждането на флуоресцентните лампи. Понастоящем са популярни светодиодите с висока интензивност поради високите ниски изисквания за ток. Високо ярки бели светодиоди се използват все по-често в осветлението като мярка за пестене на енергия. Приложенията на белия светодиод включва осветление на задното осветление в мобилните телефони, задното осветление на LCD, осветлението на дома и автомобила, таблата за дисплеи и др. Светодиодите са изключително малки по размер и консумират малко енергия и ефективно преобразуват електричеството в светлина.


Защо е предпочитан белият светодиод?

LED с висок ват обикновено произвежда около 75-100 лумена на ват за сметка на 350 мили ампер ток. Загубата на енергия чрез топлина на практика е нула при светодиодите и те имат много дълъг живот от хиляди часове. Светодиодите са екологични устройства, тъй като не съдържат олово или живак. За разлика от флуоресцентните лампи, светодиодите не излъчват UV лъчи.

А1 вата бял светодиод дава около 100 lm светлинен поток, който е достатъчен за осветяване на ограничена площ. Количеството светлина, излъчвано от източник на светлина, се измерва по лумен. Например, 60-ватова крушка излъчва 730 лумена, а това от 50-ватова халогенна лампа е 900 лумена. Всеки LED чип има площ от само един квадратен милиметър, което прави много концентрирана обща светимост

Предният спад на напрежението на 1 вата бял светодиод е 3,3 волта и консумира ток от 350 мили ампера. По този начин обикновеният бял светодиод изисква 3 волта и около 40 mA ток, за да даде максимална яркост.

Белите светодиоди с висока мощност могат да бъдат задвижвани при силен ток от стотици мили ампера към ампер, за да се получи светлина с висока интензивност. Някои марки могат да произведат над хиляда лумена. HPLED трябва да бъдат монтирани на радиатор, за да се позволи разсейване на топлината, в противен случай устройството лесно ще се повреди.

2 начина за конструиране на бял светодиод

  • Методът включва покриване на LED чип (предимно син от индий галиев нитрид, InGaN) с фосфор с различни цветове, за да се получи бялата светлина. Частта от светлинния спектър, съответстваща на синята светлина, се прехвърля към по-дългата дължина на вълната, чрез процес, известен като смяна на Стокс. Бялата светлина на белите светодиоди идва от теснолентовото синьо, естествено излъчвано от GaN светодиодите, плюс жълт с широк спектър, генериран от фосфорно покритие върху матрицата, което поглъща част от синьото и го превръща в жълто. InGaN може да произвежда оперативни дължини на вълните от зелена до ултравиолетова, като променя относителните количества индий и галий по време на производството. Често използваният фосфорен материал е итриев алуминиев гранат, легиран с церий, или Ce3 + YAG.
  • Белите светодиоди могат да бъдат направени и чрез покритие в близост до UV-излъчващи светодиоди със смес от високоефективни червени и сини излъчващи фосфори на базата на европий плюс цинков сулфид, легиран от мед и алуминий. Това е метод, подобен на работата на флуоресцентните лампи. Този метод е по-малко ефективен от синия светодиод с фосфор, тъй като изместването на Стокс е по-голямо и следователно повече енергия се преобразува в топлина. Друг недостатък е, че UV светлината може да изтече от неизправния светодиод и да причини вреда на човешките очи или кожата.

3 Приложения, включващи LED като източник на светлина

  • Светодиодна аварийна лампа

Може да се включи в контакта за променлив ток и светва в момента на спиране на тока. Той излъчва хладна бяла светлина в стаята, която е достатъчна и за четене. Захранва се от 4,5-волтова безжична телефонна батерия и използва 1 вата бял светодиод.

Работа на системата

Веригата използва малък трансформатор за понижаване от 4,5 волта 300 mA, мостов изправител, съдържащ D1 до D4 и изглаждащ кондензатор C1 като захранване за зареждане на акумулаторната батерия от 4,5 волта. 4,5-волтовият трансформатор е лесно достъпен и обикновено се използва в LED аварийни светлини . Той понижава 230 волта променлив ток до променлив ток с ниско волта, който след това се коригира от изправителя с пълна вълна. Кондензатор C1 прави DC пулсациите безплатни за зареждане. Резисторът R1 осигурява около 80 мили ампер ток за зареждане. Тъй като веригата винаги е включена, слабият ток е идеален за зареждане. Акумулаторната батерия, използвана във веригата, е 4,5 волта безжична телефонна батерия.
Когато захранването е налично, батерията се зарежда чрез R1 и D5. В същото време PNP транзисторът получава положително отклонение чрез R1 и той остава изключен. Когато захранването откаже, D5 обратните отклонения и основата на T1 ще станат отрицателни. След това провежда и осветява светодиода. Когато захранването се възобнови, светодиодът автоматично се изключва.

1W-LED-аварийна лампа

1W-LED-аварийна лампа

Как да настроите?

Веригата може да бъде сглобена върху малко парче перф. Затворете веригата, трансформатора и батерията в адаптерна кутия от тип щепсел. Фиксирайте светодиода извън кутията, за предпочитане с отразяващ гръб. За тази цел можете да поставите фолио хартия, която също така ще действа като радиатор за светодиода. Тъй като през T1 тече силен ток, когато LED светва, T1 изисква радиатор. 1 вата бял светодиод струва около Rs.50, а батерията Rs.150.

  • Автоматична лампа, използваща 1 W LED

Ето един Автоматична лампа с висока мощност Бял светодиод, който се включва вечер и остава включен до сутринта. В наши дни се използват бели светодиоди, тъй като те се нуждаят от просто захранване с постоянен ток, за да ги захранват и контролират, за разлика от лампите с нажежаема жичка. Използваният светодиод има мощност 1 W, а за захранване на устройството се използва регулирано захранване без трансформатор.

Работа на системата

Кондензаторите c1 и c2 понижават променливото напрежение до по-ниска стойност. Обикновено се използват кондензатори с висока стойност. Секцията на мостовия токоизправител произвежда пулсиращ DC изход от променливия сигнал. Кондензаторът премахва пулсациите на променлив ток, присъстващи в постояннотоковия сигнал. Този филтриран сигнал се прилага през ценеровия диод, който осигурява регулиран DC изход през неговия терминал. Кондензаторът c3 обикновено позволява променлив сигнал да премине през него и блокира DC сигнала. Той действа като байпасен елемент. LDR и T1 образуват светлочувствителен превключвател за включване / изключване на светодиода. LDR предлага висока устойчивост на тъмно и ниска устойчивост на светлина. Така през деня LDR провежда и основата на T1 ще бъде изтеглена към земния потенциал и остава изключена, за да изключите белия светодиод. През нощта, когато дневната светлина престане, съпротивлението на LDR се увеличава и T1 получава достатъчно базово отклонение и проводи. След това светва светодиодът, свързан към колектора T1. BD 139 е NPN транзистор със средна мощност и неговите щифтови връзки са основа - колектор - емитер от предната страна. За T1 е необходим радиатор, тъй като светодиодът пропуска около 100 милиампера ток. Светодиодът, използван във веригата, е 1 ватов бял светодиод, който има преден спад на напрежението от 3,3 волта и изисква ток от 350 милиампера, за да получи пълна яркост.

Висока мощност-LED-нощна лампа-1

  • Преносимо аварийно лампа свършване Мобилно зарядно устройство

Ето преносимото зарядно устройство за аварийни лампи. Той използва силно ярък бял светодиод, който може да даде достатъчно светлина в стаята, когато мрежовото захранване престане. Белият светодиод може да бъде индийски галиев нитриден светодиод, който излъчва синкаво-бяла светлина, която може да се филтрира с помощта на фосфорен филтър в лещата или със смес от многоцветни светодиоди. Може да се използва и като мобилно зарядно устройство в режим на включване, както и по време на пътуване.

Работа на системата

Захранването на веригата се получава от понижаващи трансформатори 0-6 волта 300 mA, изправител с пълна вълна, съдържащ D1 до D4 и изглаждащ кондензатор C1. Аварийната светлинна верига се състои от диод D5, резистор R2 и транзистор T1. Когато е налице захранването от мрежата, диод D5 се отклонява напред и 6-волтовата батерия се зарежда през резистор R2. В същото време PNP транзисторът T1 няма проводимост, тъй като основата му се поддържа висока през R1. Белият светодиод, свързан към колектора на T1, остава изключен. Когато мрежовото захранване откаже, D5 отклонява обратната страна и основата на T1 получава отрицателно отклонение и той провежда. След това се включва бял светодиод, използвайки захранването от батерията. Мобилното зарядно устройство на веригата се състои от регулирано захранване, базирано на Zener. Токът на зареждане може да бъде извлечен от точките А и В с помощта на подходящ съединител.

Аварийна светлина-cum-mobile-

Преносимо зарядно устройство за аварийно осветление

Сега се надявам да имате представа за концепцията на LED източниците на светлина и ако имате някакви въпроси от статията и от електрическите електронни проекти, оставете раздела за коментари по-долу.