3 Důvody, proč se LED používají jako zdroj světla ve srovnání s výbojkami HID
- LED diody nemají vlákno, které by se spálilo nebo rozbilo, a proto vydrží mnohem déle než běžné žárovky. Vzhledem k tomu, že na velmi malém polovodičovém čipu běží LED, jsou velmi odolné a mají tendenci vydržet mnoho tisíc hodin.
- LED diody jsou „okamžitě rozsvícené“, podobně jako halogenové žárovky, a jsou proto vhodné pro použití v aplikacích, které jsou vystaveny častému nebo potenciálnímu zapnutí / vypnutí. Naopak, výbojky HID jsou křehčí a během zapalování se musí zahřívat (15 - 25 sekund)
- Technologie LED se rychle mění a je předvídatelné, že LED nakonec překonají výkon HID osvětlení.
Jak se používá LED jako zdroj světla?
Světelné diody (LED) jsou světelné zdroje využívající diody, které emitují světlo, když jsou zapojeny do obvodu. Efekt je formou elektro luminiscence, kdy LED diody uvolňují velké množství fotonů ven LED je umístěna v plastové baňce, která koncentruje světelný zdroj. Nejdůležitější částí LED je polovodičový čip umístěný ve středu světelný zdroj. Skládá se z oblastí p a n se spojením mezi nimi. V oblasti p dominují kladné elektrické náboje a v oblasti n dominují záporné elektrické náboje. Spoj je druh stěny mezi dvěma oblastmi, která blokuje průchod nosičů náboje mezi těmito dvěma oblastmi.
Když je na polovodičový čip přivedeno dostatečné napětí, mohou se elektrony snadno pohybovat přes spojení, kde jsou okamžitě přitahovány kladnými silami v oblasti p. Když se elektron pohybuje dostatečně blízko kladného náboje v oblasti p, oba náboje se „znovu spojí“.
Když se elektron spojí s kladným iontem, elektrická potenciální energie se převede na elektromagnetickou energii a k tomu dochází ve formě emise fotonu světla.
Tento foton má frekvenci určenou charakteristikami polovodičového materiálu (obvykle kombinací chemických prvků galium, arsen a fosfor).
LED diody, které vyzařují různé barvy, jsou vyrobeny z různých polovodičových materiálů. Jednoduše řečeno, LED diody jsou malé součásti elektrického obvodu, které fungují jako žárovka bez jakéhokoli vlákna. LED diody jsou osvětlovány pouze pohybem elektronů v polovodičovém materiálu, což je činí energeticky účinnými a extrémně odolnými po dlouhou dobu.
Jaký typ LED se používá v osvětlovacích aplikacích?
Bílá LED je nejzajímavější novou světelnou technologií od zavedení zářivek. LED s vysokou intenzitou jsou nyní oblíbené kvůli jejich vysokým požadavkům na nízký proud. Vysoce jasné bílé LED se stále více používají v osvětlovacích zařízeních jako opatření k úspoře energie. Aplikace bílé LED zahrnují podsvícení mobilních telefonů, podsvícení LCD, osvětlení domů a vozidel, displeje atd. LED diody jsou extrémně malé a spotřebovávají málo energie a účinně přeměňují elektřinu na světlo.
Proč je preferována bílá LED?
Vysoko-wattová LED obvykle produkuje kolem 75-100 lumenů na watt s nákladem 350 miliampérového proudu. Ztráta energie teplem je u LED prakticky nulová a mají velmi dlouhou životnost tisíců hodin. LED diody jsou ekologická zařízení, protože neobsahují olovo ani rtuť. Na rozdíl od zářivek LED nevyzařují UV záření.
Bílá LED dioda s výkonem A1 watt poskytuje světelný tok kolem 100 lm, který je dostatečný k osvětlení omezeného prostoru. Množství světla vyzařovaného světelným zdrojem se měří jako lumen. Například 60 W žárovka vyzařuje 730 lumenů a při 50 W halogenové žárovce je 900 lumenů Každý LED čip má plochu pouze jednoho milimetru čtverečního, což zajišťuje velmi koncentrovanou celkovou svítivost
Přední pokles napětí 1 wattové bílé LED je 3,3 voltu a spotřebovává proud 350 milli ampérů. Obyčejná bílá LED tedy vyžaduje pro dosažení maximálního jasu 3 volty a proud kolem 40 mA.
Vysoce výkonné bílé LED diody lze napájet vysokým proudem stovek miliampérů do ampéru, aby vytvářely světlo o vysoké intenzitě. Některé značky mohou vyprodukovat více než tisíc lumenů. HPLED musí být namontovány na chladiči, aby umožňovaly odvod tepla, jinak se zařízení snadno poškodí.
2 způsoby konstrukce bílé LED
- Tato metoda zahrnuje potažení LED čipu (většinou modrého z nitridu india gália, InGaN) fosforem různých barev za vzniku bílého světla. Část světelného spektra odpovídající modrému světlu se přenáší na delší vlnovou délku procesem známým jako Stokesův posun. Bílé světlo bílých LED diod pochází z úzkopásmové modré přirozeně vyzařované GaN LED diodami, plus širokospektrální žlutá generovaná fosforovým povlakem na matrici, který absorbuje část modré barvy a převádí ji na žlutou. InGaN může produkovat provozní vlnové délky od zelené po ultrafialové změnou relativního množství india a gália během výroby. Běžně používaným fosforovým materiálem je hliníkový granát Yttrium dopovaný cerem nebo Ce3 + YAG.
- Bílé LED diody lze také vyrobit potažením v blízkosti LED vyzařujících ultrafialovým zářením směsí vysoce účinných červeno-modrých fosforů vyzařujících fosfor na bázi euria a zeleně vyzařujících měď a hliník dopovaný sulfid zinečnatý. Jedná se o metodu podobnou práci se zářivkami. Tato metoda je méně účinná než modrá LED s fosforem, protože Stokesův posun je větší a více energie se proto přeměňuje na teplo. Další nevýhodou je, že UV světlo může unikat z nefunkční LED a poškodit lidské oči nebo pokožku.
3 Aplikace zahrnující LED jako zdroj světla
- Nouzová lampa na bázi LED
Může být zapojen do zásuvky střídavého proudu a svítí v okamžiku výpadku napájení. V místnosti vyzařuje studené bílé světlo, které je dostatečné i pro účely čtení. Je napájen 4,5 voltovou baterií bezdrátového telefonu a používá 1 wattovou bílou LED.
Fungování systému
Obvod využívá malý krokový transformátor s napětím 4,5 V a 300 mA, můstkový usměrňovač obsahující D1 až D4 a vyhlazovací kondenzátor C1 jako zdroj energie pro nabíjení 4,5V dobíjecí baterie. 4,5 voltový transformátor je snadno dostupný a obvykle se používá v LED nouzová světla . Klesne střídavé napětí 230 V na nízkonapěťové střídavé napětí, které je poté usměrněno plnovlnným usměrňovačem. Díky kondenzátoru C1 je stejnosměrné vlnění zdarma pro nabíjení. Rezistor R1 poskytuje přibližně 80 miliampérů proudu pro nabíjení. Protože je obvod vždy zapojen, je pro nabíjení ideální nízký proud. Dobíjecí baterií použitou v obvodu je 4,5V baterie bezdrátového telefonu.
Pokud je k dispozici síťové napájení, baterie se nabíjí prostřednictvím R1 a D5. Současně získá tranzistor PNP pozitivní předpětí prostřednictvím R1 a zůstane vypnutý. Když dojde k výpadku napájení, reverzní předpětí D5 a základna T1 se stanou zápornými. Poté vede a rozsvítí LED. Po obnovení napájení LED automaticky zhasne.
1W-LED-nouzová lampa
Jak nastavit?
Obvod lze sestavit na malém kousku desky perf. Obvod, transformátor a baterii uzavřete v zásuvce adaptéru. Upevněte LED mimo krabici, nejlépe pomocí reflexního podkladu. Pro tento účel můžete vložit fóliový papír, který bude také fungovat jako chladič pro LED. Jelikož vysoký proud protéká T1, když LED svítí, vyžaduje T1 chladič. 1 W bílá LED stála kolem Rs.50 a baterie Rs.150.
- Automatické světlo pomocí 1 W LED
Tady je Automatická lampa využívající vysoký výkon Bílá LED, která se rozsvítí večer a zůstane svítit až do rána. V dnešní době se používají bílé LED diody, které na rozdíl od klasických plynových výbojek potřebují k napájení a ovládání jednoduchý stejnosměrný zdroj. Použitá LED má výkon 1 W a k napájení zařízení se používá regulované napájení bez transformátoru.
Fungování systému
Kondenzátory c1 a c2 snižují střídavé napětí na nižší hodnotu. Normálně se používají kondenzátory vysoké hodnoty. Sekce můstkového usměrňovače produkuje pulzující stejnosměrný výstup ze střídavého signálu. Kondenzátor odstraňuje střídavé vlnění přítomné ve stejnosměrném signálu. Tento filtrovaný signál je aplikován na zenerovou diodu, která poskytuje regulovaný stejnosměrný výstup přes jeho terminál. Kondenzátor c3 obecně umožňuje, aby jím procházel střídavý signál a blokoval stejnosměrný signál. Působí jako obtokový prvek. LDR a T1 tvoří spínač citlivý na světlo pro zapnutí / vypnutí LED. LDR nabízí vysokou odolnost ve tmě a nízkou odolnost ve světle. Takže během dne bude LDR vést a základna T1 bude stažena k potenciálu země a zůstane vypnutá, aby vypnula bílou LED. Během noci, kdy denní světlo ustává, se zvyšuje odpor LDR a T1 získává dostatečné zkreslení a vedení základny. Poté se rozsvítí LED připojená ke kolektoru T1. BD 139 je středně výkonný NPN tranzistor a jeho pinové připojení je zepředu - základna - kolektor - vysílač. Chladič je pro T1 nezbytný, protože LED prochází kolem 100 miliampérů. LED použitá v obvodu je 1 wattová bílá LED, která má pokles dopředného napětí o 3,3 voltu a pro dosažení plného jasu vyžaduje proud 350 miliampérů.
- Přenosná nouzová lampa cum Mobilní nabíječka
Zde je přenosná nouzová lampa cum Mobile nabíječka. Využívá vysoce jasnou bílou LED, která dokáže v místnosti poskytnout dostatek světla při výpadku napájení. Bílá LED může být LED Indium Gallium Nitride, která vyzařuje namodralé bílé světlo, které může být filtrováno pomocí fosforového filtru v čočce nebo pomocí směsi vícebarevných LED. Lze jej také použít jako mobilní nabíječku v režimu plug in i během cesty.
Fungování systému
Napájení obvodu je odvozeno z 0-6 voltových transformátorů 300 mA, plného vlnového usměrňovače obsahujícího D1 až D4 a vyhlazovacího kondenzátoru C1. Nouzový světelný obvod se skládá z diody D5, rezistoru R2 a tranzistoru T1. Když je k dispozici síťové napájení, dioda D5 předpíná dopředu a 6voltová baterie se nabíjí přes rezistor R2. PNP tranzistor T1 bude současně vedení, protože jeho základna je udržována vysoko přes R1. Bílá LED připojená ke kolektoru T1 zůstane zhasnutá. Když selže napájení ze sítě, reverzní předpětí D5 a základna T1 dostane negativní předpětí a vede. Bílá LED se poté rozsvítí pomocí energie z baterie. Sekce mobilní nabíječky obvodu se skládá z regulovaného napájecího zdroje založeného na Zenerovi. Nabíjecí proud lze odebírat z bodů A a B pomocí vhodného konektoru.
Přenosná nouzová světelná mobilní nabíječka
Nyní doufám, že máte představu o konceptu světelných zdrojů LED a pokud máte nějaké dotazy z článku a z projektů elektronických elektronik, nechte sekci komentáře níže.
