3 причины, по которым светодиоды используются в качестве источника света по сравнению с лампами HID
- У светодиодов нет нити накала, которая может перегореть или сломаться, поэтому они служат намного дольше, чем обычные лампы. Учитывая, что в очень маленьком полупроводниковом кристалле работает светодиод, они очень долговечны и, как правило, служат многие тысячи часов.
- Светодиоды включаются мгновенно, как галогенные лампы, и поэтому удобны для использования в приложениях, которые подвержены частым или потенциальным циклам включения и выключения. И наоборот, HID-лампы более хрупкие и должны нагреваться (15-25 секунд) во время зажигания.
- Светодиодные технологии стремительно меняются, и можно ожидать, что светодиоды в конечном итоге превзойдут по своим характеристикам HID-освещение.
Как светодиод используется в качестве источника света?
Светоизлучающие диоды (LED) - это источники света, в которых используются диоды, которые излучают свет при подключении в цепи. Эффект представляет собой форму электролюминесценции, при которой светодиоды испускают большое количество фотонов наружу. Светодиод помещен в пластиковую колбу, которая концентрирует источник света. Наиболее важной частью светодиода является полупроводниковый чип, расположенный в центре. источник света. Он состоит из областей p и n с переходом между ними. В области p преобладают положительные электрические заряды, а в области n - отрицательные электрические заряды. Соединение представляет собой своего рода стену между двумя областями, блокирующую прохождение носителей заряда между двумя областями.
Когда к полупроводниковому кристаллу приложено достаточное напряжение, электроны могут легко перемещаться через переход, где они немедленно притягиваются к положительным силам в p-области. Когда электрон движется достаточно близко к положительному заряду в p-области, два заряда «повторно объединяются».
Когда электрон соединяется с положительным ионом, электрическая потенциальная энергия преобразуется в электромагнитную энергию, и это происходит в форме излучения фотона света.
Этот фотон имеет частоту, определяемую характеристиками полупроводникового материала (обычно это комбинация химических элементов галлия, мышьяка и фосфора).
Светодиоды, излучающие разные цвета, изготовлены из разных полупроводниковых материалов. Проще говоря, светодиоды представляют собой небольшие компоненты электрической схемы, которые действуют как лампочка без нити накала. Светодиоды освещаются исключительно движением электронов в полупроводниковом материале, что делает их энергоэффективными и чрезвычайно устойчивыми в течение длительных периодов времени.
Какой тип светодиода используется в осветительных приборах?
Белый светодиод - самая захватывающая новая технология освещения с момента появления люминесцентных ламп. Светодиоды высокой интенсивности сейчас популярны из-за их высоких требований к низкому току. Белые светодиоды высокой яркости все чаще используются в системах освещения в качестве меры по экономии энергии. Применение белого светодиода включает в себя подсветку в мобильных телефонах, подсветку ЖК-дисплея, освещение дома и автомобиля, табло и т. Д. Светодиоды чрезвычайно малы по размеру, потребляют мало энергии и эффективно преобразуют электричество в свет.
Почему предпочтительнее белый светодиод?
Светодиод с высокой мощностью обычно дает около 75-100 люмен на ватт за счет тока 350 миллиампер. Потери энергии из-за тепла в светодиодах практически нулевые, и они имеют очень долгий срок службы, составляющий тысячи часов. Светодиоды - это экологически чистые устройства, поскольку они не содержат свинца и ртути. В отличие от люминесцентных ламп светодиоды не излучают УФ-лучи.
Белый светодиод мощностью A1 Вт дает световой поток около 100 лм, которого достаточно для освещения ограниченного пространства. Количество света, излучаемого источником света, измеряется в люменах. Например, лампа мощностью 60 Вт излучает 730 люмен, а галогенная лампа мощностью 50 Вт - 900 люмен. Площадь каждого светодиодного чипа составляет всего один квадратный миллиметр, что обеспечивает очень концентрированную общую светимость.
Прямое падение напряжения белого светодиода мощностью 1 Вт составляет 3,3 В и потребляет ток 350 мА. Таким образом, обычному белому светодиоду требуется 3 вольта и ток около 40 мА для обеспечения максимальной яркости.
Белые светодиоды высокой мощности могут работать при большом токе от сотен миллиампер до ампера для получения света высокой интенсивности. Некоторые модели могут производить световой поток более тысячи люмен. Светодиоды HPLED должны быть установлены на радиаторе, чтобы обеспечить рассеивание тепла, в противном случае устройство легко повредится.
2 способа построить белый светодиод
- Метод включает покрытие светодиодного чипа (в основном синего цвета из нитрида галлия индия, InGaN) люминофором разных цветов для получения белого света. Часть светового спектра, соответствующая синему свету, передается в более длинноволновую область посредством процесса, известного как стоксов сдвиг. Белый свет белых светодиодов исходит из узкополосного синего цвета, естественным образом излучаемого GaN-светодиодами, плюс широкий спектр желтого цвета, создаваемый люминофорным покрытием на кристалле, которое поглощает часть синего и преобразует его в желтый. InGaN может производить рабочие длины волн от зеленого до ультрафиолетового, изменяя относительные количества индия и галлия в процессе производства. Обычно используемый люминофор - это иттрий-алюминиевый гранат, легированный церием, или Ce3 + YAG.
- Белые светодиоды также могут быть изготовлены путем покрытия светодиодов, излучающих в ближнем УФ-диапазоне, смесью высокоэффективных красных и синих излучающих люминофоров на основе европия плюс излучающих зеленый медь и легированный алюминием сульфид цинка. Этот метод похож на работу люминесцентных ламп. Этот метод менее эффективен, чем синий светодиод с люминофором, поскольку стоксов сдвиг больше, и поэтому больше энергии преобразуется в тепло. Другой недостаток заключается в том, что УФ-свет может просачиваться из-за неисправного светодиода и причинять вред человеческим глазам или коже.
3 Применение светодиодов в качестве источника света
- Светодиодная аварийная лампа
Его можно подключить к розетке переменного тока, и он загорается в момент отключения электроэнергии. Он излучает холодный белый свет в комнате, которого также достаточно для чтения. Он питается от аккумулятора беспроводного телефона на 4,5 В и использует белый светодиод мощностью 1 Вт.
Работа системы
В схеме используется небольшой понижающий трансформатор на 4,5 В на 300 мА, мостовой выпрямитель, состоящий из D1 - D4 и сглаживающий конденсатор C1, в качестве источника питания для зарядки аккумуляторной батареи на 4,5 В. Трансформатор на 4,5 В легко доступен и обычно используется в Светодиодные аварийные фонари . Он понижает 230 В переменного тока до низкого переменного тока, который затем выпрямляется двухполупериодным выпрямителем. Конденсатор C1 освобождает постоянный ток от пульсации для зарядки. Резистор R1 обеспечивает для зарядки ток около 80 мА. Поскольку цепь всегда подключена к сети, низкий ток идеально подходит для зарядки. Перезаряжаемый аккумулятор, используемый в схеме, представляет собой аккумулятор для беспроводного телефона на 4,5 В.
При наличии сетевого питания аккумулятор заряжается через R1 и D5. В то же время транзистор PNP получает положительное смещение через R1 и остается выключенным. При сбое питания D5 смещается в обратном направлении, и база T1 становится отрицательной. Затем он проводит и зажигает светодиод. При возобновлении подачи питания светодиод автоматически выключается.
1Вт-LED-Аварийная лампа
Как установить?
Схема может быть собрана на небольшом куске перфорированной платы. Поместите схему, трансформатор и батарею в переходную коробку. Зафиксируйте светодиод вне коробки, желательно с отражающим фоном. Для этого можно наклеить фольгу, которая также будет служить радиатором для светодиода. Поскольку при включении светодиода через T1 протекает большой ток, для T1 требуется радиатор. Белый светодиод мощностью 1 Вт стоит около 50 рупий, а батарея - 150 рупий.
- Автоматическая лампа с использованием светодиода 1 Вт
Вот Автоматическая лампа с высокой мощностью Белый светодиод, который загорается вечером и горит до утра. В наши дни используются белые светодиоды, поскольку для их питания и управления им нужен простой источник постоянного тока, в отличие от газоразрядных ламп накаливания. Используемый светодиод имеет мощность 1 Вт, а для питания устройства используется регулируемый источник питания без трансформатора.
Работа системы
Конденсаторы c1 и c2 понижают напряжение переменного тока до более низкого значения. Обычно используются конденсаторы высокой емкости. Секция мостового выпрямителя формирует пульсирующий выход постоянного тока из сигнала переменного тока. Конденсатор устраняет пульсации переменного тока, присутствующие в сигнале постоянного тока. Этот отфильтрованный сигнал подается на стабилитрон, который обеспечивает регулируемый выход постоянного тока на своем выводе. Конденсатор c3 обычно пропускает через себя сигнал переменного тока и блокирует сигнал постоянного тока. Он действует как обходной элемент. LDR и T1 образуют светочувствительный переключатель для включения / выключения светодиода. LDR обеспечивает высокое сопротивление в темноте и низкое сопротивление на свету. Таким образом, в дневное время LDR проводит, и база T1 будет подтянута к потенциалу земли, и он останется выключенным, чтобы выключить белый светодиод. В ночное время, когда дневной свет прекращается, сопротивление LDR увеличивается, и T1 получает достаточное базовое смещение и проводит. Затем загорится светодиод, подключенный к коллектору T1. BD 139 - это NPN-транзистор средней мощности, а его контакты на передней панели: База - Коллектор - Эмиттер. Радиатор необходим для T1, так как светодиод пропускает ток около 100 мА. Светодиод, используемый в схеме, представляет собой белый светодиод мощностью 1 Вт, который имеет прямое падение напряжения 3,3 В и требует тока 350 мА для получения полной яркости.
- Портативная аварийная лампа с мобильным зарядным устройством
Вот портативная аварийная лампа и мобильное зарядное устройство. В нем используется белый светодиод высокой яркости, который может дать достаточно света в комнате при отключении сетевого питания. Белый светодиод может быть светодиодом из нитрида индия-галлия, который излучает голубовато-белый свет, который можно отфильтровать с помощью фосфорного фильтра в линзе или с помощью смеси разноцветных светодиодов. Его также можно использовать в качестве мобильного зарядного устройства в режиме Plug-in, а также во время путешествия.
Работа системы
Питание схемы осуществляется от понижающих трансформаторов 0–6 В на 300 мА, двухполупериодного выпрямителя, состоящего из D1 - D4 и сглаживающего конденсатора C1. Цепь аварийного освещения состоит из диода D5, резистора R2 и транзистора T1.При наличии сетевого питания диод D5 смещается в прямом направлении и батарея на 6 В заряжается через резистор R2. В то же время транзистор PNP T1 будет отключен. проводимость, так как его основание поддерживается на высоком уровне через R1. Белый светодиод, подключенный к коллектору T1, остается выключенным. Когда сетевое питание пропадает, D5 смещает в обратном направлении, и база T1 получает отрицательное смещение и проводит. Затем включается белый светодиод, используя питание от аккумулятора. Часть схемы мобильного зарядного устройства состоит из стабилизированного источника питания на основе стабилитрона. Зарядный ток может быть отведен из точек A и B с помощью подходящего разъема.
Портативное аварийное освещение и мобильное зарядное устройство
Теперь я надеюсь, что у вас есть представление о концепции светодиодных источников света, и если у вас есть какие-либо вопросы из статьи и из проектов электротехники, оставьте раздел комментариев ниже.
