Svet svieti v novom svetle svetelných diód
Za posledné desaťročie osvetlenie LED doslova preniklo do nášho života a zmenilo ho na neuznanie. LED diódy (LED) sa používajú takmer všade. Výmena luminiscenčných lámp prispeli k novému vývoju displeja z tekutých kryštálov: technológia sa stala kompaktnou, mali tenké farebné telefóny, smartfóny, tablety, ultratenké televízory a monitory.
To všetko prispelo k výraznému zníženiu spotreby elektrickej energie. Z toho istého dôvodu je vo vyspelých mestách už dlhšie bežné osvetlenie v uliciach. Ako ste už pochopili, dnešný článok bude úplne venovaný LED.
Klady a zápory LED osvetlenia
LED žiarovka s korónou LED
Ako každá iná vec, LED diódy majú pozitívne a negatívne vlastnosti, ktoré musia byť známe.
Výhody LED osvetlenia
Začnime tým, čo nazývame výhody takéhoto osvetlenia, aby sme pochopili, prečo sa rýchlo stal populárnym a schopným presunúť svojich konkurentov.
Porovnanie luminiscenčných a LED svietidiel
- V porovnaní s predchádzajúcimi generáciami zdrojov svetla diódy vyžarujúce svetlo (LED diódy, LED diódy, diódy vyžarujúce svetlo) výrazne úspornejšie využívajú elektrickú energiu. V kombinácii s rezonančným napájaním dosiahne svetelný výkon 120 wattov pri 1 watte. Pre porovnanie - žiarivky majú index 60-100 Lm /W a žiarovky - 10-24.
- Veľmi dlhá životnosť, ktorá závisí predovšetkým od obvodov zdrojov energie a kvality použitých rádiových komponentov. Pri tepelnom režime je tento indikátor schopný dosiahnuť neuveriteľný počet 36 až 72 tisíc hodín. Pre porovnanie - životnosť žiarovky je 1000 hodín a luminiscenčná energia - 10 - 20 tisíc hodín. Úspory teda nie sú spôsobené iba nižšou spotrebou energie
Zaujímavé vedieť! V skutočnosti, výrobcovia nie sú schopní vykonať správne testovacie životnosť cez neustále zmeny a vývoj technológií, a pre stanovenie predikciu životnosť použitím rôznych techník, ako je TM-21 IESNA LM -80.
- Poćas trvania prevádzky nie je poćet inklúzií /výnimiek úćinný.
- Na dosiahnutie žiarenia v požadovanom rozmedzí nie je nutné používať filtre ako sú žiarivky.
- S LED diódami môžete usporiadať smerové osvetlenie bez použitia reflektorov, ale táto funkcia môže byť považovaná za mínus, ale trochu neskôr. Zmena uhla žiarenia LED je možná pri použití kompaktných šošoviek.
LED diód vo svetlometoch
- Ďalšou významnou výhodou oproti luminiscenčnému osvetleniu je nedostatok zotrvačnosti pri zapínaní a vypínaní. Z tohto dôvodu môžu byť LED diódy použité v inštaláciách s dynamickým osvetlením.
- Pri použití špeciálnych LED diódstmievače je možné plynulo meniť intenzitu žiaru svietidiel.
- LED diódy sú šetrné k životnému prostrediu, nepoužívajú ortuť, ako v prípade žiariviek.
- LED sú kompaktné. Pozostávajú z oveľa menšieho množstva materiálov vzácnych zemín.
Ľahký kryt LED
- Diódy s najvyššou svetlosou a puzdro pre ich svietidlá sú veľmi silné. Pozrite sa na fotku vyššie. Svietidlo má pevnú plastovú banku a množstvo rebier v základni, ktoré je navyše radiátorom na odvádzanie tepla. Takýto dizajn je odolný proti pádom a vibráciám, pretože tam nie sú vlákna a iné citlivé komponenty.
- prakticky žiadne infračervené a ultrafialové žiarenie.
- Energeticky úsporné žiarovky vyžarujú málo tepla, ktoré môžu byť použité v kúrenísk a kompaktných výbojok, nie zo strachu z požiaru.
- Okrem toho si zaslúži pozornosť elektrickej bezpečnosti týchto svietidiel. Pracujú pri nízkom napätí.
Súhlasím, zoznam dávok je dosť veľký.
Nevýhody LED osvetlenia
Ale ako vždy existuje "lyžica dechtu". Pozrime sa na zoznam problémov LED, ktoré ešte neboli vyriešené:
Masívne radiátory pre chladiace LED lampy
- Hlavnou nevýhodou LED osvetlenie je teplo, ktoré nie je rozptyľuje spolu so emisie svetla, a perelayetsya v pivnici, čo spôsobuje prehriatie diabetes.Kvôli tomu je pri vysokých kapacitách žiarovky vybavené chladičom naktorých kvalita je vysoká. Takže, aby sa rozptýlil 5 wattov tepelného žiarenia polovodiča, radiátor s plochou 100 cm? Musí byť použitý. Potreba inštalácie radiátora spôsobuje, že lampa je drahšia a značne komplikuje výrobu kompaktných žiaroviek s výkonom viac ako 15 W pre štandardné základne E14 a E27.
- Pri prehriatí LED diód je veľmi rýchlo mimo prevádzky, preto sa neodporúča inštalovať na miestach, kde teplota okolia prekračuje 100 stupňov Celzia.Patria sem: osvetlenie vedenia sauny, osvetlenie vnútri rúry alebo mikrovlnné rúry atď.
- Na napájanie LED diód je potrebné nízke napätie.Pretože vo verejných elektrických sieťach je 220, je potrebné použiť prevodník DC na napájanie jednotlivých LED diód. Nemôže ovplyvniť rozmery a spoľahlivosť takejto schémy, ktorá navyše vyžaduje dodatočnú ochranu.
Schéma zapojenia LED diód
- LED diódy sú jednosmerným zdrojom svetla.Uhol osvetlenia vo väčšine týchto svietidiel nepresahuje 120 stupňov.
- Niektoré typy LED sú konzistentné.Z tohto dôvodu lampa nemôže pokračovať v práci, dokonca aj vtedy, keď vyhorela len jedna dióda (ako girlanda).
- Ďalšou nevýhodou je cena, ktorá je niekoľkonásobne vyššia ako cena dobrých žiaroviek.V poslednej dobe však existuje tendencia k zníženiu nákladov a dnes je možné zakúpiť dobré svetlo s kapacitou 6 až 8W za 120 až 150 rubľov.
- Nie všetky LED diódy majú vyššie uvedený indikátor výstupu svetla.Pri lacných lampách sériovej výroby je táto hodnota 80-110 Lm /W. Podľa tohto indikátora sú sodíkové výbojky DNaT s plynovou výbojkou umiestnené v predných polohách - svetelný výkon 1 W je 150 až 200 Lumen. Ide o sodíkové lampy, ktoré sa používajú predovšetkým na osvetlenie ulíc, aj keď osvetlenie na ľade je takisto veľmi populárne a získava dynamiku.
- Spektrum žiariviek v LED diódach sa líši od slnečného žiarenia, takže výrobcovia sú neustále nútení vybrať si medzi kvalitou a výkonom.Avšak správne vybrané luminofory umožňujú vytvárať žiaru, ktorá z hľadiska prenosu farieb nebude najlepším predstaviteľom luminiscenčného osvetlenia.
- S LED svietidlami môžete použiť stmievač žiaroviek prostredníctvom zabudovaného sekundárneho zdroja napájania, aj keď stále existujú lampy vhodné na takéto pripojenie.Ich cena bude vyššia o 30% a nastavenie jasu náhle nastane od menovitej na 20% kapacity a úplné vylúčenie. Ak používate stmievač LED, nastavenie sa nebude líšiť od bežného.
LED stmievač
- Lacné lampy majú nepekný zvlnenie, čo je dvojnásobok frekvencie elektrickej siete, ktorá je v našom Rossi a SNS lampy bude blikať pri frekvencii 100 Hz. Tale nepríjemne blikanie pre ľudské oko, ale spôsobuje nepohodlie a môže nepriaznivo ovplyvniť zdravie.
ModráŠkála LED svetla je tiež škodlivá - sprísňuje oči a môže po dlhšej expozícii poškodiť sietnicu oka.
Navyše sme si vyzdvihli video pre vás, kde sú LED žiarovky povedané a zobrazené veľa zaujímavých vecí.
Použitie LED osvetlenia
Kde sú najbežnejšie používané LED diódy? Ako sme sa dokázali ubezpečiť, táto technológia ešte nie je plne využitá a niekedy nevýhody prekonávajú všetky výhody. Samozrejme, existujú aj oblasti, v ktorých je nahradenie osvetlenia vedené viac ako oprávnené.
LED Street Lighting
V prvom rade ide o vonkajšie osvetlenie ulíc miest a prímestských chodníkov (pozri Kde je použitie vonkajšieho LED osvetlenia). Mnoho krajín začalo nahradiť staré ortuťové lampy novými, LED diódami. Európa bola lídrom, kde investície do LED osvetlenia boli dvakrát väčšie ako bežné. Očakávané úspory sú 60-70%.
Súkromné mestá, ako napríklad fínsky Turku, plánujú úplný prechod na osvetlenie LED. Napríklad v uvedenom meste sa podarilo ušetriť 1,38600 KW, čo je porovnateľné s priemernou ročnou konzumáciou 1300 jednopodlažných budov.
Ručná LED svietidlo
Vzhľadom k svojej účinnosti, jasnosti a bezpečnostných diód sú široko používané v projektoroch, lampy, automobilové svetlomety, semaforov, domáce osvetlenie lampy a kompaktné prenosné ručné svietidlá, svetelný výkon, ktorý môže byť až 5000 lm.
Používajú sa tiež:
bytLED semafor
- Ako indikátory na rôznych zariadeniach vrátane elektronického zobrazovania hodín;
LED zobrazovacia doska
- veľké bulvárne tabuľky a chodníky;
Optočlen s LED v strede
- V optočlenoch;
- Vytvorenie optického modulovaného žiarenia;
Duralight Cord
- Flexibilné šnúry z PVC - Duralight;
- Na USB;
- Rôzne hračky;
LED dopravná značka
- svetelné návestidlá;
- V poslednej dobe prišli LED diódy k pestovaniu rastlín.
Dekoratívne osvetlenie diódami vyžarujúcimi svetlo sa ľahko montuje vlastnými rukami
LED diódy sa perfektne hodia na slávnostné a dekoratívne pouličné osvetlenie. Na uľahčenie inštalácie okolo obvodov budov a iných ťažko dostupných miest bol vyvinutý LED pás.
Pomocou tejto funkcie môžete dokončiť osvetlenie objektu so zložitou geometriou v akomkoľvek dostupnom farebnom spektre. Stuha visí na domoch, stromoch, pamiatkach a iných objektoch.
Zaujímavé fakty o LED
Táto kapitola bude zaujímavá pre ľudí, ktorí chcú rozšíriť svoje obzory a podrobne zistiť vlastnosti IUD. Budeme hovoriť o veciach, ktoré zvyčajne spadajú do podobných článkov, ale táto informácia môže byť pre niekoho veľmi zaujímavá.
Čo je LED a akopracuje
Zverejníme tajomstvo LED
LED diódy - Jedná sa o polovodičové zariadenie s p-n-junction (electron-hole). Pri jeho prechode vytvára elektrický prúd elektromagnetické žiarenie viditeľné ľudským okom.
V momente prechodu elektrického prúdu v smere dopredu sa elektróny a otvory (nosiče náboja), pretože elektróny prechádzajú z jednej úrovne do druhej, sa rekombinujú so žiarením z fotónov.
Veľa polovodičov je známe ľudstvu, ale nie všetci z nich dokážu efektívne vyžarovať. Výhodne sa rozsvietia iné polovodiče, ako napríklad AIIIBV a AIIIBVI. Výrobcovia kombinujú zloženie polovodičov a vytvárajú potrebné vlnové dĺžky žiarenia - od infračerveného až po ultrafialové.
História vzhľadu
Vývoj svetelných zariadení
Britský experimentátor Henry Round, opäť v roku 1907, najprv odhalil žiariacu žiariu z pevnej diódy. Chýbal elektrickým prúdom cez karbid kremíka (karbid) a všimol si orodie, žltej a zelenej žiary na katóde. V podstate objavil a opísal účinok elektroluminiscencie.
V roku 1923 bol rovnaký objav opakovane, ale nezávisle od sovietskeho vedca-fyzika O.V. Losev. Počas práce v rozhlasovej laboratóriu v Nižnom Novgorode objavil slabú žiara v mieste styku medzi dvomi rôznymi materiálmi (pracoval s párom karborundového oceľového drôtu).
OV Losev - sovietsky experimentálny fyzik
To bol objavpublikované vo vedeckej literatúre, ale praktická aplikácia v tom čase, nebolo preto zistené, že ďalší výskum sa neobnovil viac ako dvanásť rokov. Samotný Losev však dokázal nájsť takmer veľa váhy, čo naznačuje, že objav by sa mohol použiť na vytvorenie bezsvetlých svetelných zdrojov bez vákua schopných pracovať pri veľmi nízkom napätí (asi 10 V). Dokázal tiež, že elektrická luminiscencia sa vyskytuje v oblasti spojenia dvoch materiálov.
V roku 1961 dostali dvaja fyzici Harry Pittman a Robert Brayard patent na vynález prvej infračervenej svetelnej diódy.
LED infračervené diódy
Zaujímavé vedieť! Tieto diódy sa stále používajú v diaľkových ovládačoch pre domáce spotrebiče.
Svetová svetelná dióda vo viditeľnom rozsahu (červená) bola vyvinutá Nickom Holoniacom, ktorý pracoval pre spoločnosť General Electric. To je on, kto je považovaný za tvorcu moderných LED.
O niečo neskôr, jeho bývalý študent, George Crowford, ukazuje prvú svetelnú diódu, ktorá vyžaruje žlté svetlo. Dokončil dizajn diódy v Hologanech, pričom jeho účinnosť sa zvýšila desaťkrát - to bolo vykonané v roku 1972.
"Otec" LED osvetlenia Nicholas Holonyak
Svetová svetelná dióda s vysokým jasom vytvára v roku 1976 T. Pirsol. Jeho vynález bol určený na použitie v telekomunikáciách na optických komunikačných linkách.
Pretože do roku 1968 cena LED diód bola neuveriteľne vysoká (až 200 dolárov za kus), ich praktickéaplikácia prakticky chýbala. V roku 1971 výskum Jacquesa Pankova v americkej laboratóriu RCA viedol k vytvoreniu modrej LED. Súčasne bola zorganizovaná prvá sériová výroba.
LED televízory sú veľmi tenké a jasné
Na začiatku deväťdesiatych rokov vytvorili japonskí vývojári Isam Akasaka a Hiroshi Amano lacnú modrú LED, ktorá získala Nobelovu cenu v roku 2014. Táto dióda v kombinácii s červenou a zelenou farbou poskytuje jasné biele svetlo s vysokou energetickou účinnosťou. Tento jav slúžil ako impulz pre vytváranie LED osvetlenia a LED podsvietených displejov s tekutými kryštálmi.
Obvody pre diódy LED
Schéma vodičov LED
LED začne pracovať, keď prechádza prúdom v smere dopredu (rovnako ako akýkoľvek polovodič, prechádza prúdom iba v jednom smere). To znamená, že anóda a katóda majú odlišný potenciál. Prúd začína bežať len pri dosiahnutí prahového napätia v obvode, čo umožňuje vysoký stupeň pravdepodobnosti určenia materiálu polovodiča.
LED diódy vyžadujú ovládače - prevodníky prúdu.
LED je pripojená k zdroju prúdu kvôli prudko sa zvyšujúcim charakteristikám volt-amperu prechodu elektrónových dier. SD je pripojený k zdroju napätia cez odpor, ktorý obmedzuje prúd v obvode. Časť LED diód je usporiadaná tak, že prúd obmedzuje zabudovaný obvod. Pre nich je vždy indikovaný povolený rozsah napätia.
vodičdióda vyžarujúca svetlo
Ak pripájate LED na zdroj napätia, ktorý prekračuje deklarovaný pokles napätia, potom je možné, že prúd prekročí prípustné hodnoty, čo spôsobí prehriatie LED a okamžite zlyhá. Preto je v schéme nevyhnutne sériovo pripojený rezistor alebo schéma modulácie šírky impulzov (PWM). Druhá možnosť je schopná obmedziť prúd v požadovanom rozsahu a nastaviť jas.
LED majú nízke reverzné poruchové napätie, takže je neprijateľné dodávať napätie s reverznou polaritou zo zdroja, ktorý má malú vnútornú impedanciu. V obvodoch, kde je možné reverzné napätie, LED dióda je chránená jednoduchou diódou, ktorá je paralelne prepojená s opačnou polaritou.
OLED - organické LED
organické LED diódy
Nedávno svet videl prvé organické LED, ktoré sú viacvrstvovými štruktúrami vyrobenými z organických zlúčenín. Sú schopné efektívne vyžarovať svetlo pri prechode elektrickým prúdom.
Hlavnou aplikáciou tohto vývoja je vytvorenie obrazoviek (displejov), ktoré môžu prípadne nahradiť matrice z tekutých kryštálov. Pomôže to znížiť výrobné náklady, zatiaľ však cena tohto produktu je oveľa vyššia.
Obrázky na takýchto zariadeniach sú jasnejšie a kontrastnejšie, ale problémom zostáva ich životnosť. Faktom je, že modré OLED nie sú schopné pracovať dlhšie ako 17 000 tisíc hodín (asi 2 roky starétrvalé fungovanie), zatiaľ čo červená a zelená môžu trvať niekoľkokrát dlhšie. Keď sú modré LED diódy vypnuté, dochádza k skresleniu farby, to znamená, že sa monitor stane chybným.
Zaujímavé vedieť! Organické LED diódy našli svoju škálu v zariadeniach, ktoré netrvajú dlhšie, a to: smartfóny, navigátory, tablety a dokonca aj zariadenia na nočné videnie.
Najväčší výrobcovia LED
Sériová výroba LED diód
Dnes najväčším výrobcom je japonská spoločnosť Nichia Corporation. Je to tá istá spoločnosť, v ktorej boli vytvorené lacné modré a biele LED diódy. Vykazujú najvyššie tržby za najlepšie polovodiče.
Je možné pripomenúť aj tieto spoločnosti:
- Royal Phillips Electronics;
- Cree;
- Emcore Corp .;
- Veeco Instruments;
- Seoul Semiconductor;
- Nemecko Aixtron.
V Rusku sú najväčšie spoločnosti vyrábajúce svetelné diódy spoločnosti "Optogan" a "Svetlana-Optoelektronika", ktorých výrobky sú konkurencieschopné aj v Európe. Obe podniky sa nachádzajú v Petrohrade.
Produkty spoločnosti "Optogan"
"Optogan" bol vytvorený s podporou GC "Rosnano". Spoločnosť vyrába diódy ako aj matrice a čipy.
Produkty spoločnosti "Svetlana-Optoelektronika"
Svetlana-optoelektronika je jedinečný podnik svojho druhudokázal v krajine organizovať celý technologický cyklus: od štádia vývoja až po etapu výroby. Vyrábajú osvetľovacie systémy akejkoľvek triedy, ako aj inteligentné automatické systémy riadenia osvetlenia.
Samsung v regióne Kaluga
Môžete tiež spomenúť dcérsku spoločnosť Samsung Electronics, ktorá sa nachádza v oblasti Kaluga. Vyrábajú nielen LED diódy, ale aj LED podsvietené televízory.
Formy svietidiel a typy základov
Ak ste sa napriek tomu rozhodli vymeniť lampy v dome na LED, potom nebudete potrebovať žiadnu inštrukciu - stačí poznať len typ čiapočky, ktorá je nainštalovaná vo vašom svetle. Pre domáce LED žiarovky sa používajú nasledujúce typy základov:
základňa E14
- E14 - štandardná kompaktná pivnica, ktorú sme videli na svietnikoch;
základňa E27
- E27 - založenie Edisonu, ktoré slúži ľudskej viere a pravde, teraz viac ako 100 rokov;
základňa E40
- E40 - to je druh sokla pre pouličné a priemyselné osvetlenie;
základňa G4
- G4, G9, G3, GU10 - tieto typy podložiek sú vybavené svietidlami pre bodové svietidlá, ako aj najmenšie svietidlá pre dizajnérske lustre.
Rôzne tvary LED svietidiel
Svietidlá LED sa dodávajú v rôznych veľkostiach a tvaroch. Odlišujú sa od seba a od uhla difúzie svetelného žiarenia.
Rozlišujte tieto typy LED diódlampy:
- Štandardné "hruškovité";
- guľovitý;
- sviečka;
- "Sviečka vo vetre" - zakrivený hrot svietidla, ktorý imituje vietor, ktorý sa chveje;
- Tube - podľa typu typických žiariviek;
- "Kukurica" - lampa s najvyšším uhlom rozptylu - vyzerá podobne ako kultúra.
Tu je prehľad našich amatérskych vyhľadávaní vo svete LED diód. Zmena svetelného zdroja na LED je dnes viac ako odôvodnená, pretože lacné a trvanlivé LED diódy značne znižujú náklady na elektrickú energiu, výnimky vytvárajú len miesta s vysokými teplotami okolia. Všetko je v poriadku, náš drahý čitateľ!
