LED fényforrások

3 ok, amiért a LED-eket fényforrásként használják a HID lámpákhoz képest

• A LED-eknek nincs izzószála, hogy kiégjen vagy eltörjön, ezért sokkal hosszabb ideig tartanak, mint a hagyományos izzók. Tekintettel arra, hogy egy nagyon kicsi félvezető chip LED-et futtat, ezek nagyon tartósak és általában sok ezer óráig tartanak.
• A LED-ek „azonnal bekapcsolnak”, hasonlóan a halogén lámpákhoz, és így kényelmesen használhatók olyan alkalmazásokban, amelyek gyakran vagy potenciálisan ki-be kapcsolhatók. Ezzel ellentétben a HID lámpák törékenyebbek és gyújtás közben fel kell melegedniük (15-25 másodperc)
• A LED-technológia gyorsan változik, és előre látható, hogy a LED-ek végül felülmúlják a HID-világítás teljesítményét.

Hogyan használják a LED-t fényforrásként?

A fénykibocsátó diódák (LED) olyan diódákat használó fényforrások, amelyek fényt bocsátanak ki, ha áramkörbe vannak kapcsolva. A hatás az elektro lumineszcencia egyik formája, ahol a LED-ek nagyszámú fotont szabadítanak fel. A LED műanyag izzóban van elhelyezve, amely koncentrálja a fényforrást. A LED legfontosabb része a félvezető chip, amely a a fényforrás. P és n régióból áll, amelyek között van egy kereszteződés. A p régiót pozitív elektromos töltések, az n régiót negatív elektromos töltések dominálják. A csomópont egyfajta fal a két régió között, elzárva a töltéshordozók átjutását a két régió között.

Ha a félvezető chipre elegendő feszültséget alkalmaznak, az elektronok könnyen átmehetnek a kereszteződésen, ahol azonnal vonzódnak a p régió pozitív erőihez. Amikor egy elektron elég közel mozog a pozitív töltéshez a p régióban, a két töltés „újra egyesül”.

Amikor egy elektron egy pozitív ionnal kombinálódik, az elektromos potenciális energia átalakul elektromágneses energiává, és ez a fény fotonjának kibocsátása formájában történik.

Ennek a fotonnak a frekvenciáját a félvezető anyag jellemzői határozzák meg (általában a kálium, a gallium, az arzén és a foszfor kombinációja).

A különböző színt kibocsátó LED-ek különböző félvezető anyagokból készülnek. Egyszerű szavakkal, a LED-ek kis elektromos áramköri alkatrészek, amelyek izzóként működnek, izzószál nélkül. A LED-eket kizárólag az elektronok félvezető anyagban történő mozgása világítja meg, ami energiahatékony és hosszú ideig rendkívül ellenálló.

Milyen típusú LED-et használnak a világító alkalmazásokban?

A fehér LED a legizgalmasabb új világítási technológia a fénycsövek bevezetése óta. A nagy intenzitású LED-ek most népszerűek, mert alacsony az alacsony áramigényük. A magas fényű fehér LED-eket egyre inkább használják a világításban az energiatakarékosság mérésére. A fehér LED alkalmazási körébe tartozik a hátsó megvilágítás a mobiltelefonokban, az LCD háttérvilágítás, az otthoni és a járművilágítás, a kijelző táblák stb.

Miért előnyösebb a White LED?

A magas wattos LED általában körülbelül 75-100 lumen / wattot produkál a 350 milliamper áramerősség terhére. A hő által okozott energiaveszteség gyakorlatilag nulla a LED-eknél, és nagyon hosszú, több ezer órás élettartammal rendelkeznek. A LED-ek környezetbarát eszközök, mivel nem tartalmaznak ólmot vagy higanyt. A fénycsövekkel ellentétben a LED-ek nem bocsátanak ki UV-sugarakat.

Az A1 wattos fehér LED körülbelül 100 lm fényáramot ad, amely elegendő egy zárt terület megvilágításához. A fényforrás által kibocsátott fény mennyiségét lumenben mérjük. Például egy 60 W-os izzó 730 lumen fényt bocsát ki, és egy 50 W-os halogén lámpa 900 lumen. Minden LED-chip területe csak egy négyzetmilliméter, ami nagyon koncentrált teljes fényerőt eredményez

Az 1 wattos fehér LED előremenő feszültségesése 3,3 volt, és 350 milliamper áramot fogyaszt. Így a normál fehér LED-hez 3 volt és kb. 40 mA áram szükséges a maximális fényerő érdekében.

Nagy teljesítményű fehér LED-ek nagy, százmilliós áramerősség mellett egy Amperre vezethetők, hogy nagy intenzitású fényt hozzanak létre. Egyes gyártmányok több mint ezer lumenet képesek előállítani. A HPLED-eket hűtőbordára kell felszerelni, hogy lehetővé váljon a hőelvezetés, különben a készülék könnyen károsodhat.

2 módon lehet megépíteni a fehér LED-et

• A módszer szerint egy LED-chipet (többnyire kék színű, indium-gallium-nitridből, InGaN-ből) vonnak be különböző színű foszforral a fehér fény előállításához. A fényspektrumnak a kék fénynek megfelelő része a hosszabb hullámhosszra kerül, egy Stokes-váltásnak nevezett folyamat révén. A fehér LED-ek fehér fénye a GaN LED-ek által természetesen kibocsátott keskeny sávú kékből származik, plusz egy széles spektrumú sárga, amelyet a szerszám foszforbevonata generál, amely a kék egy részét elnyeli és sárgává alakítja. Az InGaN az üzemi hullámhosszakat zöldtől ultraibolyáig képes előállítani az indium és a gallium relatív mennyiségének változtatásával a gyártás során. Az általánosan használt foszforanyag a ceriummal adalékolt ittrium-alumínium gránát vagy a Ce3 + YAG.
• A fehér LED-ek úgy is elkészíthetők, hogy az UV-sugárzó LED-ek közelében nagy hatékonyságú európium-alapú vörös és kék foszforokat, valamint zöldet kibocsátó réz- és alumínium-adalékolt cink-szulfidot kevernek. Ez hasonló módszer a fénycsövek működéséhez. Ez a módszer kevésbé hatékony, mint a foszforral ellátott kék LED, mivel a Stokes-váltás nagyobb, és ezért több energia alakul hővé. További hátrány, hogy az UV fény szivároghat ki egy hibásan működő LED-ből, és károsíthatja az emberi szemet vagy bőrt.

3 A LED-et fényforrásként alkalmazó alkalmazások

• LED alapú vészlámpa

Csatlakoztatható az AC aljzathoz, és áramkimaradáskor világít. Hűvös fehér fényt bocsát ki a helyiségben, ami olvasási célokra is elegendő. 4,5 V-os vezeték nélküli telefon akkumulátor táplálja, és 1 wattos fehér LED-et használ.

A rendszer működése

Az áramkör egy kis 4,5 voltos, 300 mA-es lépcsős transzformátort, a D1-től D4-ig tartó hidas egyenirányítót és a C1 simító kondenzátort használja tápegységként a 4,5 voltos újratölthető akkumulátor feltöltéséhez. A 4,5 voltos transzformátor könnyen elérhető, és általában a LED vészvilágítás . Eldobja a 230 voltos váltakozó feszültséget kisfeszültségű váltakozó áramra, amelyet a teljes hullámú egyenirányító kijavít. A C1 kondenzátor a DC hullámzását ingyen tölti. Az R1 ellenállás körülbelül 80 milliamper áramot biztosít a töltéshez. Mivel az áramkör mindig be van dugva, az alacsony áram ideális a töltéshez. Az áramkörben használt újratölthető akkumulátor 4,5 voltos vezeték nélküli telefon akkumulátor.
Ha rendelkezésre áll a hálózati áram, az akkumulátor az R1 és D5 kapcsolaton keresztül töltődik. Ugyanakkor a PNP tranzisztor pozitív torzítást kap R1-en keresztül, és kikapcsol. Az áramkimaradáskor a D5 fordított torzítás és a T1 alapja negatív lesz. Ezután vezeti és megvilágítja a LED-et. Az áramellátás újraindulásakor a LED automatikusan kikapcsol.

1W-LED-vészlámpa

Hogyan kell beállítani?

Az áramkört össze lehet állítani egy kis darab perf táblán. Zárja be az áramkört, a transzformátort és az akkumulátort egy dugaszolható adapterdobozba. Javítsa a LED-et a dobozon kívül, lehetőleg fényvisszaverő háttérrel. Erre a célra beilleszthet fóliapapírt. Ez a LED hűtőbordájaként is működik. Mivel a LED világításakor nagy áram folyik a T1-en, a T1 hűtőbordát igényel. 1 wattos fehér LED ára kb. 50, az akkumulátor pedig kb. 150.

• Automatikus lámpa 1 W-os LED-mel

Itt van egy Nagy teljesítményű automatikus lámpa Fehér LED, amely este bekapcsol és reggelig világít. A fehér LED-eket manapság használják, mivel az áramellátáshoz és vezérlésükhöz egyszerű egyenáramú tápegységre van szükségük, ellentétben az izzólámpa kisülőlámpákkal. Az alkalmazott LED névleges teljesítménye 1 W, és a készülék áramellátásához transzformátor nélküli szabályozott tápegységet használnak.

A rendszer működése

A c1 és c2 kondenzátorok alacsonyabb értékre csökkentik az AC feszültséget. Normál esetben nagy értékű kondenzátorokat használnak. A híd egyenirányító szakasza az AC jelből pulzáló DC kimenetet produkál. A kondenzátor eltávolítja az egyenáramú jelben jelenlévő váltakozó áramú hullámokat. Ezt a szűrt jelet a zener diódán keresztül alkalmazzák, amely szabályozott egyenáramú kimenetet biztosít a terminálján. A c3 kondenzátor általában lehetővé teszi az AC jel áthaladását és blokkolja az egyenáramú jelet. Bypass elemet működtet. Az LDR és a T1 fényérzékeny kapcsolót alkot a LED be- és kikapcsolásához. Az LDR sötétben nagy, fényben pedig alacsony ellenállást kínál. Tehát a nap folyamán az LDR vezet, és a T1 alapja a földi potenciálra húzódik, és továbbra is kikapcsol a fehér LED kikapcsolása. Éjszaka, amikor a nappali fény megszűnik, az LDR ellenállása növekszik, és a T1 elegendő alap torzítást kap és vezet. A T1 kollektorhoz csatlakoztatott LED ekkor kigyullad. A BD 139 egy közepes teljesítményű NPN tranzisztor, és érintkezői elölről bázis - kollektor - emitter. Hűtőbordára van szükség a T1 számára, mivel a LED 100 milliamper áram körül halad át. Az áramkörben használt LED az 1 wattos fehér LED, amelynek előremenő feszültségesése 3,3 volt, és a teljes fényerő eléréséhez 350 milliamper áramerősség szükséges.

• Hordozható vészlámpa cum mobil töltő

Itt van egy hordozható vészlámpa cum mobil töltő. Magas, fényes fehér LED-et használ, amely elegendő fényt adhat a helyiségben, ha a hálózati áramkimaradás megszakad. A fehér LED lehet indium-gallium-nitrid LED, amely kékesen fehér fényt bocsát ki, amelyet szűrni lehet a lencsében lévő foszforszűrővel vagy többszínű LED-ek keverékével. Mobil töltőként is használható plug in módban, utazás közben is.

A rendszer működése

Az áramellátás egy 0-6 voltos 300 mA-es transzformátorból, egy teljes hullámú egyenirányítóból áll, amely D1-től D4-ig és a C1 simító kondenzátorból áll. A vészvilágítási áramkör D5 diódából, R2 ellenállásból és a T1 tranzisztorból áll. Ha rendelkezésre áll a hálózati feszültség, a D5 dióda előre torzul és a 6 voltos akkumulátor feltöltődik az R2 ellenálláson keresztül. Ugyanakkor a T1 PNP tranzisztor ki lesz kapcsolva vezetőképességet, mivel az alapját az R1-en keresztül magasan tartják. A T1 kollektorához csatlakoztatott fehér LED nem világít. Amikor a hálózati áramkimaradás megszakad, a D5 megfordítja az előfeszítést, és a T1 alapja negatív torzítást kap, és vezet. A fehér LED ekkor bekapcsol az akkumulátor áramellátásával. Az áramkör mobil töltő része egy Zener alapú szabályozott tápegységből áll. A töltőáram az A és B pontokból megfelelő csatlakozóval csapolható le.

Hordozható vészvilágítási cum mobil töltő

Most remélem, hogy van ötlete a LED fényforrások koncepciójáról, és ha bármilyen kérdése van a cikkből és az elektromos elektronikus projektekből, hagyja el az alábbi megjegyzések részt.