LED svetelné zdroje

3 Dôvody, prečo sa LED používajú ako zdroj svetla v porovnaní so žiarovkami HID

• LED diódy nemajú vlákno na spálenie alebo zlomenie, preto vydržia oveľa dlhšie ako bežné žiarovky. Vzhľadom na to, že na veľmi malom polovodičovom čipu beží LED, sú veľmi odolné a majú tendenciu vydržať mnoho tisíc hodín.
• LED diódy sú „okamžite rozsvietené“, podobne ako halogénové žiarovky, a sú preto vhodné na použitie v aplikáciách, ktoré sú často alebo potenciálne zapnuté / vypnuté. Naopak, žiarovky HID sú krehkejšie a počas zapaľovania sa musia zahrievať (15 - 25 sekúnd)
• Technológia LED sa rýchlo mení a dá sa predpokladať, že LED nakoniec prekonajú výkon HID osvetlenia.

Ako sa používa LED ako zdroj svetla?

Svetelné diódy (LED) sú svetelné zdroje využívajúce diódy, ktoré emitujú svetlo pri pripojení k obvodu. Účinkom je forma elektroluminiscencie, pri ktorej LED diódy uvoľňujú veľké množstvo fotónov smerom von. LED je umiestnená v plastovej žiarovke, ktorá koncentruje svetelný zdroj. Najdôležitejšou súčasťou LED je polovodičový čip umiestnený v strede svetelný zdroj. Skladá sa z oblastí p a n so spojením medzi nimi. V oblasti p dominujú kladné elektrické náboje a v oblasti n dominujú záporné elektrické náboje. Križovatka je druhom steny medzi týmito dvoma oblasťami, ktorá blokuje priechod nosičov náboja medzi týmito dvoma oblasťami.

Keď sa na polovodičový čip aplikuje dostatočné napätie, elektróny sa môžu ľahko pohybovať cez spoj, kde sú okamžite priťahované kladnými silami v oblasti p. Keď sa elektrón pohybuje dostatočne blízko ku kladnému náboju v oblasti p, dva náboje sa „znova spoja“.

Keď sa elektrón skombinuje s pozitívnym iónom, elektrická potenciálna energia sa prevedie na elektromagnetickú energiu a dôjde k nej vo forme emisie fotónu svetla.

Frekvencia tohto fotónu je daná charakteristikami polovodičového materiálu (zvyčajne ide o kombináciu chemických prvkov gálium, arzén a fosfor).

LED diódy, ktoré vyžarujú rôzne farby, sú vyrobené z rôznych polovodičových materiálov. Jednoduchými slovami, LED diódy sú malé súčasti elektrického obvodu, ktoré fungujú ako žiarovka bez akýchkoľvek vlákien. LED diódy sú osvetlené iba pohybom elektrónov v polovodičovom materiáli, čo z nich robí energeticky efektívny a mimoriadne odolný po dlhú dobu.

Aký typ LED sa používa pri zosvetľovaní?

Biela LED je najzaujímavejšou novou svetelnou technológiou od uvedenia žiariviek. Vysoko intenzívne LED diódy sú teraz populárne kvôli ich vysokým požiadavkám na nízky prúd. Vysoko jasné biele LED sa čoraz viac používajú pri osvetlení ako opatrenie na šetrenie energie. Aplikácie bielej LED zahŕňajú podsvietenie mobilných telefónov, podsvietenie LCD, osvetlenie domov a vozidiel, displeje atď. LED diódy sú extrémne malé a spotrebúvajú málo energie a efektívne premieňajú elektrinu na svetlo.

Prečo je preferovaná biela LED?

Vysoko-wattová LED zvyčajne produkuje okolo 75-100 lúmenov na watt s nákladom 350 milimetrov prúdu. Straty energie teplom sú pri LED diódach prakticky nulové a majú veľmi dlhú životnosť tisíc hodín. LED diódy sú ekologické zariadenia, pretože neobsahujú olovo ani ortuť. Na rozdiel od žiariviek LED diódy nevyžarujú UV lúče.

Biela LED dióda A1 watt poskytuje svetelný tok okolo 100 lm, ktorý postačuje na osvetlenie obmedzeného priestoru. Množstvo svetla emitovaného svetelným zdrojom sa meria ako lúmen. Napríklad 60 W žiarovka vyžaruje 730 lúmenov a pri 50 W halogénovej žiarovke 900 lúmenov. Každý LED čip má plochu iba jeden štvorcový milimeter, čo umožňuje veľmi koncentrovanú celkovú svietivosť

Predný pokles napätia 1 W bielej LED diódy je 3,3 voltu a spotrebuje prúd 350 milia ampérov. Bežná biela LED dióda vyžaduje na zaistenie maximálneho jasu 3 volty a prúd okolo 40 mA.

Vysoko výkonné biele LED diódy je možné napájať vysokým prúdom stoviek miliampérov do ampéra, aby vytvorili svetlo vysokej intenzity. Niektoré značky môžu produkovať viac ako tisíc lúmenov. HPLED musia byť namontované na chladiči, aby sa umožnil odvod tepla, inak sa zariadenie ľahko poškodí.

2 spôsoby konštrukcie bielej LED

• Táto metóda spočíva v potiahnutí LED čipu (väčšinou modrého z nitridu india gália, InGaN) fosforom rôznych farieb, aby sa získalo biele svetlo. Časť svetelného spektra zodpovedajúca modrému svetlu sa prenáša na dlhšiu vlnovú dĺžku procesom známym ako Stokesov posun. Biele svetlo bielych LED diód pochádza z úzkopásmovej modrej farby prirodzene vyžarovanej LED diódami GaN, plus širokospektrálna žltá generovaná fosforovým povlakom na matrici, ktorý absorbuje časť modrej farby a prevádza ju na žltú farbu. InGaN môže produkovať prevádzkové vlnové dĺžky od zelenej po ultrafialovú zmenou relatívnych množstiev india a gália počas výroby. Bežne používaným fosforovým materiálom je ytriom hliníkový granát dotovaný cérom alebo Ce3 + YAG.
• Biele LED diódy je možné vyrobiť aj tak, že sa do blízkosti LED emitujúcich UV žiarením nanáša zmes vysoko účinných červených a modrých fosforov emitujúcich fosfor na báze eura a zelene vyžarujúcich sulfid zinočnatý dopovaný meďou a hliníkom. Toto je metóda podobná práci so žiarivkami. Táto metóda je menej efektívna ako modrá LED s fosforom, pretože Stokesov posun je väčší a viac energie sa preto premieňa na teplo. Ďalšou nevýhodou je, že UV svetlo môže unikať z nefunkčnej LED diódy a poškodiť ľudské oči alebo pokožku.

3 Aplikácie zahŕňajúce LED ako zdroj svetla

• Núdzová lampa na báze LED

Môže byť zapojený do sieťovej zásuvky a rozsvieti sa v okamihu výpadku napájania. V miestnosti vyžaruje studené biele svetlo, ktoré je dostatočné aj na čítanie. Je napájaný batériou bezdrôtového telefónu s napätím 4,5 voltu a používa bielu LED 1 watt.

Fungovanie systému

Obvod využíva malý krokový transformátor 4,5 V, 300 mA, mostíkový usmerňovač pozostávajúci z D1 až D4 a vyhladzovacieho kondenzátora C1 ako napájacieho zdroja na nabíjanie 4,5 voliteľnej nabíjateľnej batérie. 4,5-voltový transformátor je ľahko dostupný a všeobecne sa používa v LED núdzové svetlá . Klesne striedavé napätie 230 V na nízkonapäťové striedavé napätie, ktoré sa potom usmerní usmerňovačom s plnou vlnou. Kondenzátor C1 robí DC zvlnenie zadarmo pre nabíjanie. Rezistor R1 poskytuje na nabíjanie prúd okolo 80 milli ampérov. Pretože je obvod vždy zapojený, na nabíjanie je ideálny nízky prúd. Nabíjateľnou batériou použitou v obvode je batéria bezdrôtového telefónu s napätím 4,5 voltov.
Keď je k dispozícii sieťové napájanie, batéria sa nabíja cez R1 a D5. Zároveň získa tranzistor PNP pozitívne predpätie cez R1 a zostane vypnutý. Pri výpadku napájania dôjde k reverznému predpätiu D5 a báza T1 sa stane zápornou. Potom vedie a rozsvieti LED. Po obnovení napájania sa kontrolka LED automaticky vypne.

1W-LED-núdzové svetlo

Ako nastaviť?

Obvod je možné zostaviť na malom kúsku dosky perf. Zapojte obvod, transformátor a batériu do adaptéra typu plug-in. LED pripevnite mimo krabicu, najlepšie pomocou reflexného podkladu. Na tento účel môžete vložiť fóliový papier. Bude tiež slúžiť ako chladič LED. Pretože keď LED svieti, cez T1 preteká vysoký prúd, vyžaduje T1 chladič. 1 W biela LED stála okolo Rs.50 a batéria Rs.150.

• Automatické svetlo pomocou 1 W LED

Tu je Automatické svietidlo využívajúce vysoký výkon Biela LED, ktorá sa rozsvieti večer a zostane svietiť do rána. V dnešnej dobe sa používajú biele diódy LED, ktoré na rozdiel od žiaroviek s plynovými výbojkami potrebujú na napájanie a ich ovládanie jednoduchý zdroj jednosmerného prúdu. Použitá LED má výkon 1 W a na napájanie zariadenia sa používa regulovaný napájací zdroj bez transformátora.

Fungovanie systému

Kondenzátory c1 a c2 znižujú striedavé napätie na nižšiu hodnotu. Za normálnych okolností sa používajú kondenzátory vysokej hodnoty. Sekcia mostíkového usmerňovača produkuje pulzujúci jednosmerný výstup zo striedavého signálu. Kondenzátor odstraňuje striedavé vlnenie prítomné v dc signále. Tento filtrovaný signál sa aplikuje na zenerovu diódu, ktorá poskytuje regulovaný jednosmerný výstup na svojej svorke. Kondenzátor c3 všeobecne umožňuje, aby ním prešiel striedavý signál a blokoval jednosmerný signál. Pôsobí ako obtokový prvok. LDR a T1 tvoria svetlocitlivý spínač na zapnutie / vypnutie LED. LDR ponúka vysokú odolnosť v tme a nízku odolnosť vo svetle. Takže počas dňa vedie LDR a základňa T1 bude potiahnutá k potenciálu zeme a zostane vypnutá, aby vypla bielu LED. V noci, keď denné svetlo ustáva, sa zvyšuje odpor LDR a T1 získava dostatočné predpätie a vedenie základne. LED pripojená k kolektoru T1 sa potom rozsvieti. BD 139 je stredne výkonný NPN tranzistor a jeho pinové prípojky sú z prednej strany Base - Collector - Emitter. Chladič je pre T1 nevyhnutný, pretože LED prechádza prúdom okolo 100 miliampérov. LED použitá v obvode je 1 wattová biela LED, ktorá má pokles napätia vpred o 3,3 voltu a na získanie plného jasu vyžaduje prúd 350 miliampérov.

• Prenosná núdzová lampa cum Mobilná nabíjačka

Tu je prenosná núdzová lampa cum Mobile nabíjačka. Používa vysoko žiarivú bielu LED, ktorá dokáže poskytnúť dostatočné svetlo v miestnosti pri výpadku napájania. Biela LED môže byť LED dióda nitridu india gália, ktorá vyžaruje modrasté biele svetlo, ktoré je možné filtrovať pomocou fosforového filtra v šošovke alebo pomocou zmesi viacfarebných LED diód. Môže byť tiež použitý ako mobilná nabíjačka v režime plug-in aj počas cesty.

Fungovanie systému

Napájanie obvodu je odvodené z krokovacích transformátorov 0-6 voltov 300 mA, celovlnového usmerňovača pozostávajúceho z D1 až D4 a vyhladzovacieho kondenzátora C1. Obvod núdzového osvetlenia sa skladá z diódy D5, odporu R2 a tranzistora T1. Keď je k dispozícii sieťové napájanie, dióda D5 smeruje dopredu a 6 voltová batéria sa nabíja cez odpor R2. PNP tranzistor T1 bude súčasne mimo vedenie, pretože jeho základňa je udržiavaná vysoko cez R1. Biela LED pripojená na kolektor T1 zostáva zhasnutá. Keď dôjde k výpadku napájania zo siete, reverzné predpätia D5 a báza T1 dostanú záporné predpätie a to vedie. Potom sa rozsvieti biela LED dióda napájaná z batérie. Sekcia mobilnej nabíjačky obvodu pozostáva z regulovaného napájacieho zdroja založeného na Zenerovej energii. Nabíjací prúd je možné napájať z bodov A a B pomocou vhodného konektora.

Prenosná mobilná nabíjačka pre núdzové svetlo

Teraz dúfam, že máte predstavu o koncepcii svetelných zdrojov LED a ak máte nejaké otázky z článku a z elektronických elektronických projektov, nechajte komentár nižšie.