LED svetlobni viri

3 razlogi, zakaj se LED uporabljajo kot vir svetlobe v primerjavi s HID žarnicami

• LED diode nimajo žarilne nitke, ki bi jo lahko izgorele ali zlomile, zato trajajo veliko dlje kot običajne žarnice. Glede na to, da zelo majhen polprevodniški čip poganja LED, so zelo trpežni in ponavadi trajajo več tisoč ur.
• LED-diode so 'takoj vklopljene', podobno kot halogenske žarnice, in so zato primerne za uporabo v aplikacijah, ki so pogoste ali potencialno vklopljene-izklopne. Nasprotno pa so žarnice HID bolj krhke in se morajo med vžigom ogrevati (15 - 25 sekund)
• LED tehnologija se hitro spreminja in predvidljivo je, da bodo LED diode sčasoma presegle zmogljivost HID razsvetljave.

Kako se LED uporablja kot vir svetlobe?

Svetleče diode (LED) so svetlobni viri, ki uporabljajo diode, ki oddajajo svetlobo, ko so povezane v vezje. Učinek je oblika elektro luminiscence, pri kateri LED sprošča veliko število fotonov navzven, LED je nameščen v plastični žarnici, ki koncentrira vir svetlobe. Najpomembnejši del LED je polprevodniški čip, ki se nahaja v središču vir svetlobe. Sestavljen je iz p in n regij s stičiščem med njima. V p regiji prevladujejo pozitivni električni naboji, v n regiji pa negativni električni naboji. Spoj je nekakšna stena med obema regijama, ki blokira prehod nosilcev naboja med obema regijama.

Ko na polprevodniški čip deluje zadostna napetost, se lahko elektroni zlahka premikajo po križišču, kjer jih takoj pritegnejo pozitivne sile v območju p. Ko se elektron premakne dovolj blizu pozitivnega naboja v območju p, se dva naboja 'ponovno združita'.

Ko se elektron kombinira s pozitivnim ionom, se električna potencialna energija pretvori v elektromagnetno energijo, kar se zgodi v obliki emisije fotona svetlobe.

Ta foton ima frekvenco, določeno z značilnostmi polprevodniškega materiala (običajno kombinacija kemičnih elementov galij, arzen in fosfor).

LED diode, ki oddajajo različne barve, so narejene iz različnih polprevodniških materialov. Preprosto povedano, LED so majhne komponente električnega vezja, ki delujejo kot žarnica brez žarilne nitke. LED-diode so osvetljene izključno z gibanjem elektronov v polprevodniškem materialu, zaradi česar so energetsko učinkovite in izjemno odporne v daljšem časovnem obdobju.

Kakšna vrsta LED se uporablja pri razsvetljavi?

Bela LED je najbolj razburljiva nova svetlobna tehnologija od uvedbe fluorescenčnih sijalk. LED z visoko intenzivnostjo so zdaj priljubljene zaradi visokih trenutnih zahtev. Visoko svetle bele LED se vedno bolj uporabljajo v razsvetljavi kot ukrep za varčevanje z energijo. Uporaba bele LED vključuje osvetlitev ozadja v mobilnih telefonih, osvetlitev ozadja LCD, razsvetljavo doma in v vozilu, razstavne table itd. LED so izjemno majhne in porabijo malo energije ter učinkovito pretvarjajo električno energijo v svetlobo.

Zakaj je prednost bela LED?

LED z visokim vatom običajno proizvede okoli 75-100 lumnov na vat na račun 350 milliperskega toka. Izguba energije zaradi toplote pri LED-diodah praktično ni enaka in imajo zelo dolgo življenje na tisoče ur. LED so okolju prijazne naprave, saj ne vsebujejo svinca ali živega srebra. V nasprotju s fluorescenčnimi sijalkami LED ne oddajajo UV žarkov.

Bela bela dioda A1 W daje okoli 100 lm svetlobnega toka, kar zadostuje za osvetlitev zaprtega območja. Količina svetlobe, ki jo oddaja svetlobni vir, se meri v lumnih. Na primer, 60-vatna žarnica oddaja 730 lumnov, halogenska žarnica s 50 vati pa 900 lumnov. Vsak LED čip ima površino le en kvadratni milimeter, kar omogoča zelo koncentrirano splošno svetilnost

Padec napetosti bele LED LED z močjo 1 vatov znaša 3,3 volta in porabi tok 350 amperov. Tako običajna bela LED zahteva 3 volte in približno 40 mA toka, da doseže največjo svetlost.

Bele LED diode visoke moči lahko pri amperu pripeljemo pri močnem toku, ki znaša več sto amperov, da proizvedejo svetlobo visoke intenzivnosti. Nekatere znamke lahko proizvedejo več kot tisoč lumnov. HPLED-je je treba namestiti na hladilno telo, da se omogoči odvajanje toplote, sicer se naprava zlahka poškoduje.

2 načina za izdelavo bele LED

• Metoda vključuje prevleko LED čipa (večinoma modrega iz indijevega galijevega nitrida, InGaN) s fosforjem različnih barv, da dobimo belo svetlobo. Del svetlobnega spektra, ki ustreza modri svetlobi, se s postopkom, znanim kot Stokesov premik, prenese na daljšo valovno dolžino. Bela svetloba belih LED prihaja iz ozkopasovne modre, ki jo naravno oddajajo GaN LED, in rumene barve širokega spektra, ki jo ustvari fosforna prevleka na matrici, ki absorbira del modre in jo pretvori v rumeno. InGaN lahko proizvaja operativne valovne dolžine od zelene do ultravijolične s spreminjanjem relativnih količin indija in galija med proizvodnjo. Pogosto uporabljen fosforni material je itrijev aluminijev granat, dopiran s kerijem, ali Ce3 + YAG.
• Bele LED lahko izdelamo tudi tako, da v bližini UV oddajajo LED z mešanico visoko učinkovitih rdečih in modrih fosforjev na osnovi evropija ter zelenega bakra in cinkovega sulfida, legiranega z aluminijem. To je metoda, podobna delu fluorescenčnih sijalk. Ta metoda je manj učinkovita kot modra LED s fosforjem, saj je Stokesov premik večji in se zato več energije pretvori v toploto. Druga pomanjkljivost je, da lahko UV-svetloba pušča iz okvarjene LED in škoduje človeškim očem ali koži.

3 Aplikacije, ki vključujejo LED kot vir svetlobe

• Zasilna svetilka na osnovi LED

Lahko ga priključite v omrežno vtičnico in zasveti v trenutku izpada električne energije. V prostoru oddaja hladno belo svetlobo, ki zadostuje tudi za branje. Poganja ga 4,5-voltna baterija za brezžični telefon in uporablja belo LED 1 vat.

Delovanje sistema

Vezje za napajanje 4,5-voltne polnilne baterije uporablja majhen 4,5 voltni 300 mA odstopni transformator, mostični usmernik, ki vsebuje D1 do D4, in gladilni kondenzator C1. 4,5-voltni transformator je na voljo in se običajno uporablja v LED luči v sili . 230-voltni AC zniža na nizkonapetostni AC, ki ga nato odpravi polnovalni usmernik. Kondenzator C1 omogoča enosmerno valovanje brezplačno za polnjenje. Upor R1 zagotavlja približno 80 mili amperskega toka za polnjenje. Ker je vezje vedno priključeno, je za polnjenje idealen nizek tok. Polnilna baterija, ki se uporablja v vezju, je 4,5-voltna brezžična telefonska baterija.
Ko je omrežno napajanje na voljo, se baterija polni prek R1 in D5. Hkrati PNP tranzistor dobi pozitivno pristranskost skozi R1 in ostane izklopljen. Ko napajanje izpade, D5 vzvratne pristranskosti in osnova T1 postanejo negativne. Nato LED prevede in prižge. Ko se napajanje nadaljuje, se LED samodejno izklopi.

1W-LED-zasilna svetilka

Kako nastaviti?

Vezje lahko sestavite na majhnem koščku parfumske plošče. Vezje, transformator in akumulator zaprite v vtično vtičnico. LED pritrdite zunaj škatle, po možnosti z odsevnim ozadjem. V ta namen lahko prilepite folijski papir, ki bo deloval tudi kot hladilno telo LED. Ker skozi T1 teče močan tok, ko LED sveti, T1 zahteva hladilno telo. Bela bela LED z močjo 1 W stane približno 50 Rs, baterija pa Rs 150.

• Samodejna žarnica z 1 W LED

Tukaj je Samodejna žarnica z visoko močjo Bela LED, ki se vklopi zvečer in ostane prižgana do jutra. Dandanes se uporabljajo bele LED diode, saj za njihovo napajanje in nadzor potrebujejo preprosto enosmerno napajanje, v nasprotju z žarnicami z žarilno nitko. Uporabljena LED ima moč 1 W, za napajanje naprave pa se uporablja regulirano napajanje brez transformatorja.

Delovanje sistema

Kondenzatorja c1 in c2 padeta izmenično napetost na nižjo vrednost. Običajno se uporabljajo kondenzatorji visoke vrednosti. Odsek mostovnega usmernika proizvaja pulzirajoči enosmerni izhod iz izmeničnega signala. Kondenzator odstrani valove izmeničnega toka, ki so prisotni v enosmernem signalu. Ta filtrirani signal se uporablja preko cenerjeve diode, ki zagotavlja reguliran enosmerni izhod na svojem terminalu. Kondenzator c3 na splošno omogoča prehod izmeničnega signala skozi njega in blokira enosmerni signal. Deluje obvodno. LDR in T1 tvorita svetlobno občutljivo stikalo za vklop / izklop LED. LDR ponuja visoko odpornost v temi in nizko odpornost na svetlobi. Tako podnevi LDR deluje in osnova T1 bo povlečena v potencial tal in ostane izključena, da izklopi belo LED. Ponoči, ko dnevna svetloba preneha, se odpornost LDR poveča in T1 dobi zadostno osnovno pristranskost in prevodnost. Nato zasveti LED, priključena na kolektor T1. BD 139 je NPN tranzistor srednje moči in njegovi zatični priključki so osnova - kolektor - oddajnik s sprednje strani. Hladilnik je potreben za T1, saj LED prehaja približno 100 miliamperskih tokov. LED, ki se uporablja v vezju, je bela bela 1 LED, ki ima predni padec napetosti 3,3 volta in za doseganje polne svetlosti potrebuje tok 350 miliamperov.

• Prenosni polnilnik za nujno svetilko

Tukaj je prenosni polnilnik za zasilno svetilko. Uporablja visoko svetlo belo LED, ki lahko oddaja dovolj svetlobe v prostoru, ko izpada električno omrežje. Bela LED je lahko indijska galijev nitrid LED, ki oddaja modrikasto belo svetlobo, ki jo je mogoče filtrirati s fosforjevim filtrom v leči ali z mešanico večbarvnih LED. Uporabite ga lahko tudi kot mobilni polnilnik v načinu vtičnice med vožnjo.

Delovanje sistema

Napajanje vezja izvira iz transformatorjev z napetostjo 0-6 voltov 300 mA, polno usmerjenega usmernika, ki obsega D1 do D4 in gladilnega kondenzatorja C1. Vezje zasilne luči je sestavljeno iz diode D5, upora R2 in tranzistorja T1. Ko je omrežje na voljo, se dioda D5 premakne naprej in 6-voltna baterija se napolni prek upora R2. Hkrati bo PNP tranzistor T1 izginil prevodnost, saj je njegova osnova skozi R1 visoka. Bela LED, priključena na kolektor T1, ostane ugasnjena. Ko omrežno napajanje izpade, D5 vzvratno odkloni in osnova T1 dobi negativno pristranskost in jo vodi. Nato se prižge bela LED z napajanjem iz akumulatorja. Odsek mobilnega polnilnika v vezju je sestavljen iz reguliranega napajanja na osnovi Zenerja. Polnilni tok lahko izvlečemo iz točk A in B z ustreznim konektorjem.

Prenosni mobilni polnilnik v sili

Zdaj upam, da imate idejo o konceptu LED svetlobnih virov in če imate kakršna koli vprašanja iz članka in projektov električnih elektronikov, pustite spodnji odsek za komentarje.