Viimastel aastatel on LED-tehnoloogia kiire areng ja selle võrreldamatud eelised LED lamp , LED-lamp kui neljanda põlvkonna lambid pärast hõõglambi, luminofoorlampi, suure intensiivsusega gaaslahenduslampi (HID) on laialdaselt kasutatud valgustuse valdkonnas, väikestest laualampidest, taskulampidest, mitmesugustest elektriindikaatoritest, signaaltuledest jne.
Sama suur kui sise- ja välisvalgustus, päikese tänavavalgustid , dekoratiivsed tuled , doki tuled , ehitustuled , stuudiovalgustid, autolambid, LCD taustvalgustuse moodul jne. 2011. aasta alguseks oli suure heledusega LED-ide väärtus maailmas jõudnud 10,6 miljardi dollarini.
(I) Kuidas LED-tuled töötavad
LED-kiip on pooljuhtide PN-siirde kasutamine valgustatud, pn-siire koosneb p-tüüpi ja n-tüüpi pooljuhtidest, sügav PN-siirde moodustumine nende liidese mõlemal küljel, pn-siire ühesuunalise juhtivusega, kui PN-siirdele lisatakse palju päripinget, suurem osa liikuvuspiirkond on suurem P- ja N-i kandja. augu liikuvus.
Teil on palju elektrone, mis hajuvad P-piirkonda, ja teil on mõned elektronid P-piirkonda süstitud. Need elektronid ühinevad valentsriba aukudega ja kui nad seda teevad, kiirgavad nad valgust kiirgavaid footoneid, mis on see, kuidas PN-ristmik ehk LED kiirgab valgust.
(2) LED-tulede omadused
- LED-lampi juhib alalisvooluallikas, madal sõidupinge, väike võimsus, väiksem energiatarve, energiasääst.
Kuna LED-i valgust kiirgav osa on pooljuht-PN-siirdekiip, millel on ühe juhtkäigu ja tagurpidi lõikepunkti omadused, saab LED-lampi toita ainult alalisvoolu toiteallikaga ja juhtimispinge on väga madal. Üksiku helme tööpinge on 3,2–3,4 V ja võimsus on väga väike. Voolutugevus ei tohiks ületada 20 m A.
Suure võimsusega LED-e kasutatakse nüüd tavaliselt 1W ja 3W-ga ning soojuse hajumise probleem tuleb lahendada suure võimsusega ledide puhul, mida saab hankida mitme kiibi integreerimisel. Tavaliselt kasutatav meetod suurema võimsusega LED-töövalgusti saamiseks on mitme helmega LED-i ühendamine järjest või hübriidselt, et saaksite saada suvalise võimsusega LED-töövalgusti.
Nende omaduste tõttu tarbivad LED-lambid väga vähe energiat. Võttes näitena tänavavalgusti energiatarbimist, võrreldakse kõrgsurve naatriumlampi, LED tänavavalgustit ja päikeseenergia LED tänavavalgustit.
Kui päevane toiteallikas on 10 tundi, mille hulgas on päikese tänavavalgusti 2 tundi pluss 8 tundi päikeseenergiat, on kolme lambi aastane voolutarve vastavalt 54750KW/h, 21900KW/h ja 4380KW/h. LED-i aastane elektritarbimine on vaid umbes 40% kõrgsurve-naatriumlambi omast ja päikese-LED-tänavalambi aastane elektritarbimine on vaid umbes 8% kõrgsurve-naatriumlambi omast.
Seevastu viimaste kasutamine tänavavalgustitena säästab oluliselt energiat ja säästab elektriarveid. Nüüd on meie riigis kasutusele võetud suure võimsusega suuremahuline LED-tänavalambi ja päikeseenergia LED-tänavalambi süsteem.
- Ühe helmega LED-l on väike suurus, pikk kasutusiga ja see võib realiseerida intelligentse valgustuse.
LED-i suurus on väike, pigem pakendatav kui klaas, seda pole lihtne kahjustada, paindlik ja mugav kasutada, LED-lambi labori kasutusiga kuni 100 000 h, tavakasutus kuni 5000 000 h üle ja nimivooluvahemikus, sagedane lülitustoiteallikas või juhtsüsteemi kaudu voolu reguleerimine, LED-i eluiga ei mõjuta.
Kuna LED-valgusallika töövoolu saab juhtida, saab vooluringi disaini kaudu juhtida ka valmistatud lampide heledust, saab realiseerida intelligentse valgustuse juhtimise, vastavalt ülaltoodud omadustele saab muuta mitmesugusteks LED-dekoratiivvalgustiteks, dünaamilisteks mustriteks jne. LED-doki valgustite puhul saab vastavalt tööolekus erinevatel aegadel nõutavale erinevale heledusele seadistada heledust reguleerima, kuid mitte ainult energiat säästa, vaid ka mitte ainult eluiga.
Võrreldes teiste töötuledega vähendage oluliselt asendusmäära, vähendage hoolduskulusid ning hõlpsat paigaldamist ja hooldust.
- Ei virvenda, pole ultraviolettvalgust, väga madal soojuskiirgus, ei kahjusta inimese silmi.
LED-lampi kasutatakse siseruumides ning töö- ja õppekohtade valgustamiseks, mis võib kaitsta silmi. LED-valgusti ühevärviline, tugev suunatavus, kiire reageerimine, sobib eriti hästi töövalgustitele, autolampidele, dokivalgustitele, lavalampidele jne.
(3) LED-tulede kasutamine
Tänu LED-lampide võrreldamatutele eelistele arenevad LED-töövalgustid väga suure kiirusega ja asendavad järk-järgult teisi töötulesid.
Nüüd on LED-töövalgustit laialdaselt kasutatud erinevates töövalgustusvaldkondades. Tänu oma väikesele suurusele ja paindlikule rakendusele saab LED-i korraldada erineva kujuga ja juhtida arvutiprogrammidega, nii et see suudab kuvada staatilisi ja dünaamilisi mustreid, nagu tekst, pilt, animatsioon, film ja televisioon.
2008. aasta Pekingi olümpiamängude avatseremoonial näitasid LED-tuled oma lõputut võlu ja eeliseid. LED-i kasutatakse laialdaselt avalikel kuvaritel, nagu näiteks mitmesugused signaaltuled, maastikuvalgustus, ruudukujuliste tänavate kaunistamine, avaliku meelelahutuse kaunistamine, lavaefektide valgustus, hoone valgustus jne.
Vedelkristallkuvarites kasutatakse LED-tulesid ekraanide, näiteks arvutite, televiisorite ja mobiiltelefonide taustvalgustusena. Liiklusteel on LED-i kasutatud juhitava energiasäästliku tänavavalgustuse, tunnelivalgustuse, viadukti valgustuse, fooritulede jms jaoks.
Autotulede osas on nüüdseks paljudes autodes pidurituled, gabariidituled, suunatuled, tagumised udutuled, tagurdustuled ja muud laternad hakanud kasutama LED-valgusallikat.
Nagu ehitustuled , LED-tehnoloogia pideva täiustamisega lahendatakse jätkuvalt tehnilisi probleeme ning populaarsemaks muutub suure võimsusega LED-lampide, sisevalgustuse LED-ide, autolampide, stuudiote, vaatevalgustite ja muude kasutusvaldkondade pidev esilekerkimine.
(4) Mõned tehnilised probleemid, millega LED-tuled kokku puutuvad
- Suure võimsusega LED-tehnoloogia.
LED-il on jõudluse kitsaskoht ja soojuse hajumise probleemid, nagu elektrostaatilise vabanemise kahjustus ja soojuspaisumise koefitsient, nii et selle võimsus ei saa olla väga suur ja heledus on madal.
Praegu on tavaliselt kasutatavad suhteliselt stabiilse jõudlusega suure võimsusega LED-kiibid 1W ja 3W. LED-i võimsust saab integreeritud kiibiga parandada, kuid praegune tehnoloogia ei ole küps, peamiselt on vaja lahendada soojuse hajumise probleem, samuti on võimalik saavutada suure võimsusega LED-lampe mitme helmega LED-seeria, paralleelse või hübriidseeria abil.
Viimased kaks on vähem tõhusad ja neid kasutatakse vähem. Multi-bead LED-seeria on LED-lampide peamine rakendus valgustuse valdkonnas.
Kuid ühe helmeste sarjal on Achilleuse kand. Kui üks rant on kahjustatud, on kogu marsruut blokeeritud. See on suur kitsaskoht, mis piirab suure võimsusega LED-lampide kasutamist valgustuse valdkonnas.
LED-lampide võimsuse parandamiseks on üks eesmärk parandada kiibi võimsust, teine on optimeerida vooluahela disaini, et võimsust parandada.
- Soojuse hajutamise tehnoloogia
Temperatuur on oluline LED-i mõjutav tegur, temperatuuri tõus kiirendab LED-i valguse sumbumist ja temperatuur kiibisõlmes mõjutab otseselt LED-i eluiga, nii et LED-i ja soojuse hajumise võimet piirab LED-i võimsus.
LED-i sees olev soojus tekib LED-kiibi ja trükkplaadi töötamisel. Väikese võimsusega LED-i puhul saab soojust hajutada loomuliku juhtivuse ja konvektsiooni teel, kuid suure võimsusega LED-i puhul tuleb arvestada erinevate soojuse hajumistega.
Soojuse hajumise projekteerimisel võetakse tavaliselt arvesse LED-paketi, trükkplaadi soojuse hajumist ja soojuse hajumise komponentide lisamist. Hea soojusjuhtivusega silikoonkapseldus, soojusisolatsioonikihiga trükkplaat, metallist alus jne. Suure võimsusega LED doki tuled Soojuse hajumise probleemi lahendamiseks tuleks lisaks LED-i enda heale soojuse hajumise struktuurile kasutada soojuse hajumise kanalina dokivalgustite kesta.
Korpus on konstrueeritud külje kohal soojust hajutava pinnana ja õhukonvektsiooni hõlbustamiseks soojust hajutava ribina või õhuava tüüpi konvektsioonsoojuse hajutamiseks, ventilaatoriga õhkjahutuseks ja kapillaarvesijahutuseks ning muudel viisidel on veel katsestaadiumis, auto eesmine LED-udutulelatern, esilatern ja muud laternad, alumiiniumist voolueraldusplaadid jne.
LED-lampide konstruktsioonis esitasid mõned inimesed soojustoru radiaatori soojuse hajumist lampides. Soojuse hajumise efekti parandamiseks tuleb lampide projekteerimisel arvesse võtta paljusid tegureid, näiteks lambi korpuse radiaatori paigutust ja paigutust, et arvestada lampide ja laternate metallkesta vahekaugust, suunda, pinnatöötlust jne, soojust hajutavat katet.
Praegu keskendub LED-tööstuse areng suure võimsusega, suure heledusega ja väikese suurusega toodetele, kasutades LED-tera soojuse hajutamise viisina keraamilisi soojuse hajumise köite.
