Ces dernières années, avec le développement rapide de la technologie LED et les avantages incomparables de Lampe LED , La lampe LED en tant que lampes de quatrième génération après la lampe à incandescence, la lampe fluorescente, la lampe à décharge de gaz à haute intensité (HID) a été largement utilisée dans le domaine de l'éclairage, des petites lampes de table, des lampes de poche, divers indicateurs électriques, des feux de signalisation, etc.
Aussi grand que l'éclairage intérieur et extérieur, lampadaires solaires , lumières décoratives , lumières de quai , lumières de chantier , éclairages de studio, lampes de voiture, module de rétroéclairage LCD, etc. Début 2011, la valeur mondiale des LED à haute luminosité avait atteint 10,6 milliards de dollars.
(I) Comment fonctionnent les lumières LED
La puce LED utilise une jonction semi-conductrice PN éclairée, la jonction pn est composée de semi-conducteurs semi-conducteurs de type p et de type n, formation profonde de jonction PN des deux côtés de leur interface, jonction pn avec conductivité unidirectionnelle, lors de l'ajout d'une tension directe à la jonction PN, le porteur majoritaire de la zone P et N se propage à l'autre partie, en raison de la mobilité des électrons est beaucoup plus grande que la mobilité des trous.
Vous avez beaucoup d’électrons diffusant dans la région P, et vous avez une injection de quelques électrons dans la région P. Ces électrons se combinent avec des trous dans la bande de valence et lorsqu'ils le font, ils émettent des photons qui émettent de la lumière, c'est ainsi qu'une jonction PN, ou LED, émet de la lumière.
(2) Les caractéristiques des lumières LED
- La lampe LED est alimentée par une alimentation CC, une faible tension de conduite, une faible puissance, moins de consommation d'énergie, une économie d'énergie.
Comme la partie émettrice de lumière de la LED est une puce à jonction PN semi-conductrice, qui présente les caractéristiques d'un passage de guide unique et d'une interception inverse, la lampe LED ne peut être alimentée que par une alimentation CC et la tension de commande est très faible. La tension de commande d'une seule perle est de 3,2 V à 3,4 V et la puissance est très faible. Le courant ne doit pas dépasser 20 mA.
Les LED haute puissance sont désormais couramment utilisées avec 1 W et 3 W, et le problème de dissipation thermique doit être résolu pour les LED haute puissance, qui peuvent être obtenues en intégrant plusieurs puces. La méthode couramment utilisée pour obtenir une lampe de travail à LED de puissance plus élevée consiste à connecter des LED multibilles en série ou en hybride, afin que vous puissiez obtenir une lampe de travail à LED de puissance arbitraire.
Grâce à ces caractéristiques, les lampes LED consomment très peu d’énergie. En prenant comme exemple la consommation électrique d'un lampadaire, la lampe au sodium haute pression, le lampadaire à LED et le lampadaire solaire à LED sont comparés.
Si l'alimentation électrique quotidienne est de 10 heures, dont 2 heures pour le lampadaire solaire plus 8 heures d'énergie solaire, la consommation électrique annuelle des trois lampes est respectivement de 54 750 KW/h, 21 900 KW/h et 4 380 KW/h. La consommation électrique annuelle des LED ne représente qu'environ 40 % de celle d'une lampe au sodium à haute pression, et la consommation électrique annuelle du lampadaire solaire à LED ne représente qu'environ 8 % de celle d'une lampe au sodium à haute pression.
En revanche, l'utilisation de ces derniers comme lampadaires permettra d'économiser considérablement de l'énergie et de réduire les factures d'électricité. Aujourd'hui, le lampadaire LED à grande puissance et le système de lampadaire solaire à LED ont été mis en service dans notre pays.
- La LED à perle unique a une petite taille, une longue durée de vie et peut réaliser un éclairage intelligent.
La taille de la LED est petite, la résine d'emballage plutôt que le verre, pas facile à endommager, flexible et pratique à utiliser, la durée de vie de la lampe LED en laboratoire jusqu'à 100 000 h, une utilisation normale jusqu'à 5 000 000 h au-dessus, et tant que dans la plage de courant nominal, une alimentation à commutation fréquente ou via le système de contrôle pour ajuster le courant, aucun impact sur la durée de vie de la LED.
Parce que le courant de fonctionnement de la source de lumière LED peut être contrôlé, ainsi, grâce à la conception du circuit, la luminosité des lampes fabriquées peut également être contrôlée, peut réaliser le contrôle intelligent de l'éclairage, selon les caractéristiques ci-dessus, peut être transformé en une variété de lumières décoratives à LED, de motifs dynamiques, etc. Pour les lumières de quai à LED, en fonction de la luminosité différente requise à différents moments dans l'état de fonctionnement, peut être réglé pour ajuster la luminosité à différents moments, ce qui peut non seulement mieux économiser de l'énergie, mais n'affecte pas non plus sa durée de vie.
Par rapport à d'autres phares de travail, réduisez considérablement le taux de remplacement, réduisez les coûts de maintenance et facilitez l'installation et la maintenance.
- Pas de scintillement, pas de lumière ultraviolette, très faible rayonnement thermique, sans danger pour les yeux humains.
La lampe LED est utilisée pour l'éclairage intérieur et les lieux de travail et d'étude, ce qui peut protéger les yeux. Lumière LED monochrome, forte directivité, réponse rapide, particulièrement adaptée aux lampes de travail, aux lampes de voiture, aux lampes de quai, aux lampes de scène, etc.
(3) L'application des lumières LED
En raison des avantages incomparables des lampes à LED, les lampes de travail à LED se développent à une vitesse très rapide et remplacent progressivement les autres lampes de travail.
Les lampes de travail à LED sont désormais largement utilisées dans divers domaines d'éclairage de travail. En raison de sa petite taille et de sa flexibilité d'application, la LED peut être disposée sous différentes formes et contrôlée par des programmes informatiques, de sorte qu'elle puisse afficher des motifs statiques et dynamiques tels que du texte, des images, des animations, des films et des émissions de télévision.
Lors de la cérémonie d'ouverture des Jeux Olympiques de Pékin en 2008, les lumières LED ont montré leur charme et leurs avantages infinis. La LED est largement utilisée dans les affichages publics, tels qu'une variété de feux de signalisation, l'éclairage paysager, l'embellissement des rues carrées, l'embellissement des divertissements publics, l'éclairage à effet de scène, l'éclairage des bâtiments, etc.
Dans les écrans à cristaux liquides, les LED sont utilisées comme rétroéclairage pour les écrans d'affichage tels que les ordinateurs, les téléviseurs et les téléphones portables. Sur la route, les LED ont été utilisées pour l'éclairage public à économie d'énergie contrôlable, l'éclairage des tunnels, l'éclairage des viaducs, les feux de signalisation, etc.
En ce qui concerne les lampes automobiles, de nombreux feux de freinage, feux de position, clignotants, feux antibrouillard arrière, feux de recul et autres lampes ont désormais commencé à utiliser une source de lumière LED.
Comme le lumières de chantier , Avec l'amélioration continue de la technologie LED, les problèmes techniques continuent d'être résolus et l'émergence continue de lampes LED haute puissance, de LED dans l'éclairage intérieur, les lampes automobiles, les studios, les projecteurs et d'autres domaines d'application seront plus populaires.
(4) Quelques problèmes techniques rencontrés par les lumières LED
- Technologie LED haute puissance.
La LED présente des goulots d'étranglement en termes de performances et des problèmes de dissipation thermique tels que des dommages causés par les rejets électrostatiques et un coefficient de dilatation thermique, de sorte que sa puissance ne peut pas être très importante et sa luminosité est faible.
À l'heure actuelle, les puces LED haute puissance couramment utilisées avec des performances relativement stables sont 1 W et 3 W. La puissance des LED peut être améliorée grâce à une puce intégrée, mais la technologie actuelle n'est pas mature, elle doit principalement résoudre le problème de dissipation thermique, elle peut également obtenir des lampes LED de haute puissance grâce à des séries de LED multi-perles, parallèles ou hybrides.
Ces deux derniers sont moins efficaces et moins utilisés. La série LED multibilles est l'application principale des lampes LED dans le domaine de l'éclairage.
Mais les séries à une seule perle ont un talon d'Achille. Si une perle est endommagée, tout le parcours est bloqué. Il s’agit d’un goulot d’étranglement majeur limitant l’application des lampes LED haute puissance dans le domaine de l’éclairage.
Pour améliorer la puissance des lampes LED, l'une consiste à améliorer la puissance de la puce, l'autre consiste à optimiser la conception du circuit pour améliorer la puissance.
- Technologie de dissipation thermique
La température est un facteur important affectant les LED, l'augmentation de la température accélérera l'atténuation de la lumière des LED et la température au niveau du nœud de la puce affecte directement la durée de vie des LED, de sorte que la capacité des LED et de dissipation thermique est limitée par la puissance de la puissance des LED.
La chaleur à l'intérieur de la LED est générée lorsque la puce LED et le circuit imprimé fonctionnent. Pour les LED de faible puissance, la chaleur peut être dissipée par conduction et convection naturelles, mais pour les LED de haute puissance, il est nécessaire de prendre en compte diverses dissipations thermiques.
Dans la conception de la dissipation thermique, la dissipation thermique du boîtier LED, du circuit imprimé et l'ajout de composants de dissipation thermique sont généralement pris en compte. Avec une bonne encapsulation en silicone à conductivité thermique, un circuit imprimé avec couche d'isolation thermique, une base métallique, etc. Pour une puissance élevée Lumières de quai à LED , pour résoudre le problème de dissipation thermique, en plus de la bonne structure de dissipation thermique de la LED elle-même, la coque des lumières du quai doit être utilisée comme canal de dissipation thermique.
La coque est conçue comme une surface de dissipation thermique au-dessus du côté et une ailette de dissipation thermique pour faciliter la convection de l'air, ou la coque est conçue comme une dissipation thermique par convection de type trou d'air, un refroidissement par air assisté par ventilateur et un refroidissement par eau capillaire et d'autres moyens sont encore en phase de test, le feu antibrouillard avant LED de la voiture, le phare et d'autres lampes dans la conception d'un circuit imprimé en aluminium, d'un support, etc., pour accélérer la dissipation thermique.
Dans la conception structurelle des lampes LED, certaines personnes ont mis en avant la dissipation thermique du radiateur caloduc dans les lampes. Afin d'améliorer l'effet de dissipation thermique, de nombreux facteurs doivent être pris en compte dans la conception des lampes, tels que la disposition et la disposition du radiateur du corps de la lampe pour prendre en compte l'espacement, la direction, le traitement de surface, etc., sur la coque métallique des lampes et des lanternes, le revêtement de dissipation thermique.
À l'heure actuelle, le développement de l'industrie des LED se concentre sur des produits de petite taille, à haute luminosité et à haute puissance, utilisant des chaînes de dissipation thermique en céramique comme moyen de dissipation thermique des grains LED.
