Az elmúlt években a LED-technológia rohamos fejlődésével és annak páratlan előnyeivel LED lámpa , LED lámpa, mint a negyedik generációs lámpák az izzólámpák, fénycsövek, nagy intenzitású gázkisülési lámpák (HID) után széles körben használatosak a világítás területén, kicsitől asztali lámpákig, zseblámpák, különféle elektromos jelzőlámpák, jelzőlámpák stb.
Akkora, mint a beltéri és kültéri világítás, napelemes utcai lámpák , dekoratív lámpák , dokkoló lámpák , építési lámpák , stúdiólámpák, autólámpák, LCD háttérvilágítási modul stb. 2011 elejére a nagy fényerejű LED-ek globális értéke elérte a 10,6 milliárd dollárt.
(I) Hogyan működnek a led lámpák
A LED chip félvezető PN átmenetet használ megvilágítva, pn átmenet p-típusú és n-típusú félvezető félvezetőből áll, mélyen PN átmenet van kialakítva az interfész mindkét oldalán, pn átmenet egyirányú vezetőképességgel, ha a PN átmenethez nagy előremenő feszültséget adunk, a nagyobb rész mobilitása a másik P és N hordozónak köszönhető. lyuk mobilitása.
Rengeteg elektron diffundál a P tartományba, és néhány elektron injektálódik be a P régióba. Ezek az elektronok egyesülnek a vegyértéksávban lévő lyukakkal, és amikor megtörténnek, fényt bocsátanak ki, így a PN átmenet vagy a LED fényt bocsát ki.
(2) A LED-lámpák jellemzői
- A LED lámpát egyenáramú tápegység hajtja, alacsony hajtási feszültség, kis teljesítmény, kisebb energiafogyasztás, energiatakarékosság.
Mivel a LED fénykibocsátó része egy félvezető PN csomópont, amelynek jellemzői az egyszeri átvezetés és a fordított metszés, a LED lámpa csak egyenáramú tápegységről táplálható, és a meghajtó feszültség nagyon alacsony. Az egyetlen gyöngy hajtófeszültsége 3,2 V-3,4 V, és a teljesítmény nagyon kicsi. Az áramerősség nem haladhatja meg a 20 mA-t.
A nagy teljesítményű ledeket ma már általánosan 1W és 3W-tal használják, a hőleadás problémáját pedig a nagy teljesítményű ledeknél kell megoldani, ami több chip integrálásával érhető el. A nagyobb teljesítményű LED-es munkafény megszerzésének általánosan használt módszere a többgyöngyös LED sorba vagy hibrid csatlakoztatása, így tetszőleges teljesítményű LED-es munkafényt kaphat.
Ezen tulajdonságok miatt a LED-lámpák nagyon kevés energiát fogyasztanak. Példaként egy utcai lámpa energiafogyasztását hasonlítjuk össze a nagynyomású nátriumlámpával, a LED-es utcai lámpával és a napelemes LED-es utcai lámpával.
Ha a napi energiaellátás 10 óra, amelyből a napelemes utcai lámpa 2 óra plusz 8 óra napenergia, akkor a három lámpa éves energiafogyasztása 54750KW/h, 21900KW/h, illetve 4380KW/h. A LED éves villamosenergia-fogyasztása csak körülbelül 40%-a a nagynyomású nátriumlámpáénak, a napelemes LED utcai lámpa éves villamosenergia-fogyasztása pedig csak körülbelül 8%-a a nagynyomású nátriumlámpákénak.
Ezzel szemben az utóbbi utcai világításként való használata nagymértékben energiát takarít meg és villanyszámlát takarít meg. Mostanra hazánkban használatba vették a nagy teljesítményű, nagy teljesítményű LED-es utcai lámpát és a napelemes LED-es utcai lámparendszert.
- Az egygyöngyös LED kis méretű, hosszú élettartamú, és intelligens világítást tud megvalósítani.
A LED mérete kicsi, a csomagolás inkább gyanta, mint üveg, nem könnyen károsítható, rugalmas és kényelmes használat, a LED lámpa laboratóriumi élettartama akár 100 000 óra, normál használat legfeljebb 5 000 000 óra felett, és amíg a névleges áramtartományban van, gyakori kapcsolóüzemű tápegység vagy a vezérlőrendszeren keresztül az áram beállítása, nincs hatással a LED élettartamára.
Mivel a LED-es fényforrás üzemi árama szabályozható, így az áramköri kialakításon keresztül a gyártott lámpák fényereje is szabályozható, megvalósítható az intelligens világításvezérlés, a fenti jellemzők szerint különféle LED-es dekorlámpák, dinamikus minták stb. készíthetők. A LED-es dokkoló lámpákhoz a különböző időpontokban szükséges eltérő fényerő szerint beállítható úgy, hogy az üzemállapot alatti eltérő fényerőt beállítsa, ami nem csak a fényerőt, hanem nem csak az energiát takaríthatja meg különböző időpontokban.
Más munkalámpákhoz képest jelentősen csökkenti a cserearányt, csökkenti a karbantartási költségeket, valamint az egyszerű telepítést és karbantartást.
- Nincs vibrálás, nincs ultraibolya fény, nagyon alacsony hősugárzás, nem károsítja az emberi szemet.
A LED-es lámpát beltéri világításra, valamint munka- és tanulóhelyiségekre használják, amelyek védik a szemet. Monokróm LED-es fény, erős irányíthatóság, gyors reagálás, különösen alkalmas munkafényekhez, autólámpákhoz, dokkoló lámpákhoz, színpadi lámpákhoz stb.
(3) LED lámpák alkalmazása
A LED-lámpák összehasonlíthatatlan előnyeinek köszönhetően a LED-es munkafény nagyon gyors ütemben fejlődik, és fokozatosan felváltja a többi munkalámpát.
Jelenleg a LED-es munkalámpákat széles körben használják különféle munkavilágítási területeken. Kis méretének és rugalmas alkalmazásának köszönhetően a LED különféle formákba rendezhető és számítógépes programokkal vezérelhető, így képes statikus és dinamikus mintázatokat megjeleníteni, mint például szöveg, kép, animáció, film és televízió.
A 2008-as pekingi olimpiai játékok megnyitóján a LED-lámpák megmutatták végtelen varázsát és előnyeit. A LED-et széles körben használják nyilvános kijelzőkön, például különféle jelzőlámpákban, tájvilágításban, négyzet alakú utcaszépítésben, nyilvános szórakoztató szépítésben, színpadi hatásvilágításban, épületvilágításban stb.
A folyadékkristályos kijelzőkben a LED-eket háttérvilágításként használják olyan képernyőkhöz, mint például számítógépek, televíziók és mobiltelefonok. A közlekedési úton LED-et használnak vezérelhető energiatakarékos utcai világításhoz, alagútvilágításhoz, felüljáró világításhoz, közlekedési jelzőlámpákhoz és így tovább.
Ami az autólámpákat illeti, ma már sok autó féklámpája, helyzetjelző lámpája, irányjelző lámpája, hátsó ködlámpája, hátrameneti lámpája és egyéb lámpái elkezdtek LED-es fényforrást használni.
Ahogy a építési lámpák , A LED technológia folyamatos fejlesztésével továbbra is megoldódnak a műszaki problémák, és egyre népszerűbbek lesznek a nagy teljesítményű LED lámpák, a LED beltéri világításban, autólámpákban, stúdiókban, kilátó lámpák és egyéb felhasználási területek folyamatos megjelenése.
(4) Néhány műszaki probléma, amellyel a LED-lámpák szembesülnek
- Nagy teljesítményű LED technológia.
A LED teljesítménye szűk keresztmetszettel és hőelvezetési problémákkal rendelkezik, mint például az elektrosztatikus kibocsátás károsodása és a hőtágulási együttható, így a teljesítménye nem lehet túl nagy, és a fényereje alacsony.
Jelenleg az általánosan használt nagy teljesítményű, viszonylag stabil teljesítményű LED chipek 1W és 3W. A LED-teljesítmény javítható integrált chippel, de a jelenlegi technológia nem érett, elsősorban a hőelvezetési problémát kell megoldani, valamint nagy teljesítményű LED-lámpákat is lehet elérni többgyöngyös LED-sorozaton, párhuzamosan vagy hibriden keresztül.
Az utóbbi kettő kevésbé hatékony és kevésbé használt. A Multi-bead LED sorozat a LED lámpák fő alkalmazása a világítás területén.
De az egygyöngyös sorozatnak van Achilles-sarka. Ha az egyik gyöngy megsérül, az egész útvonalat blokkolja. Ez egy jelentős szűk keresztmetszet, amely korlátozza a nagy teljesítményű LED-lámpák alkalmazását a világítás területén.
A LED-lámpák teljesítményének javítása érdekében az egyik a chip teljesítményének növelése, a másik az áramkör kialakításának optimalizálása a teljesítmény növelése érdekében.
- Hőelvezetési technológia
A hőmérséklet a LED-et befolyásoló fontos tényező, a hőmérséklet emelkedése felgyorsítja a LED fénycsillapítását, a chip csomóponti hőmérséklete pedig közvetlenül befolyásolja a LED élettartamát, így a LED-et és a hőelvezetési kapacitást korlátozza a LED teljesítményének erőssége.
A LED belsejében lévő hő akkor keletkezik, amikor a LED chip és a nyomtatott áramköri kártya működik. A kis teljesítményű LED-eknél a hőt természetes vezetés és konvekció útján lehet elvezetni, de a nagy teljesítményű LED-eknél figyelembe kell venni a különféle hőleadásokat.
A hőleadás tervezésénél általában figyelembe veszik a LED-csomag, az áramköri kártya és a hőleadó komponensek hőelvezetését. Jó hővezető képességű szilikon tokozással, hőszigetelő réteggel ellátott nyomtatott áramköri lappal, fém alappal stb. Nagy teljesítményhez LED dokkoló lámpák , a hőelvezetési probléma megoldása érdekében magának a LED-nek a jó hőelvezetési szerkezete mellett a dokkoló lámpáinak héját kell használni hőelvezető csatornaként.
A héjat oldal feletti hőleadó felületnek és hőleadó bordának tervezték a légkonvekciót elősegítő, vagy léglyuk típusú konvekciós hőleadásnak, ventilátoros léghűtésnek és kapilláris vízhűtésnek és egyéb módoknak még tesztelési stádiumban van, az autó LED első ködlámpája, fényszórója és egyéb lámpái, alumínium kivitelben, stb.
A LED-lámpák szerkezeti kialakítása során egyesek előtérbe helyezik a hőcső radiátor hőleadását a lámpákban. A hőelvezetési hatás javítása érdekében a lámpák tervezésénél számos tényezőt figyelembe kell venni, például a lámpatest radiátorának elrendezését és elrendezését figyelembe kell venni a lámpák és lámpák fémhéján lévő távolságot, irányt, felületkezelést stb., hőleadó bevonatot.
Jelenleg a LED-ipar fejlesztése a nagy teljesítményű, nagy fényerejű, kis méretű termékekre összpontosít, kerámia hőelvezető bilincseket használva a LED-szemcse hőelvezetésének módjaként.
