Negli ultimi anni, con il rapido sviluppo della tecnologia LED e i vantaggi incomparabili di Lampada a LED , La lampada a LED come lampada di quarta generazione dopo la lampada a incandescenza, la lampada fluorescente, la lampada a scarica di gas ad alta intensità (HID) è stata ampiamente utilizzata nel campo dell'illuminazione, lampade da tavolo, torce elettriche, vari indicatori elettrici, luci di segnalazione, ecc.
Grande quanto l'illuminazione interna ed esterna, lampioni solari , luci decorative , luci del molo , luci da cantiere , luci da studio, lampade per auto, modulo di retroilluminazione LCD, ecc. All'inizio del 2011, il valore globale dei LED ad alta luminosità aveva raggiunto i 10,6 miliardi di dollari.
(I)Come funzionano le luci a led
Il chip LED utilizza una giunzione PN semiconduttrice illuminata, la giunzione pn è composta da semiconduttori semiconduttori di tipo p e tipo n, formazione profonda della giunzione PN su entrambi i lati della loro interfaccia, giunzione pn con conduttività unidirezionale, quando si aggiunge tensione diretta alla giunzione PN, il portatore maggioritario dell'area P e N si diffonde all'altra parte, a causa della mobilità degli elettroni è molto maggiore della mobilità delle lacune.
Hai molti elettroni che diffondono nella regione P e hai un'iniezione di pochi elettroni nella regione P. Questi elettroni si combinano con le lacune nella banda di valenza e, quando lo fanno, emettono fotoni che emettono luce, proprio come una giunzione PN, o LED, emette luce.
(2)Le caratteristiche delle luci a LED
- La lampada a LED è alimentata da alimentazione CC, bassa tensione di pilotaggio, piccola potenza, minore consumo energetico, risparmio energetico.
Poiché la parte che emette luce del LED è un chip di giunzione PN a semiconduttore, che ha le caratteristiche del passaggio guida singolo e dell'intercettazione inversa, la lampada LED può essere alimentata solo tramite alimentazione CC e la tensione di pilotaggio è molto bassa. La tensione di pilotaggio della singola perla è 3,2 V-3,4 V e la potenza è molto ridotta. La corrente non deve superare i 20m A.
I LED ad alta potenza sono ora comunemente utilizzati con 1 W e 3 W e il problema della dissipazione del calore deve essere risolto per i LED ad alta potenza, che può essere ottenuto integrando più chip. Il metodo comunemente utilizzato per ottenere una luce da lavoro a LED di potenza superiore è collegare LED multi-perla in serie o ibridi, in modo da poter ottenere una luce da lavoro a LED di potenza arbitraria.
Grazie a queste caratteristiche, le lampade a LED consumano pochissima energia. Prendendo come esempio il consumo energetico di un lampione, vengono confrontati la lampada al sodio ad alta pressione, il lampione a LED e il lampione a LED solare.
Se l'erogazione di energia elettrica giornaliera è di 10 ore, di cui 2 ore per il lampione solare più 8 ore di energia solare, il consumo energetico annuo delle tre lampade è rispettivamente di 54750KW/h, 21900KW/h e 4380KW/h. Il consumo annuo di elettricità dei LED è solo circa il 40% di quello delle lampade al sodio ad alta pressione, mentre il consumo annuo di elettricità dei lampioni stradali a LED solari è solo circa l'8% di quello delle lampade al sodio ad alta pressione.
Al contrario, utilizzare questi ultimi come lampioni consentirà di risparmiare notevolmente energia e risparmiare sulle bollette elettriche. Ora nel nostro paese sono stati utilizzati i lampioni stradali a LED su larga scala ad alta potenza e il sistema di lampioni stradali a LED solari.
- Il LED a sfera singola ha dimensioni ridotte, lunga durata e può realizzare un'illuminazione intelligente.
Le dimensioni del LED sono piccole, l'imballaggio in resina anziché in vetro, non facile da danneggiare, flessibile e comodo da usare, durata di laboratorio della lampada LED fino a 100.000 ore, uso normale fino a 5.000.000 ore sopra e purché nell'intervallo di corrente nominale, alimentazione a commutazione frequente o attraverso il sistema di controllo per regolare la corrente, nessun impatto sulla durata del LED.
Poiché la corrente di funzionamento della sorgente luminosa a LED può essere controllata, quindi attraverso la progettazione del circuito, è anche possibile controllare la luminosità delle lampade prodotte, realizzare il controllo intelligente dell'illuminazione, in base alle caratteristiche di cui sopra può essere trasformato in una varietà di luci decorative a LED, modelli dinamici, ecc. Per le luci a LED per banchina, in base alla diversa luminosità richiesta in momenti diversi nello stato di funzionamento, è possibile impostare la regolazione della luminosità in momenti diversi, il che non solo può risparmiare meglio energia, ma non ne influenza la durata.
Rispetto ad altre luci di lavoro, riduce notevolmente il tasso di sostituzione, riduce i costi di manutenzione e facilita l'installazione e la manutenzione.
- Nessuno sfarfallio, nessuna luce ultravioletta, radiazione termica molto bassa, nessun danno agli occhi umani.
La lampada a LED viene utilizzata per l'illuminazione di interni e luoghi di lavoro e studio, che possono proteggere gli occhi. Luce a LED monocromatica, forte direttività, risposta rapida, particolarmente adatta per luci da lavoro, lampade per auto, luci per banchine, lampade da palcoscenico e così via.
(3)L'applicazione delle luci a LED
Grazie agli incomparabili vantaggi delle lampade a LED, le luci da lavoro a LED si stanno sviluppando a una velocità molto elevata e stanno gradualmente sostituendo le altre luci da lavoro.
Ora le luci da lavoro a LED sono state ampiamente utilizzate in vari campi di illuminazione da lavoro. Grazie alle sue dimensioni ridotte e all'applicazione flessibile, il LED può essere organizzato in varie forme e controllato da programmi per computer, in modo da poter visualizzare modelli statici e dinamici come testo, immagini, animazioni, film e televisione.
Nella cerimonia di apertura dei Giochi Olimpici di Pechino del 2008, le luci a LED hanno mostrato il loro fascino e i loro vantaggi infiniti. Il LED è ampiamente utilizzato nelle esposizioni pubbliche, come una varietà di luci di segnalazione, illuminazione paesaggistica, abbellimento di strade quadrate, abbellimento di spettacoli pubblici, illuminazione con effetti scenici, illuminazione di edifici, ecc.
Negli schermi a cristalli liquidi, i LED vengono utilizzati come retroilluminazione per schermi come computer, televisori e telefoni cellulari. Sulle strade trafficate, il LED è stato utilizzato per l'illuminazione stradale controllabile a risparmio energetico, l'illuminazione di tunnel, l'illuminazione di cavalcavia, le luci dei semafori e così via.
Per quanto riguarda le lampade per automobili, ora molte luci dei freni, luci di posizione, indicatori di direzione, fendinebbia posteriori, luci di retromarcia e altre luci hanno iniziato a utilizzare la sorgente luminosa a LED.
Come il luci da cantiere , Con il continuo miglioramento della tecnologia LED, i problemi tecnici continuano a essere risolti e la continua comparsa di lampade LED ad alta potenza, LED nell'illuminazione per interni, lampade automobilistiche, studi, luci di visualizzazione e altri campi di applicazione diventerà più popolare.
(4) Alcuni problemi tecnici incontrati dalle luci a LED
- Tecnologia LED ad alta potenza.
Il LED presenta un collo di bottiglia nelle prestazioni e problemi di dissipazione del calore come danni da rilascio elettrostatico e coefficiente di dilatazione termica, quindi la sua potenza non può essere molto grande e la sua luminosità è bassa.
Attualmente, i chip LED ad alta potenza comunemente utilizzati con prestazioni relativamente stabili sono 1W e 3W. La potenza dei LED può essere migliorata tramite un chip integrato, ma la tecnologia attuale non è matura, deve principalmente risolvere il problema della dissipazione del calore, è anche possibile ottenere lampade LED ad alta potenza attraverso serie LED multi-perla, parallele o ibride.
Gli ultimi due sono meno efficienti e meno utilizzati. La serie LED multi-sfera è l'applicazione principale delle lampade LED nel campo dell'illuminazione.
Ma le serie a perla singola hanno un tallone d’Achille. Se un tallone viene danneggiato, l'intero percorso viene bloccato. Si tratta di un grave collo di bottiglia che limita l’applicazione delle lampade LED ad alta potenza nel campo dell’illuminazione.
Per migliorare la potenza delle lampade a LED, uno è migliorare la potenza del chip, l'altro è ottimizzare la progettazione del circuito per migliorare la potenza.
- Tecnologia di dissipazione del calore
La temperatura è un fattore importante che influenza il LED, l'aumento della temperatura accelera l'attenuazione della luce del LED e la temperatura nel nodo del chip influisce direttamente sulla durata del LED, quindi la capacità di dissipazione del calore e del LED è limitata dalla potenza del LED.
Il calore all'interno del LED viene generato quando il chip LED e il circuito stampato funzionano. Per i LED a bassa potenza, il calore può essere dissipato per conduzione e convezione naturale, ma per i LED ad alta potenza è necessario considerare varie dissipazioni del calore.
Nella progettazione della dissipazione del calore, vengono solitamente presi in considerazione la dissipazione del calore del pacchetto LED, del circuito stampato e l'aggiunta di componenti di dissipazione del calore. Con incapsulamento in silicone con buona conduttività termica, circuito stampato con strato di isolamento termico, base in metallo, ecc. Per alta potenza Luci da banchina a LED , per risolvere il problema della dissipazione del calore, oltre alla buona struttura di dissipazione del calore del LED stesso, il guscio delle luci della banchina dovrebbe essere utilizzato come canale di dissipazione del calore.
Il guscio è progettato come una superficie di dissipazione del calore sopra il lato e un'aletta di dissipazione del calore per facilitare la convezione dell'aria, oppure il guscio è progettato come una dissipazione del calore per convezione del tipo a foro d'aria, raffreddamento ad aria assistito da ventola e raffreddamento ad acqua capillare e altri modi sono ancora in fase di test, il fendinebbia anteriore a LED dell'auto, il faro e altre luci nel design del circuito stampato in alluminio, staffa, ecc., per accelerare la dissipazione del calore.
Nella progettazione strutturale delle lampade a LED, alcuni suggeriscono la dissipazione del calore del radiatore a tubi di calore nelle lampade. Per migliorare l'effetto di dissipazione del calore, è necessario considerare molti fattori nella progettazione delle lampade, come la disposizione e la disposizione del radiatore del corpo della lampada per considerare la spaziatura, la direzione, il trattamento superficiale, ecc., Sul guscio metallico di lampade e lanterne, rivestimento di dissipazione del calore.
Allo stato attuale, lo sviluppo dell'industria dei LED si concentra su prodotti ad alta potenza, elevata luminosità e dimensioni ridotte, utilizzando ceppi di dissipazione del calore in ceramica come metodo di dissipazione del calore della grana dei LED.
