יישום של נורות לד

בשנים האחרונות, עם ההתפתחות המהירה של טכנולוגיית LED והיתרונות שאין שני להם מנורת לד מנורת LED בתור מנורות הדור הרביעי אחרי מנורת ליבון, מנורת פלורסנט, מנורת פריקת גז בעוצמה גבוהה (HID) הייתה בשימוש נרחב בתחום התאורה, מנורה קטנה לשולחן, פנס, מחוונים חשמליים שונים, נורות איתות וכו'.

גדול כמו תאורה פנימית וחיצונית, פנסי רחוב סולאריים , אורות דקורטיביים , אורות המזח , אורות בנייה , תאורת סטודיו, מנורות לרכב, מודול תאורה אחורית של LCD וכו'. בתחילת 2011, הערך העולמי של לדים בהירות גבוהה הגיע ל-10.6 מיליארד דולר.

(I) איך פועלות נורות לד

שבב LED הוא שימוש בצומת PN של מוליכים למחצה מואר, צומת pn מורכב ממוליכים למחצה מסוג p וסוג n, היווצרות עמוקה של צומת PN משני צידי הממשק שלהם, צומת pn עם מוליכות חד כיוונית, כאשר מוסיפים מתח קדימה לצומת PN להתפשטות ה-P של צומת ה-N ושאר הספק האלקטרוני של הצד השני. הוא הרבה יותר גדול מתנועת החור.

יש לך הרבה אלקטרונים שמתפזרים לאזור P, ויש לך הזרקה של כמה אלקטרונים לאזור P. אלקטרונים אלו מתחברים עם חורים בפס הערכיות, וכאשר הם עושים זאת, הם פולטים פוטונים שפולטים אור, וכך פולט אור צומת PN, או LED.

(2) המאפיינים של נורות LED

1. מנורת LED מונעת על ידי ספק כוח DC, מתח נהיגה נמוך, כוח קטן, פחות צריכת חשמל, חיסכון באנרגיה.

מכיוון שהחלק פולט האור של LED הוא שבב צומת PN מוליך למחצה, בעל המאפיינים של מעבר מדריך יחיד ויירט הפוך, ניתן להפעיל את מנורת LED רק באמצעות ספק כוח DC, ומתח ההנעה נמוך מאוד. מתח ההנעה של חרוז בודד הוא 3.2V-3.4V, וההספק קטן מאוד. הזרם לא יעלה על 20m A.

לדים בעלי הספק גבוה משמשים כיום בדרך כלל עם 1W ו-3W, ויש לפתור את בעיית פיזור החום עבור לדים בעלי הספק גבוה, שניתן להשיג על ידי שילוב שבבים מרובים. השיטה הנפוצה להשגת תאורת LED עבודה עם עוצמה גבוהה יותר היא חיבור LED מרובה חרוזים בסדרה או היברידית, כך שתוכל להשיג תאורת LED עבודה שרירותית.

בגלל תכונות אלה, מנורות LED צורכות מעט מאוד חשמל. אם לוקחים את צריכת החשמל של מנורת רחוב כדוגמה, משווים בין מנורת הנתרן בלחץ גבוה, מנורת LED ופנס רחוב סולארית.

אם אספקת החשמל היומית היא 10 שעות, מתוכן מנורת הרחוב הסולארית היא שעתיים בתוספת 8 שעות של אנרגיה סולארית, צריכת החשמל השנתית של שלוש המנורות היא 54750KW/h, 21900KW/h ו-4380KW/h, בהתאמה. צריכת החשמל השנתית של LED היא רק כ-40% מזו של מנורת נתרן בלחץ גבוה, וצריכת החשמל השנתית של מנורת LED סולארית היא רק כ-8% מזו של מנורת נתרן בלחץ גבוה.

לעומת זאת, שימוש באחרונים כתאורת רחוב יחסוך מאוד בחשמל ויחסוך בחשבונות החשמל. כעת נכנסו לשימוש בארצנו מנורת רחוב LED בקנה מידה גדול ומערכת מנורת LED סולארית.

2. LED חרוז בודד יש גודל קטן, חיי שירות ארוכים, והוא יכול לממש תאורה חכמה.

גודל LED קטן, שרף אריזה ולא זכוכית, לא קל להזיק, גמיש ונוח לשימוש, חיי מעבדה של מנורת LED עד 100000 שעות, שימוש רגיל עד 5000000 שעות מעל, וכל עוד בטווח הזרם המדורג, מיתוג תכוף של אספקת חשמל או דרך מערכת הבקרה להתאמת הזרם, ללא השפעה על חיי LED.

מכיוון שניתן לשלוט בזרם העבודה של מקור אור LED, כך שבאמצעות עיצוב המעגל, ניתן לשלוט גם בבהירות המנורות המיוצרות, ניתן לממש את בקרת התאורה החכמה, לפי המאפיינים לעיל ניתן להפוך למגוון של נורות LED דקורטיביות, תבניות דינמיות וכו'. עבור נורות LED לעגינה, לפי הבהירות השונה הנדרשת בזמנים שונים במצב העבודה, ניתן להגדיר כדי להתאים את הבהירות שלהן, לא רק להשפיע על הבהירות שלהן, אבל לא רק להשפיע טוב יותר על האנרגיה שלה בזמנים.

בהשוואה לאורות עבודה אחרים, הפחיתו מאוד את שיעור ההחלפה, הפחיתו את עלות התחזוקה והתקנה ותחזוקה קלה.

3. ללא הבהוב, ללא אור אולטרה סגול, קרינת חום נמוכה מאוד, ללא נזק לעיניים אנושיות.

מנורת הלד משמשת לתאורה פנימית ומקומות עבודה ולימוד, שיכולים להגן על העיניים. אור LED מונוכרום, כיווניות חזקה, תגובה מהירה, מתאים במיוחד לאור עבודה, מנורות רכב, פנסי רציף, מנורות במה וכן הלאה.

(3) היישום של נורות LED

בשל היתרונות הבלתי ניתנים להשוואה של מנורות LED, תאורת עבודה LED מתפתחת במהירות גבוהה מאוד ומחליפה בהדרגה אור עבודה אחר.

כעת נעשה שימוש נרחב באור LED בתחומי תאורת עבודה שונים. בשל גודלו הקטן והיישום הגמיש, ניתן לסדר את ה-LED בצורות שונות ולשלוט על ידי תוכנות מחשב, כך שהוא יכול להציג תבניות סטטיות ודינמיות כגון טקסט, תמונה, אנימציה, סרט וטלוויזיה.

בטקס הפתיחה של המשחקים האולימפיים בבייג'ינג 2008, נורות LED הראו את הקסם והיתרונות האינסופיים שלה. LED נמצא בשימוש נרחב בתצוגות ציבוריות, כגון מגוון של אורות איתות, תאורת נוף, ייפוי רחוב מרובע, ייפוי בידור ציבורי, תאורת אפקט במה, תאורת בניין וכו'.

בתצוגות גביש נוזלי, לדים משמשים כתאורה אחורית למסכי תצוגה כגון מחשבים, טלוויזיות וטלפונים ניידים. בכביש התנועה נעשה שימוש ב-LED לתאורת רחוב ניתנת לשליטה חסכונית באנרגיה, תאורת מנהרה, תאורת מעבר, רמזורים וכן הלאה.

בהיבט של מנורות רכב, כעת, מכוניות רבות, פנסי בלמים, פנסי מיקום, פנסי איתות, פנסי ערפל אחוריים, פנסי רוורס ומנורות אחרות החלו להשתמש במקור אור LED.

בתור ה אורות בנייה , עם השיפור המתמיד של טכנולוגיית LED, בעיות טכניות ממשיכות להיפתר, וההופעה המתמשכת של מנורות LED בעלות הספק גבוה, LED בתאורת פנים, מנורות רכב, אולפנים, נורות צפייה ותחומי יישום אחרים תהיה פופולרית יותר.

(4) כמה בעיות טכניות העומדות בפני נורות LED

1. טכנולוגיית LED בעוצמה גבוהה.

ל-LED יש צוואר בקבוק בביצועים ופיזור חום כמו נזקי שחרור אלקטרוסטטי ומקדם התפשטות תרמית, כך שההספק שלו לא יכול להיות גדול מאוד והבהירות שלו נמוכה.

נכון לעכשיו, שבבי LED בעלי הספק גבוה בשימוש נפוץ עם ביצועים יציבים יחסית הם 1W ו-3W. כוח LED יכול להיות משופר על ידי שבב משולב, אבל הטכנולוגיה הנוכחית אינה בשלה, בעיקר צריך לפתור את בעיית פיזור החום, יכול גם להשיג מנורות LED בעוצמה גבוהה באמצעות סדרת LED מרובת חרוזים, מקבילים או היברידיים.

שני האחרונים פחות יעילים ופחות בשימוש. סדרת LED מולטי חרוזים היא היישום המרכזי של מנורות לד בתחום התאורה.

אבל לסדרת חרוזים בודדים יש עקב אכילס. אם חרוז אחד פגום, כל המסלול נחסם. זהו צוואר בקבוק גדול המגביל את היישום של מנורות LED בעלות הספק גבוה בתחום התאורה.

כדי לשפר את העוצמה של מנורות LED, האחת היא לשפר את הכוח מהשבב, והשנייה היא לייעל את עיצוב המעגל כדי לשפר את ההספק.

2. טכנולוגיית פיזור חום

הטמפרטורה היא גורם חשוב המשפיע על LED, עליית הטמפרטורה תאיץ את הנחתת האור של LED, והטמפרטורה בצומת השבב משפיעה ישירות על חיי ה-LED, כך שכושר פיזור ה-LED והחום מוגבל על ידי עוצמת הספק של LED.

החום בתוך ה-LED נוצר כאשר שבב ה-LED והמעגל המודפס עובדים. עבור LED עם הספק נמוך, החום יכול להתפזר על ידי הולכה והסעה טבעית, אך עבור LED עם הספק גבוה, יש צורך לשקול פיזור חום שונים.

בתכנון פיזור החום, פיזור החום של חבילת LED, לוח מעגלים והוספת רכיבי פיזור חום נחשבים בדרך כלל. עם עטיית סיליקון מוליכות תרמית טובה, מעגל מודפס עם שכבת בידוד תרמית, בסיס מתכת וכו'. להספק גבוה אורות עגינה לד , כדי לפתור את בעיית פיזור החום, בנוסף למבנה פיזור החום הטוב של ה-LED עצמו, יש להשתמש במעטפת של אורות המזח כערוץ פיזור החום.

המעטפת מתוכננת כמשטח פיזור חום מעל הצד וסנפיר פיזור חום כדי להקל על הסעת אוויר, או שהמעטפת מתוכננת לפיזור חום מסוג חור אוויר, קירור אוויר בסיוע מאוורר וקירור מים נימיים ודרכים אחרות עדיין בשלב הבדיקה, מנורת ערפל LED קדמית של המכונית, פנס קדמי של מעגל חימום, וכו'. פיזור.

בעיצוב המבני של מנורות LED, חלק מהאנשים מציגים את פיזור החום של רדיאטור צינור החום במנורות. על מנת לשפר את אפקט פיזור החום, יש לקחת בחשבון גורמים רבים בתכנון המנורות, כגון סידור וסידור הרדיאטור של גוף המנורה כדי לשקול את המרווח, הכיוון, טיפול פני השטח וכו', על מעטפת המתכת של מנורות ופנסים, ציפוי פיזור חום.

נכון לעכשיו, התפתחות תעשיית ה-LED מתמקדת במוצרים בהספק גבוה, בהירות גבוהה, בגודל קטן, תוך שימוש בכבלי פיזור חום קרמיים כדרך לפיזור חום גרגרי LED.