ბოლო წლებში, LED ტექნოლოგიის სწრაფი განვითარებით და შეუდარებელი უპირატესობებით LED ნათურა , LED ნათურა, როგორც მეოთხე თაობის ნათურები ინკანდესენტური ნათურის შემდეგ, ფლუორესცენტური ნათურა, მაღალი ინტენსივობის გაზის გამონადენი ნათურა (HID) ფართოდ გამოიყენება განათების სფეროში, პატარა მაგიდაზე ნათურა, ფანარი, სხვადასხვა ელექტრო ინდიკატორები, სასიგნალო ნათურები და ა.შ.
ისეთივე დიდი, როგორც შიდა და გარე განათება, მზის ქუჩის განათება , დეკორატიული ნათურები , დოკის განათება , სამშენებლო ნათურები , სტუდიის განათება, მანქანის ნათურები, LCD ფონური განათების მოდული და ა.შ. 2011 წლის დასაწყისისთვის მაღალი სიკაშკაშის მქონე LED-ების გლობალურმა ღირებულებამ 10,6 მილიარდ დოლარს მიაღწია.
(I) როგორ მუშაობს LED ნათურები
LED ჩიპი არის განათებული ნახევარგამტარის PN შეერთების გამოყენება, pn შეერთება შედგება p-ტიპის და n-ტიპის ნახევარგამტარული ნახევარგამტარებისგან, PN შეერთების ღრმა ფორმირება მათი ინტერფეისის ორივე მხარეს, pn შეერთება ცალმხრივი გამტარობით, როდესაც ემატება წინ ძაბვა PN მანქანის გავრცელებას მხარის Pn უმრავლესობის უბანზე და სხვა ნაწილზე. მობილურობა გაცილებით დიდია, ვიდრე ხვრელის მობილურობა.
თქვენ გაქვთ ბევრი ელექტრონი, რომელიც ვრცელდება P რეგიონში და თქვენ გაქვთ რამდენიმე ელექტრონის ინექცია P რეგიონში. ეს ელექტრონები გაერთიანდებიან ვალენტურობის დიაპაზონში არსებულ ხვრელებს და როდესაც ეს მოხდება, ისინი ასხივებენ ფოტონებს, რომლებიც ასხივებენ სინათლეს, რითაც PN შეერთება ან LED ასხივებს სინათლეს.
(2) LED განათების მახასიათებლები
- LED ნათურა ამოძრავებს DC დენის წყაროს, დაბალი მამოძრავებელი ძაბვის, მცირე სიმძლავრის, ნაკლები ენერგიის მოხმარებას, ენერგიის დაზოგვას.
იმის გამო, რომ LED-ის შუქის გამომცემი ნაწილი არის ნახევარგამტარული PN შეერთების ჩიპი, რომელსაც აქვს ერთჯერადი გზამკვლევი და საპირისპირო კვეთის მახასიათებლები, LED ნათურა შეიძლება იკვებებოდეს მხოლოდ DC ელექტრომომარაგებით, ხოლო მამოძრავებელი ძაბვა ძალიან დაბალია. ერთი მძივის მამოძრავებელი ძაბვა არის 3.2V-3.4V და სიმძლავრე ძალიან მცირეა. დენი არ უნდა აღემატებოდეს 20 მ ა.
მაღალი სიმძლავრის LED-ები ახლა ჩვეულებრივ გამოიყენება 1W და 3W-თან და სითბოს გაფრქვევის პრობლემა უნდა მოგვარდეს მაღალი სიმძლავრის LED-ებისთვის, რომელთა მიღება შესაძლებელია მრავალი ჩიპის ინტეგრირებით. უფრო მაღალი სიმძლავრის LED სამუშაო განათების მისაღებად ყველაზე ხშირად გამოყენებული მეთოდია მრავალმძივიანი LED სერიული ან ჰიბრიდული დაკავშირება, ასე რომ თქვენ შეგიძლიათ მიიღოთ თვითნებური სიმძლავრის LED სამუშაო განათება.
ამ მახასიათებლების გამო, LED ნათურები მოიხმარენ ძალიან მცირე ენერგიას. ქუჩის ნათურის ენერგიის მოხმარების მაგალითის გათვალისწინებით, შედარებულია მაღალი წნევის ნატრიუმის ნათურა, LED ქუჩის ნათურა და მზის LED ქუჩის ნათურა.
თუ დღიური ელექტრომომარაგება არის 10 საათი, მათ შორის მზის ქუჩის ნათურა არის 2 საათი პლუს 8 საათი მზის ენერგია, სამი ნათურის წლიური ენერგიის მოხმარება არის შესაბამისად 54750 კვტ/სთ, 21900 კვტ/სთ და 4380 კვტ/სთ. LED-ის წლიური ელექტროენერგიის მოხმარება არის მაღალი წნევის ნატრიუმის ნათურის მხოლოდ დაახლოებით 40%, ხოლო მზის LED ქუჩის ნათურის წლიური ელექტროენერგიის მოხმარება არის მაღალი წნევის ნატრიუმის ნათურის მხოლოდ დაახლოებით 8%.
ამის საპირისპიროდ, ამ უკანასკნელის გამოყენება ქუჩის განათებად მნიშვნელოვნად დაზოგავს ენერგიას და დაზოგავს ელექტროენერგიის გადასახადს. ახლა ჩვენს ქვეყანაში ამოქმედდა მაღალი სიმძლავრის ფართომასშტაბიანი LED ქუჩის ნათურა და მზის LED ქუჩის ნათურების სისტემა.
- ერთი მძივი LED აქვს მცირე ზომის, ხანგრძლივი მომსახურების ვადა და შეუძლია გააცნობიეროს ინტელექტუალური განათება.
LED ზომა არის პატარა, შესაფუთი ფისოვანი, ვიდრე მინის, ადვილი დასაზიანებელი, მოქნილი და მოსახერხებელი გამოსაყენებლად, LED ნათურის ლაბორატორიული ხანგრძლივობა 100000 სთ-მდე, ნორმალური გამოყენება 5000000 სთ-მდე ზემოთ და სანამ ნომინალური დენის დიაპაზონშია, ხშირი გადართვის დენის მიწოდება ან კონტროლის სისტემის მეშვეობით დენის რეგულირებისთვის, არ იმოქმედებს LED სიცოცხლეზე.
იმის გამო, რომ LED განათების წყაროს სამუშაო დენი შეიძლება კონტროლდებოდეს, ასე რომ, მიკროსქემის დიზაინის საშუალებით, შესაძლებელია დამზადებული ნათურების სიკაშკაშის კონტროლი, ინტელექტუალური განათების კონტროლის რეალიზება. გავლენას მოახდენს მის ცხოვრებაზე.
სხვა სამუშაო ნათურებთან შედარებით, მნიშვნელოვნად ამცირებს ჩანაცვლების სიჩქარეს, ამცირებს ტექნიკური ხარჯები და მარტივი ინსტალაცია და შენარჩუნება.
- არ არის ციმციმი, არ არის ულტრაიისფერი შუქი, ძალიან დაბალი სიცხის გამოსხივება, არ არის ზიანი ადამიანის თვალისთვის.
LED ნათურა გამოიყენება შიდა განათებისთვის და სამუშაო და სასწავლო ადგილებისთვის, რომელსაც შეუძლია თვალების დაცვა. LED განათება მონოქრომული, ძლიერი მიმართულება, სწრაფი რეაგირება, განსაკუთრებით შესაფერისი სამუშაო განათებისთვის, მანქანის ნათურებისთვის, დოკის ნათურებისთვის, სცენის ნათურებისთვის და ა.შ.
(3) LED განათების გამოყენება
LED ნათურების შეუდარებელი უპირატესობების გამო, LED სამუშაო განათება ვითარდება ძალიან სწრაფი სიჩქარით და თანდათან ცვლის სხვა სამუშაო განათებას.
ახლა LED სამუშაო განათება ფართოდ გამოიყენება სხვადასხვა სამუშაო განათების სფეროში. მისი მცირე ზომისა და მოქნილი აპლიკაციის გამო, LED შეიძლება განლაგდეს სხვადასხვა ფორმებად და კონტროლდეს კომპიუტერული პროგრამებით, ასე რომ მას შეუძლია აჩვენოს სტატიკური და დინამიური შაბლონები, როგორიცაა ტექსტი, სურათი, ანიმაცია, ფილმი და ტელევიზია.
2008 წლის პეკინის ოლიმპიური თამაშების გახსნის ცერემონიაზე LED განათებამ აჩვენა თავისი გაუთავებელი ხიბლი და უპირატესობები. LED ფართოდ გამოიყენება საჯარო ჩვენებებში, როგორიცაა სხვადასხვა სასიგნალო განათება, ლანდშაფტის განათება, კვადრატული ქუჩის გალამაზება, საზოგადოებრივი გასართობი გალამაზება, სცენის ეფექტის განათება, შენობის განათება და ა.შ.
თხევადი ბროლის დისპლეებში LED-ები გამოიყენება როგორც შუქნიშანი დისპლეის ეკრანებისთვის, როგორიცაა კომპიუტერები, ტელევიზორები და მობილური ტელეფონები. საგზაო გზაზე LED გამოიყენება კონტროლირებადი ენერგიის დაზოგვის ქუჩის განათებისთვის, გვირაბის განათებისთვის, ესტაკადის განათებისთვის, შუქნიშნის შუქებისთვის და ა.შ.
საავტომობილო ნათურების ასპექტში, ახლა ბევრმა მანქანამ სამუხრუჭე განათება, პოზიციის შუქი, შემობრუნების შუქნიშანი, უკანა ნისლის შუქები, უკანა შუქები და სხვა ნათურები დაიწყო LED სინათლის წყაროს გამოყენება.
როგორც სამშენებლო ნათურები LED ტექნოლოგიის უწყვეტი გაუმჯობესებით, ტექნიკური პრობლემები კვლავ გადაიჭრება და უფრო პოპულარული იქნება მაღალი სიმძლავრის LED ნათურების, LED შიდა განათების, საავტომობილო ნათურების, სტუდიების, სანახავი განათებების და გამოყენების სხვა სფეროების უწყვეტი გაჩენა.
(4) ზოგიერთი ტექნიკური პრობლემა LED განათების წინაშე
- მაღალი სიმძლავრის LED ტექნოლოგია.
LED-ს აქვს შესრულების შეფერხება და სითბოს გაფრქვევის პრობლემები, როგორიცაა ელექტროსტატიკური გამოშვების დაზიანება და თერმული გაფართოების კოეფიციენტი, ასე რომ მისი სიმძლავრე არ შეიძლება იყოს ძალიან დიდი და მისი სიკაშკაშე დაბალი.
ამჟამად, ხშირად გამოყენებული მაღალი სიმძლავრის LED ჩიპები შედარებით სტაბილური ფუნქციონირებით არის 1W და 3W. LED სიმძლავრე შეიძლება გაუმჯობესდეს ინტეგრირებული ჩიპით, მაგრამ ამჟამინდელი ტექნოლოგია არ არის მომწიფებული, ძირითადად საჭიროა სითბოს გაფრქვევის პრობლემის გადაჭრა, ასევე შეგიძლიათ მიაღწიოთ მაღალი სიმძლავრის LED ნათურებს მრავალ მძივის LED სერიის, პარალელური ან ჰიბრიდული საშუალებით.
ეს ორი უკანასკნელი ნაკლებად ეფექტური და ნაკლებად გამოიყენება. Multi-bead LED სერია არის LED ნათურების ძირითადი გამოყენება განათების სფეროში.
მაგრამ ერთი მძივის სერიას აქვს აქილევსის ქუსლი. თუ ერთი მძივი დაზიანებულია, მთელი მარშრუტი იკეტება. ეს არის მთავარი შეფერხება, რომელიც ზღუდავს მაღალი სიმძლავრის LED ნათურების გამოყენებას განათების სფეროში.
LED ნათურების სიმძლავრის გასაუმჯობესებლად, ერთი არის ჩიპის სიმძლავრის გაუმჯობესება, მეორე არის მიკროსქემის დიზაინის ოპტიმიზაცია სიმძლავრის გასაუმჯობესებლად.
- სითბოს გაფრქვევის ტექნოლოგია
ტემპერატურა არის მნიშვნელოვანი ფაქტორი, რომელიც გავლენას ახდენს LED-ზე, ტემპერატურის მატება დააჩქარებს LED-ის სინათლის შესუსტებას, ხოლო ჩიპური კვანძის ტემპერატურა პირდაპირ გავლენას ახდენს LED-ის სიცოცხლეზე, ამიტომ LED და სითბოს გაფრქვევის სიმძლავრე შეზღუდულია LED სიმძლავრის სიძლიერით.
LED-ის შიგნით სითბო წარმოიქმნება, როდესაც LED ჩიპი და ბეჭდური მიკროსქემის დაფა მუშაობს. დაბალი სიმძლავრის LED-სთვის, სითბო შეიძლება გაიფანტოს ბუნებრივი გამტარობით და კონვექციის საშუალებით, მაგრამ მაღალი სიმძლავრის LED-სთვის აუცილებელია სხვადასხვა სითბოს გაფრქვევის გათვალისწინება.
სითბოს გაფრქვევის დიზაინში, ჩვეულებრივ, განიხილება LED პაკეტის, მიკროსქემის დაფის სითბოს გაფრქვევა და სითბოს გაფრქვევის კომპონენტების დამატება. კარგი თბოგამტარობის სილიკონის კაფსულაციით, დაბეჭდილი მიკროსქემის დაფა თბოიზოლაციის ფენით, ლითონის ფუძით და ა.შ. მაღალი სიმძლავრისთვის LED დოკის განათება , სითბოს გაფრქვევის პრობლემის გადასაჭრელად, გარდა თავად LED-ის სითბოს გაფრქვევის კარგი სტრუქტურისა, დოკის განათების გარსი უნდა იყოს გამოყენებული როგორც სითბოს გაფრქვევის არხი.
ჭურვი შექმნილია როგორც სითბოს გაფრქვევის ზედაპირი გვერდიდან ზემოთ და სითბოს გაფრქვევის ფარფლი ჰაერის კონვექციის გასაადვილებლად, ან გარსი შექმნილია როგორც ჰაერის ხვრელის ტიპის კონვექციური სითბოს გაფრქვევა, ვენტილატორის დახმარებით ჰაერის გაგრილება და კაპილარული წყლის გაგრილება და სხვა გზები ჯერ კიდევ ტესტის ეტაპზეა, მანქანის წინა LED ნისლის ნათურა, ფარის ნათურა და სხვა სანათი. სითბოს გაფრქვევა.
LED ნათურების სტრუქტურულ დიზაინში, ზოგიერთმა ადამიანმა წამოაყენა სითბოს მილის რადიატორის სითბოს გაფრქვევა ნათურებში. სითბოს გაფრქვევის ეფექტის გასაუმჯობესებლად საჭიროა მრავალი ფაქტორის გათვალისწინება ნათურების დიზაინში, როგორიცაა ნათურის კორპუსის რადიატორის მოწყობა და განლაგება, რათა გაითვალისწინოს მანძილი, მიმართულება, ზედაპირის დამუშავება და ა.შ., ნათურების და ფარნების ლითონის გარსზე, სითბოს გაფრქვევის საფარი.
ამჟამად, LED ინდუსტრიის განვითარება ფოკუსირებულია მაღალი სიმძლავრის, მაღალი სიკაშკაშის, მცირე ზომის პროდუქტებზე, კერამიკული სითბოს გაფრქვევის ბორკილების გამოყენებით, როგორც LED მარცვლეულის სითბოს გაფრქვევის გზა.
