V posledných rokoch s rýchlym rozvojom LED technológie a neporovnateľnými výhodami LED lampa , LED lampa ako lampa štvrtej generácie po žiarovke, žiarivke, plynovej výbojke s vysokou intenzitou (HID) bola široko používaná v oblasti osvetlenia, malých až stolných lamp, bateriek, rôznych elektrických indikátorov, signálnych svetiel atď.
Veľké ako vnútorné a vonkajšie osvetlenie, solárne pouličné osvetlenie , dekoratívne svetlá , dokovacie svetlá , konštrukčné svetlá , štúdiové svetlá, autolampy, modul podsvietenia LCD atď. Začiatkom roku 2011 dosiahla globálna hodnota vysokosvietivých LED diód 10,6 miliardy USD.
(I) Ako fungujú LED svetlá
LED čip využíva polovodičový PN prechod osvetlený, pn prechod je zložený z polovodičového polovodiča typu p a n, hlboké vytvorenie PN prechodu na oboch stranách ich rozhrania, pn prechod s jednosmernou vodivosťou, pri pridaní dopredného napätia na PN prechod, väčšinový nositeľ P a N oblasti je oveľa väčší vďaka mobilite elektrónov na druhú stranu, diera je rozšírená na druhú stranu
Máte veľa elektrónov difundujúcich do oblasti P a máte injekciu niekoľkých elektrónov do oblasti P. Tieto elektróny sa kombinujú s dierami vo valenčnom pásme, a keď tak urobia, vyžarujú fotóny, ktoré vyžarujú svetlo, čo je spôsob, akým PN prechod alebo LED vyžaruje svetlo.
(2) Charakteristiky LED svetiel
- LED lampa je poháňaná jednosmerným napájaním, nízkym hnacím napätím, malým výkonom, menšou spotrebou energie, úsporou energie.
Keďže časť LED vyžarujúca svetlo je polovodičový PN prechodový čip, ktorý má vlastnosti jediného vodiaceho priechodu a spätného zachytávania, LED lampa môže byť napájaná iba jednosmerným napájaním a hnacie napätie je veľmi nízke. Hnacie napätie jednej guľôčky je 3,2V-3,4V a výkon je veľmi malý. Prúd by nemal presiahnuť 20 mA.
Vysokovýkonné LED diódy sa teraz bežne používajú s 1W a 3W a problém s rozptylom tepla je potrebné vyriešiť pre vysokovýkonné LED diódy, ktoré možno získať integráciou viacerých čipov. Bežne používaná metóda na získanie pracovného svetla LED s vyšším výkonom je zapojenie viaczložkových LED do série alebo hybridu, aby ste získali ľubovoľný výkon LED pracovného svetla.
Vďaka týmto vlastnostiam spotrebúvajú LED žiarovky veľmi málo energie. Ak vezmeme ako príklad spotrebu energie pouličnej lampy, porovnáva sa vysokotlaková sodíková lampa, pouličná LED lampa a solárna LED pouličná lampa.
Ak je denná dodávka energie 10 hodín, z toho solárna pouličná lampa je 2 hodiny plus 8 hodín solárnej energie, ročná spotreba energie troch lámp je 54750KW/h, 21900KW/h a 4380KW/h. Ročná spotreba elektrickej energie LED je len asi 40% spotreby vysokotlakovej sodíkovej lampy a ročná spotreba elektrickej energie solárnej LED pouličnej lampy je len asi 8% spotreby vysokotlakovej sodíkovej lampy.
Naopak, ich použitie ako pouličného osvetlenia výrazne ušetrí energiu a ušetrí účty za elektrinu. Teraz sa v našej krajine používa vysokovýkonná veľkoplošná LED pouličná lampa a solárny systém LED pouličných lámp.
- Jednoduchá LED dióda má malú veľkosť, dlhú životnosť a dokáže realizovať inteligentné osvetlenie.
Veľkosť LED je malá, obalová živica skôr ako sklo, nie je ľahké poškodiť, flexibilné a pohodlné na používanie, laboratórna životnosť LED lampy až 100 000 h, bežné použitie až 5000 000 h vyššie a pokiaľ je v rozsahu menovitého prúdu, časté spínanie napájania alebo pomocou riadiaceho systému na nastavenie prúdu, žiadny vplyv na životnosť LED.
Pretože pracovný prúd LED svetelného zdroja je možné ovládať, takže prostredníctvom návrhu obvodu je možné ovládať aj jas vyrobených lámp, je možné realizovať inteligentné ovládanie osvetlenia, podľa vyššie uvedených charakteristík je možné vytvoriť rôzne LED dekoratívne svetlá, dynamické vzory atď. Pre LED dokovacie svetlá, podľa rôzneho jasu požadovaného v rôznych časoch v pracovnom stave, je možné nastaviť jas v rôznych časoch, čo nielenže môže lepšie šetriť energiu, ale aj jeho životnosť.
V porovnaní s inými pracovnými svetlami výrazne znížte mieru výmeny, znížte náklady na údržbu a jednoduchú inštaláciu a údržbu.
- Žiadne blikanie, žiadne ultrafialové svetlo, veľmi nízke tepelné žiarenie, žiadne poškodenie ľudských očí.
LED lampa sa používa na vnútorné osvetlenie a pracovné a študijné miesta, ktoré môžu chrániť oči. LED svetlo monochromatické, silná smerovosť, rýchla odozva, zvlášť vhodné pre pracovné svetlo, automobilové lampy, dokovacie svetlá, javiskové lampy atď.
(3) Aplikácia LED svetiel
Vďaka neporovnateľným výhodám LED svietidiel sa LED pracovné svetlo vyvíja veľmi rýchlo a postupne nahrádza iné pracovné svetlo.
Teraz sa pracovné svetlo LED široko používa v rôznych oblastiach pracovného osvetlenia. Vďaka malým rozmerom a flexibilnému použitiu je možné LED usporiadať do rôznych tvarov a ovládať počítačovými programami, takže môže zobrazovať statické a dynamické vzory ako text, obrázok, animáciu, film a televíziu.
Na otváracom ceremoniáli olympijských hier v Pekingu v roku 2008 LED svetlá ukázali svoje nekonečné čaro a výhody. LED sa široko používa vo verejných displejoch, ako sú rôzne signálne svetlá, krajinné osvetlenie, skrášlenie námestia, skrášlenie verejnej zábavy, osvetlenie javiska, osvetlenie budov atď.
V displejoch z tekutých kryštálov sa LED diódy používajú ako podsvietenie obrazoviek, ako sú počítače, televízory a mobilné telefóny. Na dopravnej ceste sa LED používa na regulovateľné energeticky úsporné pouličné osvetlenie, osvetlenie tunelov, nadjazdov, semaforov atď.
Čo sa týka automobilových svetiel, v súčasnosti mnohé autá začali používať LED svetelné zdroje brzdové svetlá, obrysové svetlá, smerové svetlá, zadné hmlové svetlá, spätné svetlá a iné svetlá.
Ako konštrukčné svetlá , S neustálym zdokonaľovaním technológie LED sa naďalej riešia technické problémy a čoraz obľúbenejší bude neustály vznik vysokovýkonných LED lámp, LED vo vnútornom osvetlení, automobilových lámp, štúdií, svetiel a ďalších oblastí použitia.
(4) Niektoré technické problémy, ktorým čelia LED svetlá
- Vysokovýkonná LED technológia.
LED má problémy s výkonom a rozptylom tepla, ako je poškodenie elektrostatickým uvoľnením a koeficient tepelnej rozťažnosti, takže jej výkon nemôže byť príliš veľký a jej jas je nízky.
V súčasnosti sú bežne používané vysokovýkonné LED čipy s relatívne stabilným výkonom 1W a 3W. Napájanie LED je možné zlepšiť integrovaným čipom, ale súčasná technológia nie je vyspelá, hlavne je potrebné vyriešiť problém s rozptylom tepla, môže tiež dosiahnuť vysokovýkonné LED žiarovky prostredníctvom série LED s viacerými perličkami, paralelné alebo hybridné.
Posledné dva sú menej efektívne a menej používané. Séria Multi-bead LED je hlavnou aplikáciou LED svietidiel v oblasti osvetlenia.
Jednoperličková séria má ale Achillovu pätu. Ak je jedna guľôčka poškodená, celá trasa je zablokovaná. Toto je hlavná prekážka obmedzujúca použitie vysokovýkonných LED lámp v oblasti osvetlenia.
Na zlepšenie výkonu LED žiaroviek je jedným z nich zlepšiť výkon čipu a druhým je optimalizácia návrhu obvodu na zlepšenie výkonu.
- Technológia odvádzania tepla
Teplota je dôležitým faktorom ovplyvňujúcim LED, zvýšenie teploty urýchli útlm svetla LED a teplota v uzle čipu priamo ovplyvňuje životnosť LED, takže kapacita LED a rozptylu tepla je obmedzená silou výkonu LED.
Teplo vo vnútri LED sa generuje, keď LED čip a doska plošných spojov fungujú. U LED s nízkym výkonom môže byť teplo odvádzané prirodzeným vedením a konvekciou, ale u vysokovýkonných LED je potrebné počítať s rôznym rozptylom tepla.
Pri konštrukcii odvodu tepla sa zvyčajne berie do úvahy odvod tepla balíka LED, dosky plošných spojov a pridanie komponentov na odvod tepla. S silikónovým zapuzdrením s dobrou tepelnou vodivosťou, doskou plošných spojov s tepelne izolačnou vrstvou, kovovou základňou atď. Pre vysoký výkon Dokovacie LED svetlá , na vyriešenie problému rozptylu tepla by sa okrem dobrej štruktúry rozptylu tepla samotnej LED mal použiť plášť dokovacích svetiel ako kanál na rozptyl tepla.
Plášť je navrhnutý ako povrch na odvod tepla nad bočnou stranou a rebrá na odvod tepla na uľahčenie prúdenia vzduchu, alebo je plášť navrhnutý ako vzduchový otvor typu konvekčného odvodu tepla, ventilátorom asistované vzduchové chladenie a kapilárne vodné chladenie a ďalšie spôsoby sú stále v štádiu testovania, LED predné hmlové svetlo auta, svetlomet a iné žiarovky v dizajne hliníkového plošného spoja, zrýchľovacia doska.
V konštrukčnom dizajne LED svietidiel niektorí ľudia navrhujú rozptyl tepla radiátora tepelnej trubice v lampách. Aby sa zlepšil efekt odvádzania tepla, pri návrhu svietidiel je potrebné vziať do úvahy veľa faktorov, ako je usporiadanie a usporiadanie žiariča telesa svietidla, aby sa zvážil rozstup, smer, povrchová úprava atď., Na kovovom plášti svietidiel a svietidiel, povlak na odvod tepla.
V súčasnosti sa vývoj priemyslu LED zameriava na produkty s vysokým výkonom, vysokým jasom a malými rozmermi, pričom ako spôsob rozptylu tepla zrna LED sa používajú keramické okovy na odvádzanie tepla.
