В останні роки з бурхливим розвитком світлодіодних технологій і незрівнянними перевагами Світлодіодна лампа Світлодіодна лампа як лампа четвертого покоління після лампи розжарювання, люмінесцентної лампи, газорозрядної лампи високої інтенсивності (HID) широко використовується в галузі освітлення, невеликих настільних ламп, ліхтариків, різних електричних індикаторів, сигнальних вогнів тощо.
Таке велике, як внутрішнє та зовнішнє освітлення, сонячні вуличні ліхтарі , декоративні світильники , док-ліхтарі , будівельні світильники , студійні ліхтарі, автомобільні лампи, РК-модулі підсвічування тощо. До початку 2011 року світова вартість високояскравих світлодіодів досягла 10,6 мільярдів доларів.
(I) Як працюють світлодіодні ліхтарі
Світлодіодний чіп використовує напівпровідниковий PN-перехід з підсвічуванням, pn-перехід складається з напівпровідникових напівпровідників p-типу та n-типу, глибоке формування PN-переходу з обох сторін їх інтерфейсу, pn-перехід з односпрямованою провідністю, коли додається пряма напруга до PN-переходу, основний носій P і N області поширюється на іншу сторону, через рухливість електронів набагато більша, ніж дірка мобільність.
У вас є багато електронів, що дифундують у P-область, і у вас є ін’єкція кількох електронів у P-область. Ці електрони об’єднуються з дірками у валентній зоні, і коли вони це роблять, вони випромінюють фотони, які випромінюють світло, як PN-перехід, або світлодіод, випромінює світло.
(2) Характеристики світлодіодних ліхтарів
- Світлодіодна лампа керується джерелом живлення постійного струму, низькою напругою руху, малою потужністю, меншим енергоспоживанням, енергозбереженням.
Оскільки світловипромінювальна частина світлодіода є напівпровідниковою мікросхемою PN-переходу, яка має характеристики однопрохідного проходу та зворотного перехоплення, світлодіодна лампа може живитися лише від джерела постійного струму, а напруга керування дуже низька. Напруга руху однієї кульки становить 3,2-3,4 В, а потужність дуже мала. Сила струму не повинна перевищувати 20 мА.
Зараз широко використовуються світлодіоди високої потужності з потужністю 1 Вт і 3 Вт, і для потужних світлодіодів потрібно вирішити проблему розсіювання тепла, яку можна отримати шляхом інтеграції кількох мікросхем. Зазвичай використовуваним методом отримання світлодіодного робочого світла більшої потужності є послідовне або гібридне з’єднання світлодіодів із кількома намистинами, щоб отримати робоче світлодіодне світло будь-якої потужності.
Через ці особливості світлодіодні лампи споживають дуже мало електроенергії. На прикладі споживання електроенергії вуличним ліхтарем порівнюють натрієву лампу високого тиску, світлодіодну вуличну лампу та сонячну світлодіодну вуличну лампу.
Якщо щоденне енергопостачання становить 10 годин, з яких сонячний вуличний ліхтар займає 2 години плюс 8 годин сонячної енергії, річне споживання електроенергії трьома лампами становитиме 54750 кВт/год, 21900 кВт/год і 4380 кВт/год відповідно. Річне споживання електроенергії світлодіодами становить лише близько 40% від споживання натрієвої лампи високого тиску, а річне споживання електроенергії сонячними світлодіодними вуличними лампами становить лише близько 8% від споживання натрієвої лампи високого тиску.
Навпаки, використання останніх як вуличних ліхтарів значно заощадить електроенергію та заощадить рахунки за електроенергію. Зараз у нашій країні введено в експлуатацію потужні світлодіодні вуличні ліхтарі та сонячні світлодіодні вуличні ліхтарі.
- Одинарний світлодіод має невеликий розмір, тривалий термін служби та може реалізувати інтелектуальне освітлення.
Розмір світлодіода невеликий, пакувальна смола, а не скло, його нелегко пошкодити, гнучкий і зручний у використанні, лабораторний термін служби світлодіодної лампи до 100 000 годин, нормальне використання до 5000 000 годин вище, і поки в діапазоні номінального струму, часте перемикання джерела живлення або через систему керування для регулювання струму, не впливає на термін служби світлодіодів.
Оскільки робочий струм світлодіодного джерела світла можна контролювати, тож за допомогою конструкції схеми також можна контролювати яскравість виготовлених ламп, можна реалізувати інтелектуальне керування освітленням, відповідно до вищезазначених характеристик можна зробити різноманітні світлодіодні декоративні ліхтарі, динамічні візерунки тощо. Для світлодіодних док-ліхтарів, відповідно до різної яскравості, необхідної в різний час у робочому стані, можна налаштувати для регулювання яскравості в різний час, що може не тільки краще економити енергію, але й не впливати. своє життя.
Порівняно з іншими робочими ліхтарями, значно знижується коефіцієнт заміни, зменшуються витрати на технічне обслуговування та легке встановлення та обслуговування.
- Немає мерехтіння, ультрафіолетового світла, дуже низьке теплове випромінювання, не шкодить людським очам.
Світлодіодна лампа використовується для внутрішнього освітлення та робочих і навчальних місць, що може захистити очі. Монохромне світлодіодне світло, сильна спрямованість, швидка реакція, особливо підходить для робочого світла, автомобільних ламп, док-ліхтарів, сценічних ламп тощо.
(3) Застосування світлодіодних ліхтарів
Завдяки незрівнянним перевагам світлодіодних ламп світлодіодне робоче освітлення розвивається дуже швидко та поступово витісняє інше робоче освітлення.
Зараз світлодіодне робоче світло широко використовується в різних областях робочого освітлення. Завдяки невеликому розміру та гнучкому застосуванню світлодіодні індикатори можна скомпонувати у різні форми та керувати ними за допомогою комп’ютерних програм, щоб вони могли відображати статичні та динамічні шаблони, такі як текст, зображення, анімація, фільми та телебачення.
У 2008 році на церемонії відкриття Олімпійських ігор у Пекіні світлодіодні ліхтарі продемонстрували свій нескінченний шарм і переваги. Світлодіод широко використовується в публічних дисплеях, таких як різноманітні сигнальні ліхтарі, ландшафтне освітлення, благоустрій площі вулиці, благоустрій громадських розваг, освітлення сценічного ефекту, освітлення будівель тощо.
У рідкокристалічних дисплеях світлодіоди використовуються як підсвічування екранів комп’ютерів, телевізорів і мобільних телефонів. На дорозі світлодіод використовується для регульованого енергозберігаючого вуличного освітлення, освітлення тунелів, освітлення естакад, світлофорів тощо.
Що стосується автомобільних ламп, то тепер у багатьох автомобілях стоп-сигнали, габаритні вогні, покажчики повороту, задні протитуманні фари, фари заднього ходу та інші лампи почали використовувати світлодіодне джерело світла.
Як будівельні світильники Завдяки постійному вдосконаленню світлодіодних технологій технічні проблеми продовжують вирішуватися, і постійна поява потужних світлодіодних ламп, світлодіодів у внутрішньому освітленні, автомобільних лампах, студіях, оглядових лампах та інших галузях застосування буде все більш популярним.
(4) Деякі технічні проблеми, з якими стикаються світлодіодні ліхтарі
- Потужна світлодіодна технологія.
Світлодіод має вузьке місце в роботі та проблеми з розсіюванням тепла, такі як пошкодження від електростатичного розряду та коефіцієнт теплового розширення, тому його потужність не може бути дуже великою, а яскравість – низькою.
В даний час широко використовувані світлодіодні мікросхеми високої потужності з відносно стабільною продуктивністю становлять 1 Вт і 3 Вт. Потужність світлодіодів можна покращити за допомогою інтегрованого чіпа, але поточна технологія ще не зріла, в основному потрібно вирішити проблему розсіювання тепла, також можна досягти світлодіодних ламп високої потужності за допомогою світлодіодної серії з кількома намистинами, паралельної або гібридної.
Останні два менш ефективні і рідше використовуються. Багатошарові світлодіодні лампи є основним застосуванням світлодіодних ламп у сфері освітлення.
Але у однобісерної серії є ахіллесова п’ята. Якщо один бус пошкоджений, весь маршрут блокується. Це головне вузьке місце, що обмежує застосування потужних світлодіодних ламп у сфері освітлення.
Щоб підвищити потужність світлодіодних ламп, один - покращити потужність від чіпа, інший - оптимізувати дизайн схеми для підвищення потужності.
- Технологія розсіювання тепла
Температура є важливим фактором, що впливає на світлодіод, підвищення температури пришвидшить ослаблення світла світлодіода, а температура у вузлі мікросхеми безпосередньо впливає на термін служби світлодіода, тому здатність світлодіода та розсіювання тепла обмежуються потужністю світлодіода.
Тепло всередині світлодіода генерується під час роботи світлодіодного чіпа та друкованої плати. Для малопотужних світлодіодів тепло може розсіюватися природною провідністю та конвекцією, але для потужних світлодіодів необхідно враховувати різне розсіювання тепла.
У проекті розсіювання тепла зазвичай розглядається розсіювання тепла світлодіодним корпусом, друкованою платою та додаванням компонентів розсіювання тепла. З силіконовою капсулою з хорошою теплопровідністю, друкованою платою з теплоізоляційним шаром, металевою основою тощо. Для високої потужності Світлодіодні док-світильники , щоб вирішити проблему розсіювання тепла, на додаток до хорошої структури розсіювання тепла самого світлодіода, оболонка док-ліхтарів повинна використовуватися як канал розсіювання тепла.
Оболонка розроблена як поверхня розсіювання тепла над бічним боком і ребро розсіювання тепла для полегшення конвекції повітря, або оболонка розроблена як конвекційне розсіювання тепла типу повітряного отвору, повітряне охолодження за допомогою вентилятора та капілярне водяне охолодження та інші способи все ще знаходяться на стадії випробувань, світлодіодна передня протитуманна фара автомобіля, фара та інші лампи в конструкції алюмінієвої плати, кронштейна тощо для прискорення розсіювання тепла.
У структурному дизайні світлодіодних ламп деякі люди висувають розсіювання тепла радіатора теплової труби в лампах. Щоб покращити ефект розсіювання тепла, при проектуванні ламп необхідно враховувати багато факторів, наприклад розташування та розташування радіатора корпусу лампи, щоб враховувати відстань, напрямок, обробку поверхні тощо, на металевій оболонці ламп та ліхтарів, покриття для розсіювання тепла.
В даний час розвиток світлодіодної індустрії зосереджується на продуктах невеликого розміру з високою потужністю, високою яскравістю, використовуючи керамічні кріплення для розсіювання тепла як спосіб розсіювання тепла світлодіодного зерна.
