Pendekatan tradisional untuk lampu LED sering membawa kepada salah faham tentang keadaan asas. Ia mengenai tentang kecekapan lampu dan pengaruh reka bentuk lampu LED dan konvensional terhadap kecekapan.
Kecekapan luminair ialah nisbah fluks bercahaya yang keluar daripada luminair kepada keseluruhan fluks bercahaya yang dicipta oleh sumber cahaya. Sebagai contoh, lampu dalam bentuk mentol lampu tanpa lekapan lampu, terutamanya tanpa reflektor, mempunyai kecekapan 100%. Ini sama sekali tidak bermakna bahawa ini adalah ideal yang mesti kita usahakan; untuk lampu - kecekapan yang kurang, ini tidak bermakna lebih teruk. Sebarang percubaan untuk menumpukan cahaya (mengarahkan) membawa kepada penurunan kecekapan. Tetapi kaedah kepekatan dan kualiti reflektor mungkin berbeza, dan lampu akan mempunyai kecekapan yang berbeza. Anda boleh membandingkan luminair mengikut kecekapan hanya yang mempunyai pengedaran cahaya yang serupa(KSS), dalam kes ini kecekapan akan ditentukan oleh kualiti sistem optik lampu (pemantul, kaca). Tidak masuk akal untuk membandingkan luminair dengan KSS yang berbeza dari segi kecekapan!
Perbezaan asas antara LED dan lampu ialah ia bersinar hanya dalam satu satah separuh. Iaitu, lampu LED tanpa lekapan lampu (kecekapan 100%) akan diarahkan! Sudut pelepasan LED tanpa optik sekunder ialah 90-120 darjah. Sebagai contoh, jika kita membandingkan dua "lampu" dalam bentuk mentol lampu dan LED (kecekapan 100%) dengan fluks bercahaya yang sama, maka pada paksi lampu pada jarak yang sama, pencahayaan akan menjadi lebih kurang 2 kali ganda. daripada pada paksi LED. Jika anda cuba mengumpul fluks bercahaya lampu menggunakan reflektor (untuk mencapai sudut sinaran yang sama), maka dalam apa jua keadaan anda tidak akan dapat memperoleh pencahayaan yang sama yang disediakan oleh LED kerana kehilangan pantulan. Dalam hal ini, menggantikan sumber cahaya mentol dengan sumber LED dalam luminair arah akan masuk akal, walaupun sumber ini mempunyai kecekapan bercahaya yang sama (lm/W).
Jika luminair dengan lampu mempunyai kaca rata, iaitu, keseluruhan sumber cahaya "direndam" di dalam lampu, Kecekapan lampu akan berkurangan dengan ketara disebabkan oleh fakta bahawa bahagian utama cahaya yang keluar dari lampu akan dipantulkan, iaitu, dengan kehilangan pantulan. Untuk lampu LED reka bentuk ini, hampir tidak ada penurunan kecekapan(hanya kerugian dalam kaca adalah kira-kira 5%), walaupun secara intuitif nampaknya, dengan analogi dengan lampu lampu, kecekapan harus berkurangan.
Lampu tiub dengan kaca rata akan mempunyai kecekapan kira-kira 50-60%.
Lampu LED dengan kaca rata akan mempunyai kecekapan kira-kira 95%.
Ini adalah perkara utama perbezaan asas lampu LED daripada lampu. Lampu LED arah jauh lebih cekap daripada lampu tiub arah. Ini sebahagian besarnya disebabkan oleh ciri reka bentuk LED, dan bukan hanya kecekapan bercahaya tinggi mereka.
Memahami keadaan ini harus membawa kepada semakan pendekatan kepada pengiraan pemasangan lampu menggunakan lampu LED.
Sejak penciptaan lampu elektrik, saintis telah mencipta lebih banyak sumber ekonomi. Tetapi kejayaan sebenar dalam bidang ini ialah penciptaan LED, yang tidak kalah dalam fluks bercahaya berbanding pendahulunya, tetapi menggunakan tenaga elektrik berkali-kali lebih sedikit. Penciptaan mereka, daripada elemen penunjuk pertama kepada diod "Cree" yang paling terang sehingga kini, telah didahului oleh sejumlah besar kerja. Hari ini kita akan cuba memikirkannya pelbagai ciri LED, kita akan mengetahui bagaimana unsur-unsur ini berkembang dan bagaimana ia dikelaskan.
Baca dalam artikel:
Prinsip operasi dan reka bentuk diod cahaya
LED dibezakan daripada peranti pencahayaan konvensional dengan ketiadaan filamen, mentol rapuh dan gas di dalamnya. Ini adalah elemen asas yang berbeza daripada mereka. Secara saintifik, kilauan tercipta kerana kehadiran bahan jenis p dan n di dalamnya. Yang pertama mengumpul cas positif, dan yang kedua mengumpul cas negatif. Bahan jenis P mengumpul elektron, manakala bahan jenis n membentuk lubang (tempat di mana elektron hilang). Pada masa ini cas elektrik muncul pada kenalan, mereka bergegas ke persimpangan p-n, di mana setiap elektron disuntik ke dalam jenis-p. Dari sisi sebaliknya, hubungan jenis n negatif, akibat pergerakan sedemikian, cahaya berlaku. Ia disebabkan oleh pembebasan foton. Walau bagaimanapun, tidak semua foton memancarkan cahaya yang boleh dilihat oleh mata manusia. Daya yang menyebabkan elektron bergerak dipanggil arus LED.
Maklumat ini tidak berguna kepada orang biasa. Adalah cukup untuk mengetahui bahawa LED mempunyai badan dan sesentuh yang tahan lama, yang boleh ada dari 2 hingga 4, dan juga setiap LED mempunyai voltan nominal sendiri yang diperlukan untuk pencahayaan.
Senang tahu! Sambungan sentiasa dibuat dalam susunan yang sama. Ini bermakna jika anda menyambungkan "+" ke kenalan "-" pada elemen, maka tidak akan ada cahaya - bahan jenis p tidak akan dapat mengecas, yang bermaksud tidak akan ada pergerakan ke arah peralihan.
Klasifikasi LED mengikut bidang aplikasinya
Elemen sedemikian boleh menjadi penunjuk dan pencahayaan. Yang pertama dicipta sebelum yang terakhir, dan mereka telah lama digunakan dalam elektronik radio. Tetapi dengan kemunculan LED pencahayaan pertama, kejayaan sebenar dalam kejuruteraan elektrik bermula. Permintaan untuk peranti pencahayaan jenis ini semakin meningkat. Tetapi kemajuan tidak berhenti - jenis baru sedang dicipta dan dimasukkan ke dalam pengeluaran, yang menjadi lebih cerah tanpa menggunakan lebih banyak tenaga. Mari lihat dengan lebih terperinci apa itu LED.
LED Penunjuk: sedikit sejarah
LED merah pertama seperti itu dicipta pada pertengahan abad kedua puluh. Walaupun ia mempunyai kecekapan tenaga yang rendah dan memancarkan cahaya yang malap, arahnya ternyata menjanjikan dan pembangunan di kawasan ini diteruskan. Pada tahun 70-an, unsur hijau dan kuning muncul, dan usaha untuk memperbaikinya tidak berhenti. Menjelang tahun 90, kekuatan fluks bercahaya mereka mencapai 1 Lumen.
Tahun 1993 ditandai dengan kemunculan LED biru pertama di Jepun, yang jauh lebih terang daripada pendahulunya. Ini bermakna kini, dengan menggabungkan tiga warna (yang membentuk semua warna pelangi), anda boleh mendapatkan sebarang warna. Pada awal 2000-an, fluks bercahaya telah mencapai 100 Lumen. Pada masa kini, LED terus bertambah baik, meningkatkan kecerahan tanpa meningkatkan penggunaan kuasa.
Penggunaan LED dalam pencahayaan rumah dan industri
Kini elemen sedemikian digunakan dalam semua industri, sama ada pembuatan mesin atau automotif, pencahayaan bengkel pengeluaran, jalan atau pangsapuri. Jika kita mengambil perkembangan terkini, kita boleh mengatakan bahawa walaupun ciri-ciri LED untuk lampu suluh kadang-kadang tidak kalah dengan lampu halogen 220 V lama. Mari cuba berikan satu contoh. Jika kita mengambil ciri-ciri LED 3 W, ia akan setanding dengan data lampu pijar dengan penggunaan 20-25 W. Hasilnya adalah penjimatan tenaga hampir 10 kali ganda, yang dengan setiap hari penggunaan berterusan di sebuah apartmen memberikan faedah yang sangat ketara.
Apakah faedah LED dan adakah terdapat kelemahan padanya?
Banyak yang boleh dikatakan tentang kualiti positif diod cahaya. Yang utama termasuk:
Bagi aspek negatif, hanya terdapat dua daripadanya:
- Bekerja hanya dengan voltan malar;
- Ia mengikuti dari yang pertama - kos tinggi lampu berdasarkan mereka kerana keperluan untuk digunakan (unit penstabil elektronik).
Apakah ciri-ciri utama LED?
Apabila memilih elemen sedemikian untuk tujuan tertentu, semua orang memberi perhatian kepada data teknikal mereka. Perkara utama yang perlu anda perhatikan semasa membeli peranti berdasarkannya:
- semasa penggunaan;
- Voltan terkadar;
- penggunaan kuasa;
- suhu warna;
- kekuatan fluks bercahaya.
Inilah yang dapat kita lihat pada penandaan. Malah, terdapat lebih banyak ciri. Mari kita bercakap tentang mereka sekarang.
Penggunaan semasa LED - apakah itu?
Arus penggunaan LED ialah 0.02 A. Tetapi ini hanya terpakai kepada unsur dengan satu kristal. Terdapat juga diod cahaya yang lebih berkuasa, yang boleh mengandungi 2, 3 atau bahkan 4 kristal. Dalam kes ini, penggunaan semasa akan meningkat, gandaan bilangan cip. Parameter inilah yang menentukan keperluan untuk memilih perintang yang dipateri pada input. Dalam kes ini, rintangan LED menghalang arus tinggi daripada membakar elemen LED dengan serta-merta. Ini mungkin berlaku kerana arus sesalur yang tinggi.
Voltan terkadar
Voltan LED bergantung secara langsung pada warnanya. Ini berlaku kerana perbezaan bahan yang digunakan untuk membuatnya. Mari kita pertimbangkan pergantungan ini.
| warna LED | bahan | Voltan ke hadapan pada 20 mA | |
|---|---|---|---|
| Nilai biasa (V) | Julat (V) |
||
| IR | GaAs, GaAlAs | 1,2 | 1,1-1,6 |
| merah | GaAsP, GaP, AlInGaP | 2,0 | 1,5-2,6 |
| Jingga | GaAsP, GaP, AlGaInP | 2,0 | 1,7-2,8 |
| Kuning | GaAsP, AlInGaP, GaP | 2,0 | 1,7-2,5 |
| hijau | GaP, InGaN | 2,2 | 1,7-4,0 |
| Biru | ZnSe, InGaN | 3,6 | 3,2-4,5 |
| putih | Diod biru/UV dengan fosfor | 3,6 | 2,7-4,3 |
Rintangan diod cahaya
Dengan sendirinya, LED yang sama boleh mempunyai rintangan yang berbeza. Ia berubah bergantung pada kemasukannya dalam litar. Dalam satu arah - kira-kira 1 kOhm, di sisi lain - beberapa MOhms. Tetapi ada nuansa di sini. Rintangan LED tidak linear. Ini bermakna ia boleh berubah bergantung pada voltan yang digunakan padanya. Semakin tinggi voltan, semakin rendah rintangannya.
Keluaran cahaya dan sudut pancaran
Sudut fluks bercahaya LED mungkin berbeza-beza, bergantung pada bentuk dan bahan pembuatannya. Ia tidak boleh melebihi 120 0. Atas sebab ini, jika penyebaran yang lebih besar diperlukan, pemantul dan kanta khas digunakan. Kualiti "cahaya arah" ini menyumbang kepada fluks bercahaya terbesar, yang boleh mencapai 300-350 lm untuk satu LED 3 W.
Kuasa lampu LED
Kuasa LED adalah nilai individu semata-mata. Ia boleh berbeza dalam julat dari 0.5 hingga 3 W. Ia boleh ditentukan menggunakan hukum Ohm P = I × U , Di mana saya – kekuatan semasa, dan U – voltan LED.
Kuasa adalah penunjuk yang agak penting. Terutama apabila perlu untuk mengira apa yang diperlukan untuk bilangan elemen tertentu.
Suhu berwarna-warni
Parameter ini serupa dengan lampu lain. Spektrum suhu yang paling hampir dengan lampu pendarfluor LED ialah. Suhu warna diukur dalam K (Kelvin). Cahaya boleh menjadi hangat (2700-3000K), neutral (3500-4000K) atau sejuk (5700-7000K). Malah, terdapat banyak lagi warna; yang utama disenaraikan di sini.
Saiz cip elemen LED
Malah kini tidak mungkin untuk mengukur sendiri parameter ini semasa pembelian. pembaca yang dikasihi ia akan menjadi jelas mengapa. Saiz yang paling biasa ialah 45x45 mil dan 30x30 mil (bersamaan dengan 1 W), 24x40 mil (0.75 W) dan 24x24 mil (0.5 W). Jika kita menterjemah ke dalam sistem ukuran yang lebih biasa, maka 30x30 mil akan bersamaan dengan 0.762x0.762mm.
Terdapat banyak cip (kristal) dalam satu LED. Sekiranya unsur itu tidak mempunyai lapisan fosfor (RGB - warna), maka bilangan kristal boleh dikira.
Penting! Jangan beli LED yang sangat murah Buatan China. Mereka mungkin bukan sahaja Kualiti rendah, tetapi ciri-ciri mereka paling kerap dianggarkan terlalu tinggi.
Apakah LED SMD: ciri dan perbezaannya daripada yang konvensional
Penyahkodan yang jelas bagi singkatan ini kelihatan seperti Surface Mount Devices, yang secara literal bermaksud "dilekapkan di permukaan". Untuk menjadikannya lebih jelas, kita boleh ingat bahawa diod cahaya silinder biasa pada kaki dimasukkan ke dalam papan dan dipateri di sisi lain. Sebaliknya, komponen SMD dipasang dengan cakar pada sisi yang sama di mana ia sendiri berada. Pemasangan ini memungkinkan untuk membuat papan litar bercetak dua muka.
LED sedemikian jauh lebih terang dan lebih padat daripada yang konvensional dan merupakan elemen generasi baharu. Dimensi mereka ditunjukkan dalam penandaan. Tetapi jangan mengelirukan saiz LED SMD dan kristal (cip) yang mungkin terdapat banyak dalam komponen. Mari kita lihat beberapa diod cahaya ini.
Parameter LED SMD2835: dimensi dan ciri
Ramai tukang baru mengelirukan tanda SMD2835 dengan SMD3528. Di satu pihak, ia sepatutnya sama, kerana penandaan menunjukkan bahawa LED ini mempunyai saiz 2.8x3.5 mm dan 3.5 x 2.8 mm, yang merupakan perkara yang sama. Walau bagaimanapun, ini adalah tanggapan yang salah. Spesifikasi SMD2835 LED jauh lebih tinggi, manakala ia mempunyai ketebalan hanya 0.7 mm berbanding 2 mm untuk SMD3528. Mari kita lihat data SMD2835 dengan kuasa yang berbeza:
| Parameter | Cina 2835 | 2835 0.2W | 2835 0.5W | 2835 1W |
|---|---|---|---|---|
| Kekuatan fluks bercahaya, Lm | 8 | 20 | 50 | 100 |
| Penggunaan kuasa, W | 0,09 | 0,2 | 0,5 | 1 |
| Suhu, dalam darjah C | +60 | +80 | +80 | +110 |
| Penggunaan semasa, mA | 25 | 60 | 150 | 300 |
| Voltan, V | 3,2 | |||
Seperti yang anda faham, ciri teknikal SMD2835 boleh agak berbeza. Semuanya bergantung pada kuantiti dan kualiti kristal.
Spesifikasi LED 5050: Komponen SMD yang Lebih Besar
Agak mengejutkan bahawa, dengan dimensinya yang besar, LED ini mempunyai fluks bercahaya yang lebih rendah daripada versi terdahulu– hanya 18-20 Lm. Sebabnya adalah bilangan kristal yang kecil - biasanya hanya ada dua. Aplikasi paling biasa bagi elemen tersebut adalah dalam jalur LED. Ketumpatan jalur biasanya 60 pcs/m, yang memberikan jumlah kira-kira 900 lm/m. Kelebihan mereka dalam kes ini ialah pita itu memberikan cahaya yang seragam dan tenang. Dalam kes ini, sudut pencahayaannya adalah maksimum dan sama dengan 120 0.
Unsur-unsur tersebut dihasilkan dengan cahaya putih (teduh sejuk atau hangat), warna tunggal (merah, biru atau hijau), tiga warna (RGB), serta empat warna (RGBW).
Ciri-ciri LED SMD5730
Berbanding dengan komponen ini, yang sebelumnya sudah dianggap usang. Mereka sudah boleh dipanggil LED super terang. 3 volt, yang memberi makan kepada 5050 dan 2835, menghasilkan di sini sehingga 50 lm pada 0.5 watt. Ciri teknikal SMD5730 adalah susunan magnitud yang lebih tinggi, yang bermaksud ia perlu dipertimbangkan.
Namun, ini bukan LED paling terang bagi komponen SMD. Agak baru-baru ini pada pasaran Rusia unsur-unsur muncul yang benar-benar mengatasi semua yang lain. Kami akan bercakap tentang mereka sekarang.
LED Cree: ciri dan data teknikal
Sehingga kini, tiada analog kepada produk Cree. Ciri-ciri di luar LED terang produksi mereka sungguh menakjubkan. Jika elemen sebelumnya boleh membanggakan fluks bercahaya hanya 50 Lm dari satu cip, kemudian, sebagai contoh, ciri-ciri LED XHP35 dari Cree bercakap tentang 1300-1500 Lm dari satu cip. Tetapi kuasa mereka juga lebih besar - ia adalah 13 W.
Jika kita meringkaskan ciri-ciri pelbagai pengubahsuaian dan model LED jenama ini, kita dapat melihat perkara berikut:
Kekuatan fluks bercahaya "Cree" LED SMD dipanggil tong sampah, yang wajib ditanda pada pembungkusan. DALAM Kebelakangan ini Terdapat banyak tiruan jenama ini, kebanyakannya dibuat di China. Apabila membeli, sukar untuk membezakannya, tetapi selepas sebulan digunakan, cahayanya malap dan ia tidak lagi berbeza daripada yang lain. Pada kos yang agak tinggi, pemerolehan sedemikian akan menjadi kejutan yang agak tidak menyenangkan.
Kami menawarkan anda video pendek mengenai topik ini:
Memeriksa LED dengan multimeter - bagaimana untuk melakukannya
Yang paling mudah dan dengan cara yang boleh diakses adalah "kesinambungan". Multimeter mempunyai kedudukan suis yang berasingan khusus untuk diod. Setelah menukar peranti ke kedudukan yang dikehendaki, kami menyentuh kaki LED dengan probe. Jika nombor "1" muncul pada paparan, anda harus menukar kekutuban. Dalam kedudukan ini, buzzer multimeter harus berbunyi isyarat bunyi, dan LED menyala. Jika ini tidak berlaku, bermakna ia telah gagal. Jika diod cahaya berfungsi dengan baik, tetapi apabila dipateri ke dalam litar ia tidak berfungsi, mungkin terdapat dua sebab untuk ini - lokasinya yang salah atau kegagalan perintang (dalam komponen SMD moden ia sudah terbina dalam, yang akan menjadi jelas semasa proses "dail").
Pengekodan warna diod cahaya
Tiada tanda yang diterima umum di seluruh dunia untuk produk sedemikian; setiap pengeluar menetapkan warna yang sesuai dengan mereka. Di Rusia mereka gunakan pengekodan warna LED, tetapi beberapa orang menggunakannya, kerana senarai elemen dengan sebutan huruf agak mengagumkan dan hampir tidak ada orang yang mahu mengingatinya. Paling biasa penetapan surat, yang banyak dianggap diterima umum. Tetapi tanda sedemikian lebih kerap dijumpai bukan pada elemen berkuasa, tetapi pada jalur LED.
Menyahkod kod penanda jalur LED
Untuk memahami bagaimana pita itu ditanda, anda perlu memberi perhatian kepada jadual:
| Kedudukan dalam kod | Tujuan | Jawatan | Penjelasan tentang sebutan |
|---|---|---|---|
| 1 | Sumber cahaya | LED | Diod pemancar cahaya |
| 2 | Warna bercahaya | R | merah |
| G | hijau | ||
| B | Biru | ||
| RGB | mana-mana | ||
| CW | putih | ||
| 3 | Kaedah pemasangan | SMD | Peranti Lekap Permukaan |
| 4 | Saiz cip | 3028 | 3.0 x 2.8 mm |
| 3528 | 3.5 x 2.8 mm | ||
| 2835 | 2.8 x 3.5 mm | ||
| 5050 | 5.0 x 5.0 mm | ||
| 5 | Bilangan LED setiap meter panjang | 30 | |
| 60 | |||
| 120 | |||
| 6 | Tahap perlindungan: | IP | Perlindungan Antarabangsa |
| 7 | Daripada penembusan objek pepejal | 0-6 | Menurut GOST 14254-96 (standard IEC 529-89) "Tahap perlindungan yang disediakan oleh kandang (kod IP)" |
| 8 | Dari penembusan cecair | 0-6 |
Sebagai contoh, mari kita ambil penandaan LED CW SMD5050/60 IP68 khusus. Dari situ kita dapat memahami apa yang ada di hadapan kita Lampu Jalur LED putih untuk pemasangan permukaan. Unsur-unsur yang dipasang di atasnya mempunyai saiz 5x5mm, dalam jumlah 60 pcs/m. Tahap perlindungan membolehkannya masa yang lama bekerja di bawah air.
Apa yang boleh anda buat dari LED dengan tangan anda sendiri?
Ini adalah soalan yang sangat menarik. Dan jika anda menjawabnya secara terperinci, ia akan mengambil banyak masa. Penggunaan diod cahaya yang paling biasa ialah pencahayaan loket dan siling yang digantung, kawasan kerja di dapur atau pun papan kekunci komputer.
Pendapat pakar
Jurutera reka bentuk ES, EM, EO (bekalan kuasa, peralatan elektrik, lampu dalaman) ASP North-West LLC
Tanya pakar“Untuk pengendalian elemen sedemikian, penstabil kuasa atau pengawal diperlukan. Anda juga boleh mengambilnya dari yang lama anda kalungan cina. Ramai "tukang" menulis bahawa pengubah langkah turun biasa sudah mencukupi, tetapi ini tidak begitu. Dalam kes ini, diod akan berkelip."
Penstabil semasa - apakah fungsi yang dilakukannya?
Penstabil untuk LED ialah sumber kuasa yang merendahkan voltan dan menyamakan arus. Dalam erti kata lain, ia mewujudkan syarat untuk Operasi biasa elemen. Pada masa yang sama, ia melindungi daripada kenaikan atau penurunan voltan pada LED. Terdapat penstabil yang bukan sahaja boleh mengawal voltan, memastikan pengecilan lancar elemen cahaya, tetapi juga mengawal mod warna atau kelipan. Mereka dipanggil pengawal. Peranti yang serupa boleh dilihat pada kalungan. Ia juga dijual di kedai elektrik untuk menukar dengan jalur RGB. Pengawal sedemikian dilengkapi dengan alat kawalan jauh.
Reka bentuk peranti sedemikian tidak rumit, dan jika dikehendaki, penstabil mudah boleh dibuat dengan tangan anda sendiri. Untuk melakukan ini, anda hanya memerlukan sedikit pengetahuan dalam elektronik radio dan keupayaan untuk memegang besi pematerian.
Lampu siang untuk kereta
Penggunaan diod ringan dalam industri automotif agak biasa. Sebagai contoh, DRL dihasilkan secara eksklusif dengan bantuan mereka. Tetapi jika kereta itu tidak dilengkapi dengan lampu menyala, maka membelinya boleh mencecah poket anda. Ramai peminat kereta menggunakan jalur LED yang murah, tetapi ini bukan idea yang sangat baik. Terutama jika kekuatan fluks bercahayanya rendah. Penyelesaian yang baik mungkin adalah dengan membeli pita pelekat diri dengan diod Cree.
Adalah agak mustahil untuk membuat DRL menggunakan yang sudah rosak dengan meletakkan diod baharu yang berkuasa di dalam bekas lama.
Penting! Siang hari lampu menyala dicipta dengan tepat supaya kereta kelihatan pada waktu siang dan bukan pada waktu malam. Tidak ada gunanya menyemak bagaimana mereka akan bersinar dalam gelap. DRL harus kelihatan di bawah sinar matahari.
LED berkelip - untuk apa ini?
Pilihan yang baik untuk menggunakan elemen sedemikian ialah papan pengiklanan. Tetapi jika ia bersinar secara statik, ia tidak akan menarik perhatian yang sepatutnya. Tugas utama ialah memasang dan menyolder perisai - ini memerlukan beberapa kemahiran, yang tidak sukar diperoleh. Selepas pemasangan, anda boleh memasang pengawal dari garland yang sama. Hasilnya ialah iklan berkelip yang jelas akan menarik perhatian.
Warnakan muzik menggunakan diod cahaya - adakah sukar untuk dibuat?
Pekerjaan ini bukan lagi untuk pemula. Untuk memasang muzik warna sepenuhnya dengan tangan anda sendiri, anda bukan sahaja memerlukan pengiraan unsur yang tepat, tetapi juga pengetahuan tentang elektronik radio. Namun begitu, versi paling ringkasnya adalah dalam kemampuan semua orang.
Anda sentiasa boleh mencari penderia bunyi di kedai elektronik radio, dan banyak suis moden mempunyai satu (ringan apabila bertepuk tangan). Jika anda mempunyai jalur LED dan penstabil, maka dengan menjalankan "+" dari bekalan kuasa ke jalur melalui mercun yang serupa, anda boleh mencapai hasil yang diingini.
Penunjuk voltan: apa yang perlu dilakukan jika ia terbakar
Pemutar skru penunjuk moden terdiri daripada diod cahaya dan perintang dengan penebat. Selalunya ini adalah sisipan ebonit. Jika elemen di dalam terbakar, ia boleh digantikan dengan yang baru. Dan tukang sendiri akan memilih warna.
Pilihan lain ialah membuat penguji rantai. Ini memerlukan 2 Bateri AA, wayar dan diod cahaya. Setelah menyambungkan bateri secara bersiri, kami memateri salah satu kaki elemen ke positif bateri. Wayar akan datang dari kaki yang satu lagi dan dari negatif bateri. Akibatnya, apabila dipendekkan, diod akan menyala (jika kekutuban tidak diterbalikkan).
Gambar rajah sambungan LED - bagaimana untuk melakukan semuanya dengan betul
Elemen sedemikian boleh disambungkan dalam dua cara - secara bersiri dan selari. Pada masa yang sama, kita tidak boleh lupa bahawa diod cahaya mesti diletakkan dengan betul. Jika tidak, skim itu tidak akan berfungsi. Dalam sel biasa dengan bentuk silinder, ini boleh ditentukan seperti berikut: bendera kelihatan pada katod (-), ia lebih besar sedikit daripada anod (+).
Bagaimana untuk mengira rintangan LED
Mengira rintangan diod cahaya adalah sangat penting. Jika tidak, elemen itu hanya akan terbakar, tidak dapat menahan magnitud arus rangkaian.
Ini boleh dilakukan menggunakan formula:
R = (VS – VL) / I, di mana
- VS - voltan bekalan;
- VL – voltan terkadar untuk LED;
- saya – Arus LED (biasanya 0.02 A, yang bersamaan dengan 20 mA).
Apa-apa sahaja boleh dilakukan jika mahu. Litarnya agak mudah - kami menggunakan bekalan kuasa daripada rosak telefon bimbit atau yang lain. Perkara utama ialah ia mempunyai penerus. Adalah penting untuk tidak keterlaluan dengan beban (dengan bilangan diod), jika tidak, terdapat risiko membakar bekalan kuasa. Pengecas standard akan mengendalikan 6-12 sel. Anda boleh melekapkan lampu latar berwarna untuk papan kekunci komputer dengan mengambil 2 elemen biru, putih, merah, hijau dan kuning. Ternyata cukup cantik.
Maklumat berguna! Voltan yang dibekalkan oleh bekalan kuasa ialah 3.7 V. Ini bermakna diod perlu disambungkan secara berpasangan bersiri secara selari.
Sambungan selari dan bersiri: bagaimana ia dilakukan
Mengikut undang-undang fizik dan kejuruteraan elektrik apabila sambungan selari voltan diagihkan sama rata pada semua pengguna, kekal tidak berubah pada setiap pengguna. Dengan pemasangan berurutan, aliran dibahagikan dan pada setiap pengguna ia menjadi gandaan nombor mereka. Dalam erti kata lain, jika anda mengambil 8 diod cahaya yang disambungkan secara bersiri, ia akan berfungsi secara normal pada 12 V. Jika ia disambung secara selari, ia akan terbakar.
Menyambung diod cahaya 12 V sebagai pilihan terbaik
Mana-mana jalur LED direka untuk disambungkan kepada penstabil yang menghasilkan 12 atau 24 V. Hari ini di rak kedai Rusia pelbagai jenis produk yang tersedia pelbagai pengeluar dengan parameter ini. Namun begitu, pita dan pengawal 12 V mendominasi. Voltan ini lebih selamat untuk manusia, dan kos peranti sedemikian lebih rendah. TENTANG sambungan diri ke rangkaian 12 V disebut lebih tinggi sedikit, tetapi tidak sepatutnya ada masalah dengan menyambung ke pengawal - mereka datang dengan gambar rajah yang boleh diketahui oleh pelajar sekolah.
Akhirnya
Populariti yang diperoleh diod cahaya tidak boleh tidak bergembira. Lagipun, ini menjadikan kemajuan bergerak ke hadapan. Dan siapa tahu, mungkin dalam masa terdekat LED baharu akan muncul yang akan mempunyai susunan magnitud prestasi yang lebih tinggi daripada yang sedia ada sekarang.
Kami berharap artikel kami berguna kepada pembaca yang dikasihi. Jika anda mempunyai sebarang soalan mengenai topik tersebut, sila tanya mereka dalam perbincangan. Pasukan kami sentiasa bersedia untuk menjawabnya. Tulis, kongsi pengalaman anda, kerana ia boleh membantu seseorang.
Video: cara menyambungkan LED dengan betul
lampu LEDModen mempunyai kecerahan yang mencukupi, yang tidak boleh dikatakan tentang LED generasi sebelumnya, yang kecerahan rendahnya mengehadkan penggunaannya dengan ketara. Pada masa ini,..
Kecekapan. Kecekapan moden lampu LED ialah 22%. Selain kecekapan tinggi, lampu LED juga mempunyai ketahanan yang hebat, sehingga 50,000 jam, yang seterusnya bersamaan dengan 17 tahun beroperasi, 8 jam sehari. Moden mempunyai kecerahan yang mencukupi, yang tidak boleh dikatakan tentang LED generasi sebelumnya, yang kecerahan rendahnya mengehadkan penggunaannya dengan ketara. Pada masa ini, selepas isu Kecerahan LED, populariti mereka telah meningkat secara mendadak. Walaupun kos yang tinggi , tetapi terima kasih kepada kecekapan tinggi, hayat perkhidmatan dan penjimatan ketara pada elektrik dan kerja pemasangan, LED semakin popular. Di samping itu, hayat perkhidmatan lampu LED yang panjang membolehkannya dipasang di tempat yang sukar dicapai, ini benar terutamanya apabila menggunakan LED V . Selama lebih 130 tahun sejarah, lampu pijar yang mendominasi dunia teknologi pencahayaan selama ini telah jumlah yang besar keburukan: ini adalah benang rapuh yang boleh gagal semasa gegaran, dan peratusan keluaran haba yang tinggi, yang dengan ketara mengurangkan nisbah kuasa berguna kepada fluks bercahaya. Kecekapan lampu biasa pijar hanya 2.6%. Lampu pendarfluor yang lebih berteknologi maju mempunyai kecekapan yang lebih tinggi sedikit sebanyak 8.7% dan juga telah memberikan sumbangan penting kepada penjimatan tenaga. Penggunaan lampu pendarfluor telah mendedahkan beberapa perkara kelemahan yang ketara: ini dan jangka pendek operasi dalam keadaan sebenar, kemungkinan berkelip dan kemungkinan penolakan untuk dihidupkan apabila suhu rendah, serta berkelip apabila terdapat kekurangan voltan. Di samping itu, lampu pendarfluor yang terbakar memerlukan pelupusan khas. Lampu pendarfluor Mereka mempunyai sikap yang sangat negatif terhadap kitaran operasi yang terputus-putus, hidup dan mati.
mempunyai kecekapan tinggi, penggunaan kuasa yang rendah dan hayat perkhidmatan yang panjang, cahaya terang, pencahayaan yang sangat baik dan tiada kelipan. Terima kasih kepada yang tinggi ciri-ciri operasi semakin meluas, terutamanya sering digunakan dalam. Syarikat Cahaya Profesional dan Bunyi menawarkan anda pelbagai jenis modenlampu LED Dan berkualiti tinggi pada harga yang berpatutan, berdasarkan kualitilampu LED(Cm:) .
Juga di laman web kami, anda boleh melihat maklumat lain yang mungkin menarik minat anda, dan pakar kami, seterusnya, akan memberikan anda sebarang sokongan teknikal: , , , , , , ,
Sejauh manakah LED benar-benar cekap dan bagaimana anda boleh memanjangkan jangka hayatnya?
Bagaimana untuk mengukur kecekapan mereka di rumah dan meningkatkan kecekapan, serta meningkatkan ketahanan lampu LED?
Untuk menjawab semua soalan ini, cukup untuk menjalankan beberapa eksperimen visual, tanpa menggunakan sebarang instrumen makmal yang kompleks.
LED adalah salah satu sumber cahaya yang paling cekap dan paling mudah digunakan. Walau bagaimanapun, pada masa yang sama, ia masih membazirkan kebanyakan tenaga yang digunakan, menukarnya bukan kepada cahaya, tetapi kepada haba. 
Sudah tentu, tidak perlu membandingkan LED dengan mentol lampu biasa; di sini mereka telah berjalan jauh ke hadapan. Tetapi pada pendapat anda, sejauh manakah kecekapan sebenar mereka?
Bagaimana untuk mengukur kecekapan LED
Mari kita semak ini secara langsung, bukan dengan label pada pakej dan data daripada jadual di Internet, tetapi dengan kaedah kolorimetrik di rumah.
Jika anda menurunkan LED ke dalam air dan mengukur perbezaan suhu sebelum ia dihidupkan dan beberapa ketika selepas itu, anda boleh mengetahui berapa banyak tenaga daripadanya akan bertukar menjadi haba. 
Mengetahui jumlah tenaga yang dibelanjakan dan tenaga yang hilang menjadi haba, anda benar-benar boleh mengetahui berapa banyak faedah yang terdapat daripadanya sumber ini cahaya bertukar menjadi cahaya.
Bekas di mana pengukuran akan dibuat mesti dilindungi daripada turun naik suhu di luar dan dalam. Untuk ini yang biasa akan lakukan kelalang daripada termos. 
Dengan sedikit pengubahsuaian, anda akan mempunyai colorimeter buatan sendiri yang boleh digunakan sepenuhnya. 
Untuk mengasingkan dan mengelakkan kebocoran semasa, semua wayar dan terminal pada LED hendaklah disalut dengan lapisan tebal varnis penebat elektrik. 
Sebelum eksperimen, tuangkan 250 ml air suling ke dalam kelalang.
Letakkan LED di dalam air sehingga ia menutupinya sepenuhnya. Dalam kes ini, cahaya harus keluar dengan bebas. 
Hidupkan kuasa dan mula mengira detik masa. 
Selepas 10 minit, matikan voltan dan ukur suhu air sekali lagi. 
Pada masa yang sama, jangan lupa untuk mencampurkannya dengan baik.
Sekarang anda perlu mengulangi percubaan, tetapi kali ini, tutup dengan ketat matriks dengan beberapa bahan legap. Ini perlu supaya tenaga tidak boleh meninggalkan sistem dalam bentuk cahaya. 
Percubaan dengan spesimen tertutup diulang lagi dalam urutan yang sama:
- 250ml air suling
- pengukuran suhu awal
- 10 minit "bercahaya"
- pengukuran suhu akhir
1 daripada 4
Selepas semua pengukuran dan percubaan, anda boleh meneruskan pengiraan.
Pengiraan kecekapan
Katakan untuk model ini penggunaan purata sumber cahaya ialah 47.8 W. Masa operasi - 10 minit. 
Jika kita menggantikan data ini ke dalam formula, kita dapati bahawa dalam tempoh 600 saat, 28,320 J telah dibelanjakan untuk menyalakan LED. 
Dalam kes model tertutup, air dipanaskan dari 27 hingga 50 darjah. Muatan haba air ialah 4200 J, dan jisimnya ialah 0.25 kg.
130 J lagi setiap darjah telah dibelanjakan untuk memanaskan mentol, serta anda perlu menambah tenaga untuk memanaskan LED itu sendiri. Ia mempunyai berat 27 gram dan kebanyakannya terdiri daripada tembaga. Hasilnya ialah angka 27377 J. 
Nisbah tenaga yang dibebaskan dan tenaga yang dibelanjakan ialah 96.7%. Iaitu, lebih daripada 3% hilang. Inilah sebenarnya kehilangan haba.
Dalam kes LED terbuka, air dipanaskan dari 28 hingga 45 darjah. Semua pembolehubah lain kekal sama. Pengiraan di sini akan kelihatan seperti ini: 
Apakah kesimpulan yang boleh dibuat daripada semua eksperimen dan pengiraan ini?
Seperti yang dapat dilihat daripada eksperimen kecil ini, kira-kira 28% daripada tenaga meninggalkan sistem secara langsung dalam bentuk cahaya. Dan jika kita mengambil kira 3% kehilangan haba, maka hanya 25% yang tinggal. 
Seperti yang anda lihat, LED masih jauh daripada menjadi sumber cahaya yang ideal, kerana banyak penjual membentangkannya.
Lebih teruk lagi, selalunya terdapat model di pasaran dengan kualiti yang sangat rendah dengan kecekapan yang lebih rendah.
Kecerahan dan kuasa
Sekarang mari kita bandingkan kecerahan model yang berbeza dan lihat apa yang bergantung padanya dan sama ada kita boleh mempengaruhinya. Untuk membuat perbandingan yang boleh dipercayai, gunakan sekeping paip biasa dan meter lux.
Katakan sampel berkualiti tinggi yang diuji sebelum ini memberikan pencahayaan 1100 lux. Dan ini adalah dengan penggunaan kuasa 50 W. 
Dan jika anda mengambil lebih banyak model murah? Data mungkin berubah menjadi dua kali lebih rendah - kurang daripada 5500 Lux. 
Dan ini dengan kuasa yang sama! Ternyata anda akan membayar jumlah yang sama untuk cahaya seperti dalam kes pertama, tetapi anda akan menerimanya 50% kurang.
Adakah mungkin untuk mendapatkan 3 kali lebih banyak cahaya sambil menghabiskan tenaga sesedikit mungkin? 
Ia mungkin, tetapi untuk ini anda memerlukan LED yang beroperasi dalam mod yang sedikit berbeza. Untuk memahami cara melakukan ini, anda perlu mengambil beberapa ukuran lagi.
Pertama sekali, anda harus berminat dengan pergantungan kecerahan pada penggunaan kuasa. Tingkatkan kuasa secara beransur-ansur dan pantau bacaan meter lux. 
Akibatnya, anda akan mencapai hubungan tidak linear sedemikian. 
Jika ia adalah linear, anda akan mendapat sesuatu seperti ini. 
Ia akan menjadi lebih menarik jika anda mengira kecekapan relatif LED, mengambil nilai kuasa 50W sebagai 100%. 
Anda boleh lihat bagaimana keberkesanannya semakin merosot. Kemerosotan dengan peningkatan kuasa ini wujud dalam semua LED. Dan terdapat beberapa sebab untuk ini.
Mengapa Kecekapan LED Merosot
Salah satunya adalah, sudah tentu, pemanasan. Dengan peningkatan suhu, kebarangkalian pembentukan foton dalam simpang p-n berkurangan. 
Di samping itu, tenaga foton ini berkurangan. Walaupun dengan penyejukan yang baik perumahan, suhu simpang p-n mungkin berpuluh-puluh darjah lebih tinggi, kerana ia dipisahkan daripada logam oleh substrat nilam. 
Dan ia tidak menghantar haba dengan baik. Perbezaan suhu boleh dikira dengan mengetahui dimensi kristal dan haba yang dihasilkan di atasnya. 
Dengan pelepasan haba 1 W, dengan mengambil kira ketebalan dan luas substrat, suhu simpang akan menjadi 11.5 darjah lebih tinggi.
Dalam kes LED murah, semuanya lebih teruk. Di sini hasilnya lebih daripada 25 darjah. 
Suhu simpang yang tinggi membawa kepada kemerosotan pesat kristal, memendekkan hayat perkhidmatannya. Di sinilah berlakunya kejap, kejap, dsb. 
Saya tertanya-tanya sama ada pengeluar tidak menyedari perbezaan suhu ini atau adakah mereka sengaja mencipta peranti yang ditakdirkan?
Selalunya komponen yang kelihatan seperti biasa, lampu mahal beroperasi dalam keadaan yang melampau, di suhu maksimum tanpa sebarang margin keselamatan. 
Selagi arus kecil, ia tidak ketara. Tetapi disebabkan oleh hubungan kuadratik, apabila arus meningkat, semakin banyak tenaga bertukar menjadi haba yang tidak berguna. 
Bagaimana untuk meningkatkan kecekapan
Iaitu, sambungkan LED lain secara selari, dengan itu mengurangkan separuh kerugian rintangan. Dan kaedah ini pasti berkesan. 
Dengan menyambungkan dua LED secara selari dengan lampu dan bukannya satu, anda akan mendapat lebih banyak cahaya dengan kurang tenaga dan, dengan itu, kurang haba.
Sudah tentu, ini juga memanjangkan hayat LED. 
Anda tidak perlu berhenti dan menyambungkan 3.4 diod dan bukannya satu, ia tidak akan menjadi lebih teruk. 
Dan jika tidak ada ruang yang cukup untuk beberapa LED, maka anda boleh memasang LED yang asalnya direka untuk kuasa tinggi. Sebagai contoh, lampu 100-watt, 50-watt. 
Dengan cara ini kecekapan lampu boleh ditingkatkan beberapa kali, dengan penggunaan tenaga yang sama seperti sumber asal, tetapi dengan kuasa yang kurang, dan beroperasi pada had keupayaannya.
Lebih-lebih lagi, menggunakan tidak lebih daripada satu pertiga daripada kuasa maksimum, anda akan selama-lamanya lupa bagaimana rasanya untuk menggantikan LED yang terbakar. 
Pada masa yang sama, kecekapan dan kecekapan operasi mereka akan meningkat dengan ketara.
Oleh itu, apabila membeli LED, sentiasa berminat dengan saiz kristal. Lagipun, penyejukan dan rintangan dalaman mereka bergantung pada ini.
Peraturan di sini adalah bahawa lebih banyak, lebih baik.
Dengan memilih bahan semikonduktor dan bahan tambahan yang sesuai, adalah mungkin untuk mempengaruhi secara khusus ciri-ciri pelepasan cahaya kristal LED, terutamanya kawasan spektrum pelepasan dan kecekapan menukar tenaga input kepada cahaya:
- GaALAs- aluminium galium arsenide; Ia berdasarkan LED merah dan inframerah.
- GaAsP- galium arsenide fosfida; AlInGaP - aluminium-indium-gallium fosfida; LED merah, oren dan kuning.
- GaP- galium fosfida; LED hijau.
- SiC- silikon karbida; LED biru pertama yang tersedia secara komersial dengan kecekapan bercahaya rendah.
- InGaN- indium galium nitrida; GaN - galium nitrida; LED biru dan hijau UV.
Untuk mendapatkan sinaran putih dengan suhu warna tertentu, terdapat tiga kemungkinan asas:
1. Penukaran sinaran LED biru oleh fosfor kuning (Rajah 1a).
2. Penukaran sinaran UV LED oleh tiga fosfor (serupa dengan lampu pendarfluor dengan apa yang dipanggil spektrum tiga jalur) (Rajah 1b).
3. Campuran tambahan pelepasan daripada LED merah, hijau dan biru (prinsip RGB, serupa dengan teknologi TV berwarna). Warna warna LED putih boleh dicirikan oleh nilai suhu warna berkorelasi.
Kebanyakan jenis LED putih moden dihasilkan berdasarkan warna biru dalam kombinasi dengan fosforus penukaran, yang memungkinkan untuk mendapatkan sinaran putih dengan julat yang luas suhu warna - dari 3000 K (cahaya putih hangat) hingga 6000 K (cahaya siang yang sejuk).
Operasi LED dalam litar kuasa
Kristal LED mula memancarkan cahaya apabila arus mengalir di dalamnya ke arah hadapan. LED mempunyai ciri voltan arus yang meningkat secara eksponen. Ia biasanya dikuasakan oleh arus stabil yang malar atau voltan malar dengan rintangan had yang telah disambungkan. Ini menghalang perubahan yang tidak diingini dalam arus nominal yang menjejaskan kestabilan fluks bercahaya dan, dalam kes yang paling teruk, malah boleh menyebabkan kerosakan pada LED.
Pada kuasa rendah, yang analog digunakan pengawal selia linear, untuk menghidupkan diod berkuasa - blok rangkaian dengan output arus atau voltan yang stabil. Biasanya, LED disambungkan secara bersiri, selari, atau dalam litar siri-selari (lihat Rajah 2).
Penurunan lancar dalam kecerahan (peredupan) LED dilakukan oleh pengawal selia dengan modulasi lebar nadi (PWM) atau pengurangan arus hadapan. Menggunakan PWM stokastik, adalah mungkin untuk meminimumkan spektrum gangguan (masalah keserasian elektromagnet). Tetapi dalam dalam kes ini dengan PWM, riak gangguan sinaran LED boleh diperhatikan.
Jumlah arus hadapan berbeza-beza bergantung pada model: contohnya, 2 mA untuk LED pemasangan panel kecil (SMD-LED), 20 mA untuk LED dengan diameter 5 mm dengan dua petunjuk arus luaran, 1 A untuk kuasa tinggi LED untuk tujuan pencahayaan. UF voltan hadapan biasanya berkisar antara 1.3 V (diod IR) hingga 4 V (LED indium gallium nitride - putih, biru, hijau, UV).
Sementara itu, litar kuasa telah pun dicipta yang membolehkan LED menyambung terus ke rangkaian AC 230 V. Untuk melakukan ini, dua cawangan LED dihidupkan anti selari dan disambungkan ke rangkaian standard melalui rintangan ohmik. Pada tahun 2008, Profesor P. Marx menerima paten untuk litar untuk memalapkan LED yang dikuasakan oleh arus ulang alik(lihat Rajah 3).
Syarikat Korea Selatan Seoul Semiconductors telah menyepadukan litar (Rajah 3) dengan dua litar anti selari, (dalam setiap litar sejumlah besar LED) terus dalam satu cip (Acriche-LED). Arus hadapan LED (20 mA) dihadkan oleh perintang ohmik yang disambungkan secara bersiri kepada litar anti-selari. Voltan hadapan merentasi setiap LED ialah 3.5 V.
Kecekapan tenaga
Kecekapan tenaga LED (kecekapan) ialah nisbah kuasa sinaran (dalam Watt) kepada penggunaan kuasa elektrik (dalam terminologi pencahayaan, ini adalah output tenaga sinaran - iaitu).
Dalam pemancar haba, yang termasuk lampu pijar klasik, untuk menjana sinaran (cahaya) yang boleh dilihat, gegelung mesti dipanaskan pada suhu tertentu. Lebih-lebih lagi, bahagian utama tenaga yang dibekalkan ditukar kepada haba (sinaran inframerah), dan sinaran yang boleh dilihat berubah sahaja?e = 3% untuk yang biasa, dan che - 7% untuk lampu halogen pijar
LED untuk digunakan dalam pencahayaan yang digunakan menukar tenaga elektrik yang dibekalkan kepada sinaran yang boleh dilihat dalam kawasan spektrum yang sangat sempit, dan kehilangan haba berlaku dalam kristal. Haba ini mesti dikeluarkan dari LED menggunakan kaedah reka bentuk khas untuk memastikan parameter cahaya dan warna yang diperlukan dan hayat perkhidmatan maksimum.
LED untuk tujuan pencahayaan dan isyarat hampir tidak mempunyai komponen IR dan UV dalam spektrum pelepasan, dan LED sedemikian mempunyai kecekapan tenaga yang jauh lebih tinggi daripada pemancar haba. Dengan keadaan terma yang menggalakkan, LED menukar 25% tenaga yang dibekalkan kepada cahaya. Oleh itu, sebagai contoh, untuk LED putih dengan kuasa 1 W, kira-kira 0.75 W disebabkan oleh kehilangan haba, yang memerlukan kehadiran elemen pelesapan haba atau bahkan penyejukan paksa dalam reka bentuk lampu. Pengurusan rejim haba LED sedemikian adalah amat penting. Adalah dinasihatkan bahawa pengeluar LED dan modul LED memberikan nilai kecekapan tenaga dalam senarai ciri produk mereka
Kawalan mod terma
Ingatlah bahawa hampir 3/4 daripada tenaga elektrik yang digunakan oleh LED ditukar kepada haba dan hanya 1/4 kepada cahaya. Oleh itu, apabila mereka bentuk lampu LED, peranan yang menentukan dalam memastikan mereka kecekapan maksimum pengoptimuman rejim terma LED memainkan peranan, dengan kata lain, penyejukan intensif.
Seperti yang diketahui, pemindahan haba dari badan yang dipanaskan berlaku disebabkan oleh tiga proses fizikal:
1. Sinaran
Ф = W? =5.669?10-8?(W/m2?K4)??A?(Ts4 – Ta5)
di mana: W? – fluks sinaran haba, W
? – emisitiviti
Ts – suhu permukaan badan yang dipanaskan, K
Ta – suhu permukaan yang menyelubungi bilik, K
A ialah luas permukaan pemancar haba, m?
2. Perolakan
F = ?? Hah? (Ts-Ta)
di mana: Ф – aliran haba, W
A ialah luas permukaan badan yang dipanaskan, m?
? - pekali pemindahan haba,
Ts – suhu medium penyingkir haba sempadan, K
Ta – suhu permukaan jasad yang dipanaskan, K
[untuk permukaan yang tidak digilap? = 6...8 W / (m? K)].
3. Kekonduksian terma
Ф = ?T?(А/l) (Тs-Та) =(?T/Rth)
di mana: Rth= (l / ?T?A) – rintangan haba, K/W,
Ф – kuasa haba, W
A – keratan rentas
l-panjang - ?T – pekali kekonduksian terma, W/(m?K)
untuk elemen penyejukan seramik?T=180 W/(m?K),
untuk aluminium – 237 W/(m?K),
untuk kuprum – 380 W/(m?K),
untuk berlian – 2300 W/(m?K),
untuk gentian karbon – 6000 W/(m?K)]
4. Rintangan terma
Jumlah rintangan haba dikira sebagai: Rth par.com.=1/[(1/ Rth,1)+ (1/ Rth, 2)+ (1/ Rth,3)+ (1/ Rth,n)]
Kata akhir ke-3 = Rth,1 + Rth, 2 + Rth,3 +....+ Rth,n
Ringkasan
Apabila mereka bentuk luminair LED, setiap langkah yang mungkin mesti diambil untuk mengurangkan kelakuan haba LED melalui pengaliran, perolakan dan sinaran. Oleh itu, tugas utama apabila mereka bentuk lampu LED adalah untuk memastikan penyingkiran haba disebabkan oleh kekonduksian terma unsur penyejukan khas atau reka bentuk perumahan. Kemudian unsur-unsur ini akan mengeluarkan haba secara sinaran dan perolakan.
Bahan elemen sink haba harus, jika boleh, mempunyai rintangan haba yang minimum.
Keputusan yang baik diperoleh dengan unit penyingkiran haba daripada jenis "Paip Haba", yang mempunyai sifat pengalir haba yang sangat tinggi.
Satu daripada pilihan terbaik sink haba - substrat seramik dengan laluan pembawa arus pra-pakaian, terus ke mana LED dipateri. Struktur penyejukan berasaskan seramik menghilangkan lebih kurang 2 kali lebih haba berbanding unsur penyejukan logam konvensional.
Hubungan antara parameter elektrik dan haba LED digambarkan dalam Rajah. 4.
Dalam Rajah. 5 menunjukkan reka bentuk biasa LED berkuasa dengan unsur penyejukan aluminium dan litar rintangan haba, dan dalam Rajah. 6-8 – pelbagai kaedah penyejukan.
Sinaran
Permukaan lekapan lampu di mana LED atau modul dengan beberapa LED dipasang tidak boleh logam, kerana logam mempunyai emisitiviti yang sangat rendah. Permukaan luminair yang bersentuhan dengan LED sepatutnya, jika boleh, mempunyai emisitiviti spektrum yang tinggi?.
Perolakan
Adalah wajar untuk mempunyai kawasan permukaan badan lampu yang cukup besar untuk sentuhan tanpa halangan dengan aliran udara ambien (sirip penyejuk khas, struktur kasar, dll.). Pembuangan haba tambahan boleh disediakan dengan langkah wajib: kipas mini atau membran bergetar.
Kekonduksian terma
Oleh kerana luas permukaan dan isipadu LED yang sangat kecil, penyejukan yang diperlukan oleh sinaran dan perolakan tidak tercapai.
Contoh pengiraan rintangan haba untuk LED putih
UF= 3.8 V
JIKA = 350 mA
PLED = 3.8 V? 0.35 A = 1.33 W
Oleh kerana kecekapan optik LED ialah 25%, hanya 0.33 W ditukar kepada cahaya, dan baki 75% (Pv=1 W) ditukar kepada haba. (Selalunya dalam literatur, apabila mengira rintangan haba RthJA, mereka membuat kesilapan dengan mengandaikan bahawa Pv = UF ? JIKA = 1.33 W - ini tidak betul!)
Suhu maksimum yang dibenarkan bagi lapisan aktif (simpang p-n – Simpang) TJ = 125°C (398 K).
Suhu ambien maksimum TA = 50°C (323 K).
Rintangan haba maksimum antara lapisan penghalang dan persekitaran:
RthJA= (TJ – TA)/ Pv = (398 K – 323K)/1 W = 75 K/W
Menurut pengilang, rintangan haba LED
RthJS = 15 K/W
Rintangan haba yang diperlukan bagi elemen pelesapan haba tambahan (sirip penyejuk, pes pengalir haba, sebatian pelekat, papan):
RthSA= RthJA – RthJS = 75-15 = 60 K/W
Dalam Rajah. 9 menerangkan tentang rintangan haba untuk diod pada papan.
Hubungan antara suhu lapisan aktif dan rintangan haba antara lapisan penyekat (aktif) dan titik pateri petunjuk kristal ditentukan oleh formula:
TJ= UF ? JIKA? ?e? RthJS + TS
di mana ТS ialah suhu yang diukur pada titik pateri bagi petunjuk kristal (dalam kes ini ia bersamaan dengan 105°C)
Kemudian, untuk contoh yang sedang dipertimbangkan dengan LED putih dengan kuasa 1.33 W, suhu lapisan aktif akan ditentukan sebagai
TJ = 1.33 W? 0.75? 15 K/W + 105°C = 120°C.
Kemerosotan ciri pemancar disebabkan oleh beban suhu pada lapisan aktif (menyekat).
Mengetahui suhu sebenar pada titik pateri dan mempunyai data yang disediakan oleh pengilang, adalah mungkin untuk menentukan beban terma pada lapisan aktif (TJ) dan kesannya terhadap degradasi sinaran. Degradasi merujuk kepada penurunan dalam fluks bercahaya sepanjang hayat cip LED.
Kesan suhu lapisan penghalang
Keperluan asas: suhu maksimum yang dibenarkan bagi lapisan penyekat tidak boleh melebihi, kerana ini boleh menyebabkan kecacatan LED yang tidak dapat dipulihkan atau kegagalan spontan.
Disebabkan oleh proses fizikal tertentu yang berlaku semasa operasi LED, perubahan suhu lapisan penyekat TJ dalam julat nilai yang dibenarkan mempengaruhi banyak parameter LED, termasuk voltan hadapan, fluks bercahaya, koordinat kromatik dan hayat perkhidmatan.
