LED izvori svjetlosti

3 razloga zašto se LED koriste kao izvor svjetlosti u usporedbi s HID svjetiljkama

• LED diode nemaju niti za izgaranje ili pucanje, zato traju mnogo dulje od uobičajenih žarulja. S obzirom na to da vrlo mali poluvodički čip pokreće LED, oni su vrlo izdržljivi i imaju tendenciju trajanja tisuće sati.
• LED diode su 'trenutno uključene', slično kao i halogene svjetiljke, i stoga su prikladne za upotrebu u aplikacijama koje su podložne čestim ili potencijalnim uključivanjima / isključivanjima. Suprotno tome, HID žarulje su lomljivije i moraju se zagrijavati (15 - 25 sekundi) tijekom paljenja
• LED tehnologija se brzo mijenja i predvidljivo je da će LED diode na kraju nadmašiti izvedbu HID rasvjete.

Kako se LED koristi kao izvor svjetlosti?

Diode koje emitiraju svjetlost (LED) su izvori svjetlosti koji koriste diode koje emitiraju svjetlost kada su spojene u krug. Učinak je oblik elektro luminiscencije gdje LED diode oslobađaju velik broj fotona prema van. LED je smješten u plastičnoj žarulji koja koncentrira izvor svjetlosti. Najvažniji dio LED diode je poluvodički čip smješten u središtu izvor svjetlosti. Sastoji se od p i n regija s međusobnim spojem. P regijom dominiraju pozitivni električni naboji, a n regijom negativni električni naboji. Spoj je svojevrsni zid između dviju regija koji blokira prolaz nosača naboja između dviju regija.

Kada se na poluvodički čip primijeni dovoljan napon, elektroni se mogu lako kretati preko spoja gdje ih odmah privlače pozitivne sile u p regiji. Kada se elektron pomakne dovoljno blizu pozitivnog naboja u p regiji, dva naboja se 'ponovno kombiniraju'.

Kada se elektron kombinira s pozitivnim ionom, električna potencijalna energija pretvara se u elektromagnetsku energiju i to se događa u obliku emisije fotona svjetlosti.

Ovaj foton ima frekvenciju određenu karakteristikama poluvodičkog materijala (obično kombinacija kemijskih elemenata galij, arsen i fosfor).

LED diode koje emitiraju različite boje izrađene su od različitih poluvodičkih materijala. Jednostavnim riječima, LED su male komponente električnog kruga koje djeluju kao žarulja bez ikakvih niti. LED diode osvjetljavaju se samo kretanjem elektrona u poluvodičkom materijalu, što ih čini energetski učinkovitima i izuzetno elastičnim tijekom duljih vremenskih razdoblja.

Koja se vrsta LED koristi u aplikacijama za osvjetljenje?

Bijela LED najuzbudljivija je nova tehnologija osvjetljenja od uvođenja fluorescentnih svjetiljki. LED diode visokog intenziteta sada su popularne zbog visokih zahtjeva za niskom strujom. Visoko svijetle bijele LED sve se češće koriste u rasvjeti kao mjera za uštedu energije. Primjena bijele LED diode uključuje osvjetljenje pozadinskog osvjetljenja u mobilnim telefonima, pozadinsko osvjetljenje LCD-a, osvjetljenje kuće i vozila, ploče zaslona itd. LED diode su izuzetno male veličine i troše malo energije te učinkovito pretvaraju električnu energiju u svjetlost.

Zašto je poželjna bijela LED?

LED s visokim vatom obično proizvodi oko 75-100 lumena po vatu, a troši struju od 350 milli ampera. Gubitak energije kroz toplinu praktički je nikakav kod LED dioda i one imaju vrlo dug životni vijek od tisuću sati. LED su ekološki prihvatljivi uređaji jer ne sadrže olovo ili živu. Za razliku od fluorescentnih svjetiljki, LED ne emitiraju UV zrake.

Bijela LED dioda od A1 vata daje oko 100 lm svjetlosnog toka što je dovoljno za osvjetljenje zatvorenog područja. Količina svjetlosti koju emitira izvor svjetlosti mjeri se u lumenima. Na primjer, žarulja od 60 W emitira 730 lumena, a halogena žarulja od 50 W iznosi 900 lumena. Svaki LED čip ima površinu od samo jednog kvadratnog milimetra, što čini vrlo koncentriranu ukupnu osvjetljenost

Pad napona bijele LED diode od 1 vata iznosi 3,3 volta i troši struju od 350 millipera. Dakle, uobičajena bijela LED potrebna je 3 volta i oko 40 mA struje da bi se postigla maksimalna svjetlina.

Bijele LED-e velike snage mogu se dovesti do jake struje od stotina milli ampera do ampera kako bi se proizvelo svjetlo visokog intenziteta. Neke marke mogu proizvesti više od tisuću lumena. HPLED-ovi moraju biti postavljeni na hladnjak kako bi se omogućilo odvođenje topline, inače će uređaj lako oštetiti.

2 načina za izgradnju bijele LED diode

• Metoda uključuje presvlačenje LED čipa (uglavnom plavog od indijskog galijevog nitrida, InGaN) fosforom različitih boja kako bi se dobilo bijelo svjetlo. Dio svjetlosnog spektra koji odgovara plavoj svjetlosti prenosi se na dulju valnu duljinu, postupkom poznatim kao Stokesov pomak. Bijela svjetlost bijelih LED dioda dolazi od uskopojasne plave boje koju prirodno emitiraju GaN LED diode, plus žute boje širokog spektra generirane fosfornim premazom na matrici koji apsorbira dio plave boje i pretvara je u žutu. InGaN može stvarati operativne valne duljine od zelene do ultra-ljubičaste varirajući relativne količine indija i galija tijekom proizvodnje. Uobičajeni fosforni materijal je itrij aluminij, granat ili Ce3 + YAG, dopiran kerijom.
• Bijele LED diode također se mogu napraviti premazivanjem LED dioda koje zrače ultraljubičastim zrakom, mješavinom visoko učinkovitih crvenih i plavih fosfora na bazi Europija, plus cink sulfida dopiranih bakrom i aluminijem zelenim zelenim. Ovo je metoda slična radu fluorescentnih svjetiljki. Ova metoda je manje učinkovita od plave LED s fosforom, jer je Stokesov pomak veći i stoga se više energije pretvara u toplinu. Još jedan nedostatak je taj što UV svjetlost može curiti iz neispravne LED diode i nanijeti štetu ljudskim očima ili koži.

3 Aplikacije koje uključuju LED kao izvor svjetlosti

• Svjetlo za nuždu na bazi LED-a

Može se uključiti u AC utičnicu i svijetli u trenutku nestanka struje. Emitira hladno bijelo svjetlo u sobi što je dovoljno i za čitanje. Napaja ga 4,5-voltna bežična telefonska baterija i koristi bijelu LED 1 vat.

Rad sustava

Krug za napajanje punjive baterije od 4,5 V koristi napajanje malog 4,5-voltnog transformatora od 300 mA, mostovskog ispravljača koji sadrži D1 do D4 i zaglađujući kondenzator C1. Transformator od 4,5 volta je lako dostupan i obično se koristi u LED svjetla za nuždu . Spušta 230 V izmjeničnog na niskonaponski izmjenični napon koji se zatim ispravlja pomoću punog ispravljača. Kondenzator C1 čini DC mreškanje besplatnim za punjenje. Otpornik R1 pruža struju od oko 80 milli ampera za punjenje. Budući da je krug uvijek priključen, slaba struja idealna je za punjenje. Punjiva baterija koja se koristi u krugu je 4,5-voltna bežična telefonska baterija.
Kad je mrežno napajanje dostupno, baterija se puni putem R1 i D5. Istodobno, PNP tranzistor dobiva pozitivnu pristranost kroz R1 i on ostaje isključen. Kad nestane napajanja, D5 obrnuti pristranost i baza T1 postat će negativne. Zatim provodi i svijetli LED. Kad se napajanje nastavi, LED se automatski isključuje.

1W-LED-Svjetlo za nuždu

Kako postaviti?

Krug se može sastaviti na malom komadu perf ploče. Sklop, transformator i bateriju zatvorite u utičnu adapter kutiju. Učvrstite LED izvan kutije, po mogućnosti reflektirajućom pozadinom. U tu svrhu možete zalijepiti folijski papir. Također će djelovati kao hladnjak za LED. Budući da jaka struja prolazi kroz T1 kada LED svijetli, T1 zahtijeva hladnjak. Bijela LED dioda od 1 W košta oko 50 Rs, a baterija Rs 150.

• Automatska žarulja koja koristi 1 W LED

Ovdje je Automatska žarulja velike snage Bijela LED lampica koja se uključuje navečer i ostaje svijetliti do jutra. Bijele LED se danas koriste jer im je za napajanje i upravljanje potrebno jednostavno napajanje istosmjernom strujom, za razliku od žarulja sa žarnom niti. Upotrijebljena LED ima snagu od 1 W, a za napajanje uređaja koristi se regulirano napajanje bez transformatora.

Rad sustava

Kondenzatori c1 i c2 spuštaju izmjenični napon na nižu vrijednost. Uobičajeno se koriste kondenzatori velike vrijednosti. Odjeljak mostovskog ispravljača proizvodi pulsirajući istosmjerni izlaz iz izmjeničnog signala. Kondenzator uklanja valovitost izmjeničnog napona prisutnu u jednosmjernom signalu. Ovaj filtrirani signal primjenjuje se preko zener diode, koja osigurava regulirani istosmjerni izlaz preko svog terminala. Kondenzator c3 općenito dopušta da kroz njega prolazi izmjenični signal i blokira istosmjerni signal. Djeluje kao zaobilazni element. LDR i T1 čine prekidač osjetljiv na svjetlo za uključivanje / isključivanje LED diode. LDR nudi veliki otpor u mraku i mali otpor u svjetlu. Dakle, tijekom dana LDR provodi i baza T1 bit će povučena na potencijal tla, a ostaje isključeno da isključi bijelu LED. Tijekom noći, kada dnevno svjetlo prestane, otpor LDR-a se povećava i T1 dobiva dovoljnu osnovnu pristranost i provodljivost. Zatim svijetli LED spojena na kolektor T1. BD 139 je NPN tranzistor srednje snage i njegovi pinski priključci su baza - kolektor - odašiljač s prednje strane. Hladnjak je potreban za T1, jer LED prolazi oko 100 miliampera struje. LED koja se koristi u krugu je bijela LED od 1 vata koja ima prednji pad napona od 3,3 volta i potrebna joj je struja od 350 miliampera da bi postigla punu svjetlinu.

• Prijenosni svjetiljka za nuždu s mobilnim punjačem

Evo prijenosnog mobilnog punjača za svjetiljke u nuždi. Koristi visoku svijetlu bijelu LED diodu koja može dati dovoljno svjetla u sobi kad mrežno napajanje prestane. Bijela LED može biti indij-galij-nitridna LED koja emitira plavkasto bijelu svjetlost, koja se može filtrirati pomoću fosfornog filtra u leći ili pomoću mješavine raznobojnih LED-a. Može se koristiti i kao mobilni punjač u utikačkom načinu rada tijekom putovanja.

Rad sustava

Napajanje kruga dobiva se od transformatora od 0 do 6 volti od 300 mA, ispravljača s punim valom koji sadrži D1 do D4 i kondenzatora za zaglađivanje C1. Svjetlosni krug za nuždu sastoji se od diode D5, otpornika R2 i tranzistora T1.Kada je mrežno napajanje dostupno, prednapona diode D5 i 6-voltna baterija pune se kroz otpor R2. Istodobno će PNP tranzistor T1 biti izvan provodljivost jer se njegova baza održava visokom kroz R1. Bijela LED spojena na kolektor T1 ostaje isključena. Kad mrežno napajanje zakaže, D5 preokreće unatrag i baza T1 dobiva negativno predrasude i provodi. Zatim se bijela LED uključuje pomoću napajanja iz baterije. Odjeljak kruga za mobilni punjač sastoji se od reguliranog napajanja temeljenog na Zeneru. Struja punjenja može se izvući iz točaka A i B pomoću odgovarajućeg konektora.

Prijenosni mobilni punjač za hitne slučajeve

Sada se nadam da ste dobili ideju o konceptu LED izvora svjetlosti i ako imate pitanja iz članka i iz električnih elektroničkih projekata, ostavite odjeljak za komentare u nastavku.