Elektricitet

Osvjetljenje vodio: primjena i princip rada


Svijet svijetli u novom svjetlu dioda koje emitiraju svjetlost

Tijekom posljednjeg desetljeća, LED rasvjeta doslovno je pukla u naše živote i promijenila ga u nepriznavanje. LED diode (LED) koriste se gotovo svugdje. Zamjenjujući luminescentne svjetiljke, pridonijeli su novoj rundi razvoja zaslona s tekućim kristalima: tehnologija je postala kompaktna, postojali su tanki telefoni u boji, zatim pametni telefoni, tableti, ultra tanki televizori i monitori.

Sve je to doprinijelo značajnom smanjenju potrošnje električne energije. Iz istog razloga, otvorena ulična rasvjeta je dugo bila norma u razvijenim gradovima. Kao što ste već shvatili, današnji će članak biti posvećen LED-ima.

Za i protiv LED rasvjete


LED koronska žarulja

Kao i svaka druga, LED diode imaju pozitivne i negativne osobine koje treba znati.

Prednosti LED rasvjete

Počnimo s onim što nazivamo prednostima takve rasvjete, kako bismo u potpunosti razumjeli zašto je brzo postala popularna i sposobna pomicati svoje konkurente.


Usporedba svjetlećih i LED svjetiljki

  • U usporedbi s prethodnim generacijama izvora svjetlosti, diode koje emitiraju svjetlost (LED diode, LED diode, diode koje emitiraju svjetlo) znatno ekonomičnije koriste električnu energiju. U kombinaciji s rezonantnim napajanjem, svjetlosni učinak doseže 120 lumena na 1 vati. Za usporedbu - fluorescentne svjetiljke imaju indeks od 60-100 Lm /W, a žarulje sa žarnom niti - 10-24.
  • Vrlo dugi vijek trajanja, koji prvenstveno ovisi o krugovima izvora energije i kvaliteti korištenih radio komponenti. Pod termalnim načinom rada ovaj pokazatelj može doseći nevjerojatan broj od 36-72 tisuće sati. Za usporedbu - vijek trajanja žarulje sa žarnom niti iznosi 1000 sati, a luminiscentno napajanje - 10-20 tisuća sati. Stoga štednja nije samo zbog manje potrošnje energije

Zanimljivo je znati! Naime, proizvođači nisu u mogućnosti obavljati puno radno vrijeme, kroz stalne promjene i razvoj tehnologije, a za određivanje uvjeta korištenja koriste se različite metode prognoziranja, kao što su: TM-21 i IESNA LM -80.

  • Za vrijeme trajanja operacije, broj uključenja /iznimaka nema učinka.
  • Kako bi se postigao žar u željenom rasponu, nije potrebno koristiti filtre kao što su fluorescentne svjetiljke.
  • S LED-ima možete namjestiti usmjereno osvjetljenje bez uporabe reflektora, ali se ova značajka može smatrati minusom, ali malo kasnije. Promjena kuta zračenja LED-a je moguća uz korištenje kompaktnih leća.


LED diode u svjetlima automobila

  • Još jedna značajna prednost u odnosu na luminiscentno osvjetljenje je nedostatak inercije kod uključivanja i isključivanja. Zbog toga se LED diode mogu koristiti u dinamičkim svjetlosnim instalacijama.
  • Kada koristite posebne LED diodeprigušivačima, moguće je glatko mijenjati intenzitet sjaja svjetiljki.
  • LED diode su ekološki prihvatljive, ne koriste živu, kao u fluorescentnim svjetiljkama.
  • LED diode su kompaktne. Sastoje se od mnogo manje količine rijetkih zemljanih materijala.


Lagano LED kućište

  • Većina svjetlećih dioda i kućište za svjetiljke za njih su vrlo jaki. Pogledajte gornju fotografiju. Svjetiljka ima čvrstu plastičnu tikvicu i brojna rebra u podnožju, koja je dodatno radijator za odvođenje topline. Takav dizajn je otporan na padove i vibracije, jer nema niti vlakana i drugih osjetljivih komponenti.
  • Praktično nema infracrvenog i ultraljubičastog zračenja.
  • Energetski učinkovite svjetiljke emitiraju malo topline, što im omogućuje da se koriste u vlažnim prostorima od požara i kompaktnim uređajima, bez straha od požara.
  • Osim toga, vrijedno je spomenuti električnu sigurnost takvih svjetiljki. Oni rade na niskim naponima.

Slažem se, popis pogodnosti je prilično velik.

Nedostaci LED rasvjete

Ali, kao i uvijek, postoji "žlica katrana". Navedimo probleme LED-ova koji još nisu riješeni:


Masivni radijatori za hlađenje LED svjetiljki

  • Glavni nedostatak LED rasvjete je disipacija topline koja se ne rasipa zajedno sa svjetlosnim zračenjem, već se pretvara u čep, što uzrokuje pregrijavanje SD-a.​​Zbog toga, pri visokim kapacitetima, žarulje moraju biti opremljene rashladnim elementom, dokao što visoki zahtjevi. Dakle, da bi se izbjegla 5 W toplinskog zračenja poluvodiča treba hladnije površine 100 cm ?.
  • Potreba za instalaciju radijatora čini svjetiljka skuplji i uvelike otežava proizvodnju kompaktnih lampi sa snagom od preko 15W za standardni utičnica E14 i E27.
  • Kada je LED pregrijati vrlo lako oštetiti i ne preporučuju se za ugradnju na mjestima gdje je temperatura okoline prelazi 100 stupnjeva Celzija.To su: rasvjete saune dovela osvjetljenje u pećnici ili mikrovalne pećnice, itd
  • za napajanje LED diode trebaju niskog napona.Budući da u javnim mrežama snage, to je 220, potrebno je dostaviti pojedinačne LED diode koriste istosmjerna struja konverter. To se ne može, ali utječe na veličinu i pouzdanost takvih programa, koji zahtijevaju dodatnu zaštitu.


Ožičenje LEDs

  • je jednosmjerno LED izvora svjetlosti.Kut osvjetljenja u većini od ovih svjetiljki ne prelazi 120 stupnjeva.
  • Neke vrste sklopova koji povezuju LED diode su dosljedni.Iz tog razloga, lampa ne može nastaviti rad, čak i ako je samo jedna udarci dioda (vijenac).
  • Drugi nedostatak - cijena koja je nekoliko puta veća od žarnom niti dobro.Međutim, nedavna kretanja smanjiti troškove, a danas možete kupiti dobar snagu žarulje 6-8W za 120-150 rubalja.
  • Nisu svi LED-ovi imaju gornji pokazatelj izlazne svjetlosti.U jeftinim svjetiljkama za masovnu proizvodnju, ta je brojka 80-110 Lm /W. Prema ovom pokazatelju, natrijeve svjetiljke s plinskim pražnjenjem DNaT zauzimaju vodeće pozicije - svjetlosna snaga od 1 W je 150-200 lumena. To su natrijeve lampe koje se uglavnom koriste za uličnu rasvjetu, iako je ulična rasvjeta na ledu također vrlo popularna i dobiva na zamahu.
  • Spektar sjaja LED dioda razlikuje se od solarnog, pa su proizvođači stalno prisiljeni birati između kvalitete i snage.Međutim, pravilno odabrani luminofori omogućuju vam stvaranje sjaja koji, u smislu prijenosa boje, neće biti najbolji predstavnici luminiscentne rasvjete.
  • S LED svjetiljkama, možete koristiti prigušivač za svjetiljke sa žarnom niti, kroz ugrađeno sekundarno napajanje, iako svjetiljke prikladne za takvu vezu i dalje postoje. Njihov trošak bit će veći za 30%, a regulacija svjetline luminescencije je preskočena s nominalne na 20% snage i ukupne isključenosti. Ako koristite LED dimmer, postavka se neće razlikovati od uobičajenog.


LED dimmer

  • Jeftine svjetiljke imaju neugodnu pulsaciju, koja je dvostruka frekvencija električne mreže, odnosno u Rusiji i zemljama ZND-a, svjetiljka će svjetlucati na frekvenciji od 100 Hz. Ttreperi iako neprimjetno za ljudsko oko, ali uzrokuje nelagodu i može negativno utjecati na zdravlje.

PlavaSpektar LED svjetla je također štetan - zateže oči i može oštetiti mrežnicu oka pri duljem izlaganju.

Uz to smo pokupili i videozapis za vas, gdje su LED svjetiljke ispričane i pokazale mnogo zanimljivih stvari.

Primjena LED rasvjete

Gdje su najčešće korištene LED diode? Kao što smo uspjeli osigurati, ova tehnologija još nije u potpunosti iskorištena, a ponekad nedostaci prevladavaju sve prednosti. No, naravno, postoje područja u kojima zamjena rasvjete na vodi, više nego opravdano.


LED ulično osvjetljenje

Prije svega govorimo o vanjskoj rasvjeti ulica gradova i prigradskih staza (vidi Gdje se koristi vanjska LED rasvjeta). Mnoge zemlje su počele zamjenjivati ​​stare žarulje s novom LED lampicom. Europa je bila lider, gdje su ulaganja u LED rasvjetu bila dvostruko veća od uobičajene. Očekivane uštede su 60-70%.

Privatni gradovi, kao što je finski Turku, planiraju puni prijelaz na LED rasvjetu. Primjerice, u spomenutom gradu uspjeli su uštedjeti 1,38600 KW, što je usporedivo s prosječnom godišnjom potrošnjom od 1300 jednokatnih zgrada.


Ručne LED svjetiljke

Zbog svoje ekonomičnosti, svjetline i sigurnosti, LED se široko koriste u reflektorima, svjetiljkama, prednjim svjetlima automobila, semaforima, kućnim svjetiljkama i kompaktnim, prijenosnim ručnim svjetiljkama čija izlazna snaga može doseći i do 5000 Lm.

Također se koriste:


ravanLED semafor

  • Kao indikatori na različitim uređajima, uključujući prikaz elektroničkog sata;


LED ploča zaslona

  • Veliki ulični tabloidi i trčanje;


Optocoupler s LED u sredini

  • U optokoplerima;
  • Stvaranje optički moduliranog zračenja;


Duralight Cord

  • Savitljive žice od PVC - Duralight;
  • Na USB-u;
  • Različite igračke;


LED prometni znak

  • Svjetlosni znaci na cestama;
  • Nedavno su LED-ovi došli u uzgoj biljaka.


Ukrasno osvjetljenje svjetlosnim diodama lako se montira vlastitim rukama

LED diode savršeno odgovaraju za svečanu i dekorativnu uličnu rasvjetu. LED traka je razvijena kako bi se olakšala instalacija po obodu zgrada i drugih teško dostupnih mjesta.

Svojom pomoći možete dovršiti osvjetljenje objekta složene geometrije u bilo kojem dostupnom spektru boja. Vrpca visi na kućama, drveću, spomenicima i drugim objektima.

Zanimljivosti o LED-u

Ovo poglavlje će biti zanimljivo za ljude koji žele proširiti svoje horizonte i detaljno otkriti značajke IUD-a. Razgovarat ćemo o stvarima koje se obično ispuštaju u sličnim člancima, ali ova informacija nekome može biti vrlo zanimljiva.

Što je LED i kakoradi


Otkrijmo tajnu LED dioda

LED diode - ovo je poluvodički uređaj s p-n-spojem (elektron-rupa). Pri prolasku kroz njega električna struja stvara elektromagnetsko zračenje vidljivo ljudskom oku - svjetlu.

U trenutku prijelaza električne struje u smjeru prema naprijed, elektroni i rupe (nositelji naboja), jer elektroni prolaze s jedne razine na drugu, rekombiniraju se s zračenjem iz fotona.

Mnogi su poluvodiči poznati čovječanstvu, ali ne mogu svi učinkovito zračiti. Poželjno je da drugi poluvodiči, kao što su AIIIBV i AIIIBVI, svijetle. Proizvođači kombiniraju sastav poluvodiča kako bi stvorili potrebne valne duljine zračenja - od infracrvenog do ultraljubičastog.

Povijest pojave


Razvoj rasvjetnih uređaja

Britanski eksperimentator Henry Round, davne 1907. godine, prvi je otkrio sjaj koji proizlazi iz čvrste diode. Propustio je električnu struju kroz silicijev karbid (karbid) i primijetio narančasti, žuti i zeleni sjaj na katodi. U biti, najprije je otkrio i opisao učinak elektroluminiscencije.

Isto otkriće je 1923. ponovilo, ali samostalno, sovjetski znanstvenik-fizičar O.V. Losev. Radeći u radijskom laboratoriju u Nižnjem Novgorodu, otkrio je slab sjaj na mjestu kontakta između dva različita materijala (radio je s parom karborunda - čelične žice).


OV Losev - sovjetski eksperimentalni fizičar

To je bilo otkrićeobjavljena u znanstvenoj literaturi, ali praktična primjena u to vrijeme nije pronađena, stoga daljnja istraživanja nisu nastavljena više od desetak godina. Međutim, sam Losev je uspio pronaći mnogo težine, sugerirajući da bi se to otkriće moglo iskoristiti za stvaranje vakuumskih izvora svjetlosti bez krutih tvari koji mogu raditi na vrlo niskim naponima (oko 10 V). Također je dokazao da se električna luminescencija javlja u području spoja dvaju materijala.

Godine 1961. dva fizičara Harry Pittman i Robert Brayard primili su patent za izum prve infracrvene svjetlosne diode.


LED infracrvene diode

Zanimljivo je znati! Ove diode se još uvijek koriste u daljinskim upravljačima za kućne aparate.

Prvi svjetski dioda koja emitira svjetlost u vidljivom rasponu (crvena) razvio je Nick Holoniac, koji je radio za General Electric. On se smatra kreatorom modernih LED dioda.

Nešto kasnije, njegov bivši student, George Crowford, pokazuje prvu svjetlosnu diodu koja zrači žutom svjetlošću. Dovršio je dizajn diode Hologany, poboljšavajući njegovu učinkovitost 10 puta - to je učinjeno 1972. godine.


"Otac" LED rasvjete Nicholas Holonyak

Prva svjetska svjetlosna dioda visoke svjetline stvara se 1976. T. Pirsol. Njegov izum bio je namijenjen za uporabu u telekomunikacijama pod optičkim komunikacijskim linijama.

Budući da je do 1968. cijena LED dioda bila nevjerojatno visoka (do 200 USD po komadu), njihova praktičnostprimjena je praktički bila odsutna. Godine 1971. istraživanje Jacquesa Pankova u američkom laboratoriju RCA dovelo je do stvaranja plave LED. Istodobno je organizirana i prva masovna proizvodnja.


LED televizori su vrlo tanki i svijetli

Početkom devedesetih godina prošlog stoljeća, japanski developeri, Isam Akasaka i Hiroshi Amano, stvorili su jeftinu plavu LED, koja je dobila Nobelovu nagradu 2014. Ova dioda u kombinaciji s crvenom i zelenom daje svijetlo bijelo svjetlo s visokom energetskom učinkovitošću. Ovaj fenomen poslužio je kao poticaj za stvaranje LED rasvjete i LED pozadinskog osvjetljenja zaslona s tekućim kristalima.

Sklop za LED diode


Shema LED upravljačkog programa

LED počinje raditi kada prolazi kroz struju naprijed (kao i bilo koji poluvodič, prolazi struju samo u jednom smjeru). To jest, anoda i katoda imaju različite potencijale. Struja počinje teći tek kada se dostigne prag napona u krugu, što omogućuje visoki stupanj vjerojatnosti za određivanje materijala poluvodiča.

LED-ovi zahtijevaju upravljačke programe - strujne pretvarače.

LED je spojen na izvor struje, zbog naglog povećanja volt-ampernih karakteristika prijelaza elektron-rupa. SD je spojen na izvor napona preko otpornika koji ograničava struju u krugu. Dio LED dioda je postavljen tako da struja ograničava ugrađeni krug. Za njih je uvijek prikazan dopušteni raspon napona.


vozačdioda koja emitira svjetlo

Ako LED spojite na izvor napona koji prelazi deklarirani pad napona, moguće je da će struja premašiti dopuštene vrijednosti, što će prouzročiti pregrijavanje LED-a i trenutačni pad. Zato u shemi nužno postoji serijski spojen otpornik ili shema pulsno-širinske modulacije (PWM). Potonja opcija može ograničiti struju u potrebnom rasponu i prilagoditi svjetlinu.

LED-ovi imaju niski povratni probojni napon, pa je neprihvatljivo napajanje naponom s obrnutim polaritetom iz izvora koji ima malu unutarnju impedanciju. U krugovima gdje je moguć povratni napon, LED je zaštićen jednostavnom diodom koja je paralelno povezana s suprotnim polaritetom.

OLED-ovi - organske LED diode


organske LED diode

Ne tako davno svijet je vidio prve organske LED diode, koje su višeslojne strukture izrađene od organskih spojeva. Oni su sposobni učinkovito emitirati svjetlo kada prolaze kroz električnu struju.

Glavna primjena ovog razvoja je stvaranje ekrana (zaslona) koji mogu eventualno zamijeniti matrice tekućih kristala. To će pomoći smanjiti troškove proizvodnje, ali do sada je cijena ovog proizvoda mnogo veća.

Slike na takvim uređajima su svjetlije i kontrastnije, ali problem ostaje njihov vijek trajanja. Činjenica je da plavi OLED-ovi ne mogu raditi dulje od 17.000 tisuća sati (stara oko 2 godine)neprekidno funkcioniranje), dok crvena i zelena mogu trajati nekoliko puta duže. Kada su plave LED diode isključene, dolazi do izobličenja boje, tj. Monitor postaje neispravan.

Zanimljivo je znati! Organske LED diode našle su svoju nišu u uređajima koji ne traju duže od toga, a to su: pametni telefoni, navigatori, tablete, pa čak i uređaji za noćni vid.

Najveći proizvođači LED dioda


Serijska proizvodnja LED-a

Danas je najmasovniji proizvođač japanska korporacija Nichia Corporation. To je ista tvrtka u čijim su jedinicama razvijene jeftine plave i bijele LED diode. Oni ostvaruju najveći prihod od prodaje za najbolje poluvodiče.

Također je moguće primijetiti sljedeće tvrtke:

  • Royal Phillips Electronics;
  • Cree;
  • Emcore Corp .;
  • Veeco Instruments;
  • Seoul Semiconductor;
  • Njemački Aixtron.

U Rusiji su najveća poduzeća koja proizvode svjetleće diode tvrtke "Optogan" i "Svetlana-Optoelektronika", čiji su proizvodi konkurentni iu Europi. Oba poduzeća nalaze se u St. Petersburgu.


Proizvodi tvrtke "Optogan"

"Optogan" nastao je uz potporu GC "Rosnano". Tvrtka proizvodi LED diode kao i matrice i čipove.


Proizvodi tvrtke "Svetlana-Optoelektronika"

Svetlana-Optoelektronika jedinstveno je poduzeće te vrstebio u mogućnosti organizirati u zemlji kompletan tehnološki ciklus: od faze razvoja, do faze proizvodnje. Oni proizvode sustave rasvjete bilo koje klase, kao i inteligentne automatizirane sustave za upravljanje rasvjetom.


Samsung u regiji Kaluga

Također možete spomenuti i podružnicu tvrtke Samsung Electronics koja se nalazi u Kaluškoj oblasti. Oni proizvode ne samo LED diode nego i LED pozadinsko osvjetljenje.

Oblici svjetiljki i tipovi baza

Ako ste ipak odlučili zamijeniti svjetiljke u kući na LED-u, tada vam neće trebati nikakva uputa - dovoljno je znati samo vrstu kapice koja je ugrađena u vašu lampu. Za kućne LED svjetiljke koriste se sljedeće vrste podloga:


baza E14

  • E14 - standardni kompaktni podrum koji smo vidjeli na svijećnjacima;


baza E27

    E27 - temelj Edisona, koji služi vjeri i istini čovječanstva, sada je star više od 100 godina;


baza E40

  • E40 - ovo je vrsta sokla za uličnu i industrijsku rasvjetu;


baza G4

  • G4, G9, G3, GU10 - ove su baze opremljene svjetiljkama za točkaste svjetiljke, kao i najmanjim svjetiljkama za dizajnerske lustere.


Različiti oblici LED svjetiljki

Svjetiljke na LED svjetlima dolaze u različitim veličinama i oblicima. One se međusobno razlikuju i od kuta difuzije svjetlosnog zračenja.

Razlikovati ove vrste LED diodasvjetiljke:

  • Standardni "oblik kruške";
  • sferna;
  • svijeća;
  • "Svijeća na vjetru" - savijeni vrh svjetiljke, oponašajući drhtavi vjetar na vjetru;
  • cijev - prema tipu fluorescentnih svjetiljki;
  • "Kukuruz" - svjetiljka s najvećim kutom raspršivanja - izgleda slično kulturi.

Slijedi sažetak naših amaterskih pretraživanja u svijetu LED dioda. Zamjena rasvjete na ledu danas je više nego opravdana, budući da jeftine i izdržljive LED diode uvelike smanjuju troškove električne energije, iznimke čine samo mjesta s visokim temperaturama okoline. Sve je dobro, naš dragi čitatelju!

Povezane publikacije
© 2024 masinealati.rs