LED-valonlähteet

3 syytä miksi LEDejä käytetään valonlähteenä verrattuna HID-lamppuihin

• LEDeissä ei ole hehkulamppuja palamaan tai rikkoutumaan, joten ne kestävät paljon kauemmin kuin tavalliset polttimot. Ottaen huomioon, että hyvin pieni puolijohdesiru käyttää LEDiä, ne ovat erittäin kestäviä ja kestävät yleensä tuhansia tunteja.
• LED-valot ovat 'heti päällä', aivan kuten halogeenilamput, ja siksi ne ovat käteviä käytettäviksi sovelluksissa, joissa esiintyy usein tai mahdollisesti päälle / pois-pyöräilyä. Sitä vastoin HID-lamput ovat herkempiä ja niiden on lämmitettävä (15-25 sekuntia) sytytyksen aikana
• LED-tekniikka muuttuu nopeasti, ja on ennakoitavissa, että LEDit lopulta ylittävät HID-valaistuksen suorituskyvyn.

Kuinka LEDiä käytetään valonlähteenä?

Valoa emittoivat diodit (LED) ovat valonlähteitä, jotka käyttävät diodeja, jotka lähettävät valoa kytkettynä piiriin. Vaikutus on sähköluminesenssin muoto, jossa LEDit vapauttavat suuren määrän fotoneja ulospäin. LED on sijoitettu muovipolttimoon, joka keskittää valonlähteen. LEDin tärkein osa on puolijohdesiru, joka sijaitsee valonlähde. Se koostuu p- ja n-alueista, joiden välillä on risteys. P-aluetta hallitsevat positiiviset sähkövaraukset ja n-aluetta hallitsevat negatiiviset sähkövaraukset. Risteys on eräänlainen seinä kahden alueen välillä, joka estää latauskantajien kulkua kahden alueen välillä.

Kun puolijohdesiruun kohdistetaan riittävä jännite, elektronit voivat liikkua helposti risteyksen poikki, missä heidät välittömästi kiinnitetään positiivisiin voimiin p-alueella. Kun elektroni liikkuu riittävän lähellä positiivista varausta p-alueella, nämä kaksi varausta 'yhdistyvät uudelleen'.

Kun elektroni yhdistyy positiiviseen ioniin, sähköpotentiaalienergia muuttuu sähkömagneettiseksi energiaksi ja tämä tapahtuu valon fotonin emissiona.

Tällä fotonilla on taajuus, joka määräytyy puolijohdemateriaalin ominaisuuksien perusteella (yleensä kemiallisten alkuaineiden galliumin, arseenin ja fosforin yhdistelmä).

Eri värejä tuottavat LEDit on valmistettu eri puolijohdemateriaaleista. Yksinkertaisesti sanottuna ledit ovat pieniä sähköpiirikomponentteja, jotka toimivat polttimoina ilman hehkulamppua.LEDit valaistaan ​​pelkästään elektronien liikkeellä puolijohdemateriaalissa, mikä tekee niistä energiatehokkaita ja erittäin joustavia pitkiä aikoja.

Minkä tyyppistä LEDiä käytetään valaisinsovelluksissa?

Valkoinen LED on kiehtovin uusi valotekniikka loisteputkien käyttöönoton jälkeen. Suuritehoiset LED-valot ovat nyt suosittuja korkean matalan virrantarpeensa vuoksi. Erittäin kirkkaita valkoisia LED-valoja käytetään yhä enemmän valaistuksessa energiansäästönä. Valkoisen LED: n sovelluksiin sisältyy matkapuhelimien taustavalo, LCD-taustavalot, kodin ja ajoneuvojen valaistus, näyttötaulut jne. LED-valot ovat kooltaan erittäin pieniä, kuluttavat vähän energiaa ja muuttavat sähkön tehokkaasti valoksi.

Miksi valkoinen LED on suositeltava?

Korkean watin LED tuottaa yleensä noin 75-100 lumenia / watti 350 milliampeerin virran kustannuksella. Lämmön aiheuttama energian menetys on käytännössä nolla ledeissä ja niiden käyttöikä on hyvin pitkä, tuhansia tunteja. LEDit ovat ympäristöystävällisiä laitteita, koska ne eivät sisällä lyijyä tai elohopeaa. Toisin kuin loistelamput, LEDit eivät lähetä UV-säteitä.

A1 watin valkoinen LED antaa noin 100 lm valovirran, joka riittää valaisemaan suljetun alueen. Valonlähteen lähettämän valon määrä mitataan ontelona. Esimerkiksi 60 watin lamppu tuottaa 730 lumenia ja 50 watin halogeenilamppu on 900 luumenia. Jokaisen LED-sirun pinta-ala on vain yksi neliö millimetri, mikä antaa erittäin keskitetyn kokonaisvalon.

1 watin valkoisen LEDin eteenpäin suuntautuva jännitehäviö on 3,3 volttia ja kuluttaa 350 milliampeeria. Täten tavallinen valkoinen LED vaatii 3 voltin ja noin 40 mA virran maksimaalisen kirkkauden saamiseksi.

Suuritehoiset valkoiset LED-valot voidaan ohjata suurella satojen milliampeerien virralla ampeereihin tuottamaan suuritehoista valoa. Jotkut merkit voivat tuottaa yli tuhat lumenia. HPLED-laitteet on asennettava jäähdytyslevyyn lämmön haihdutuksen mahdollistamiseksi, muuten laite vahingoittuu helposti.

2 tapaa rakentaa valkoinen LED

• Menetelmä käsittää LED-sirun (lähinnä sininen valmistettu indiumgalliumnitridistä, InGaN) päällystämisen erivärisellä fosforilla valkoisen valon tuottamiseksi. Sinistä valoa vastaava osa valospektristä siirtyy pidemmälle aallonpituudelle prosessin kautta, joka tunnetaan nimellä Stokesin muutos. Valkoisten LEDien valkoinen valo tulee kapean kaistan sinisestä, jonka GaN-LEDit luonnostaan ​​lähettävät, sekä leveän spektrin keltaisen, joka syntyy muotin fosforipäällysteellä, joka absorboi osan sinisestä ja muuttaa sen keltaiseksi. InGaN voi tuottaa toiminnallisia aallonpituuksia vihreästä ultraviolettiin vaihtelemalla indiumin ja galliumin suhteellisia määriä tuotannon aikana. Yleisesti käytetty fosforimateriaali on ceriumilla seostettua yttriumalumiinigranaattia tai Ce3 + YAG.
• Valkoiset LED-valot voidaan valmistaa myös päällystämällä lähellä UV-säteileviä LEDejä korkean hyötysuhteen Europium-pohjaisten punaisten ja sinisten fosforeiden sekä vihreää kuparia ja alumiinia seostetun sinkkisulfidin seoksella. Tämä on menetelmä, joka muistuttaa loistelamppujen toimintaa. Tämä menetelmä on vähemmän tehokas kuin sininen LED, jossa on fosforia, koska Stokes-muutos on suurempi ja enemmän energiaa muuttuu siksi lämmöksi. Toinen haittapuoli on, että UV-valo voi vuotaa väärin toimivasta LED-valosta ja vahingoittaa ihmisen silmiä tai ihoa.

3 Sovellukset, joissa LED on valonlähde

• LED-pohjainen hätävalaisin

Se voidaan kytkeä pistorasiaan ja se syttyy sähkökatkon aikana. Se lähettää huoneeseen viileää valkoista valoa, joka riittää myös lukemiseen. Se saa virtansa 4,5 voltin langattomasta puhelimen akusta ja käyttää 1 watin valkoista LEDiä.

Järjestelmän toiminta

Piiri käyttää pientä 4,5 voltin 300 mA: n alamuuntajaa, sillan tasasuuntaajaa, joka käsittää D1 - D4 ja tasoituskondensaattorin C1 virtalähteenä 4,5 voltin ladattavan akun lataamiseen. 4,5 voltin muuntaja on helposti saatavilla ja sitä käytetään yleensä LED-turvavalot . Se pudottaa 230 voltin vaihtovirran matalajännitteiseen vaihtovirtaan, joka sitten korjataan täysiaallon tasasuuntaajalla. Kondensaattori C1 tekee DC-aaltoilusta ilmaiseksi lataamista varten. Vastus R1 tarjoaa noin 80 milliampeerin virran lataamista varten. Koska piiri on aina kytketty verkkovirtaan, matala virta on ihanteellinen lataamiseen. Piirissä käytetty ladattava akku on 4,5 voltin langaton puhelimen akku.
Kun verkkovirta on käytettävissä, akku latautuu R1: n ja D5: n kautta. Samaan aikaan PNP-transistori saa positiivisen esijännityksen R1: n kautta ja se pysyy pois päältä. Kun virta katkeaa, D5 kääntää esijännitteet ja T1: n pohjasta tulee negatiivinen. Sitten se johtaa ja sytyttää LEDin. Kun virta katkeaa, LED sammuu automaattisesti.

1W-LED-turvavalaisin

Kuinka asettaa?

Piiri voidaan koota pienelle palalle perf-levyä. Kytke piiri, muuntaja ja akku plug in -tyyppiseen sovitinkoteloon. Kiinnitä LED laatikon ulkopuolelle mieluiten heijastavalla taustalla. Voit liittää kalvopaperia tähän tarkoitukseen. Se toimii myös ledin jäähdytyselementtinä. Koska suuri virta kulkee T1: n läpi, kun LED palaa, T1 vaatii jäähdytyselementin. 1 watin valkoinen LED maksaa noin Rs.50 ja akku Rs.150.

• Automaattinen lamppu, jossa 1 W LED

Tässä on Automaattinen lamppu suurella teholla Valkoinen LED syttyy illalla ja palaa aamuun saakka. Valkoisia LED-valoja käytetään nykyään, koska ne tarvitsevat yksinkertaisen tasavirtalähteen virran saamiseksi ja hallitsemiseksi, toisin kuin hehkuvilla kaasupurkauslampuilla. Käytetyn ledin luokitus on 1 W, ja laitteen virtalähteeksi käytetään säädettyä virtalähdettä ilman muuntajaa.

Järjestelmän toiminta

Kondensaattorit c1 ja c2 laskevat vaihtojännitteen pienemmälle arvolle. Normaalisti käytetään suuriarvoisia kondensaattoreita. Sillan tasasuuntaajaosa tuottaa sykkivän DC-lähdön vaihtosignaalista. Kondensaattori poistaa tasajännitesignaalissa olevat vaihtovälit. Tämä suodatettu signaali syötetään zener-diodin yli, joka tuottaa säännellyn DC-lähdön sen päätelaitteen yli. Kondensaattori c3 antaa yleensä vaihtosignaalin kulkea sen läpi ja estää DC-signaalin. Se toimii ohituselementillä. LDR ja T1 muodostavat valoherkän kytkimen LEDin kytkemiseksi päälle / pois päältä. LDR tarjoaa korkean vastuksen pimeässä ja matalan valon. Joten päivällä LDR johtaa ja T1: n pohja vedetään maapotentiaaliin, ja se pysyy sammutettuna sammuttamalla valkoinen LED. Yöllä, kun päivänvalo lakkaa, LDR: n vastus kasvaa ja T1 saa riittävän emäksen esijännityksen ja johtaa. Kerääjään T1 kytketty LED syttyy sitten. BD 139 on keskitehoinen NPN-transistori ja sen nastaliitännät ovat Base - Collector - Emitter edestä. Jäähdytyselementti on välttämätön T1: lle, koska LED kulkee 100 miljoonan ampeerin virran ympäri. Piirissä käytetty LED on 1 watin valkoinen LED, jonka eteenpäin suuntautuva jännitehäviö on 3,3 volttia ja joka vaatii 350 milliampeerin virran täyden kirkkauden saavuttamiseksi.

• Kannettava hätävalaisin cum -laturi

Tässä on kannettava hätävalaisin cum-matkapuhelimen laturi. Se käyttää kirkasta valkoista LED-valoa, joka voi antaa huoneeseen riittävästi valoa, kun verkkovirta katkeaa. Valkoinen LED voi olla Indium-galliumnitridi-LED, joka lähettää sinertävän valkoista valoa, joka voidaan suodattaa käyttämällä linssin fosforisuodatinta tai käyttämällä moniväristen LEDien seosta. Sitä voidaan käyttää myös matkapuhelimen laturina pistotilassa sekä matkan aikana.

Järjestelmän toiminta

Piirin virtalähde on johdettu 0 - 6 voltin 300 mA: n alaskäynnistysmuuntajista, täysiaaltotasasuuntaajasta, joka käsittää D1 - D4, ja tasoituskondensaattorista C1. Hätävalopiiri koostuu diodista D5, vastuksesta R2 ja transistorista T1.Kun verkkovirta on käytettävissä, diodi D5 eteenpäin ja 6 voltin akku latautuu vastuksen R2 kautta. Samanaikaisesti PNP-transistori T1 on pois päältä johtokyky, koska sen pohja pidetään korkealla R1: n kautta. T1-kollektoriin kytketty valkoinen LED-valo ei pala. Kun verkkovirta katkeaa, D5 kääntää esijännityksen ja T1: n pohja saa negatiivisen esijännityksen ja se johtaa. Valkoinen LED syttyy sitten akun virralla. Piirin mobiililatausosa koostuu Zener-pohjaisesta säädetystä virtalähteestä. Latausvirta voidaan napauttaa pisteistä A ja B sopivalla liittimellä.

Kannettava hätävalo cum-matkapuhelimen laturi

Toivon nyt, että sinulla on käsitys LED-valonlähteiden konseptista, ja jos sinulla on kysyttävää artikkelista ja sähköisistä sähköprojekteista, jätä alla oleva kommenttiosio.