Spektar LED lampe. Izbor LED lampi. Spektri izvora svjetlosti Elektromagnetno zračenje LED lampi

Traka s maksimumom u žutoj zoni (najčešći dizajn). Emisija LED-a i fosfora, kada se pomiješaju, proizvode bijelo svjetlo različitih nijansi.

Enciklopedijski YouTube

1 / 5

✪ Kratke bijele LED diode

✪ Bijela LED vs crveno Plava Bijela LED Grow Test - Amazon Lights (Intro)

✪ Hladna bijela vs neutralna bijela LED dioda u svjetiljkama (Thrunite TN12 modeli)

✪ Bijela LED vs crvena/plava LED rasvjetna lampa Test rasta - 1. dio (obrazovni) 2016.

✪ Bijela LED vs Crvena Plava Bijela LED Grow Test w/Time Lapse - Salata Ep.1

Titlovi

Istorija pronalaska

Prve crvene poluvodičke emitere za industrijsku upotrebu nabavio je N. Kholonyak 1962. godine. Početkom 70-ih pojavile su se žute i zelene LED diode. Svjetlosna snaga ovih, u to vrijeme još neefikasnih, uređaja dostigla je jedan lumen do 1990. godine. Godine 1993. Shuji Nakamura, inženjer u Nichia (Japan), kreirao je prvu plavu LED diodu visoke svjetline. pojavio skoro odmah LED RGB uređaja, budući da su plava, crvena i zelena boja omogućile dobivanje bilo koje boje, uključujući bijelu. Bijele fosforne LED diode prvi put su se pojavile 1996. godine. Nakon toga, tehnologija se brzo razvijala, a do 2005. svjetlosna efikasnost LED dioda je dostigla 100 lm/W ili više. LED diode su se pojavile s različitim nijansama sjaja, kvaliteta svjetla omogućila je natjecanje sa žaruljama sa žarnom niti i već tradicionalnim fluorescentnim lampama. Počela je upotreba LED rasvjetnih uređaja u svakodnevnom životu, u unutrašnjem i vanjskom osvjetljenju.

RGB LED diode

Bijelo svjetlo se može stvoriti miješanjem emisija iz LED dioda različitih boja. Najčešći trihromatski dizajn napravljen je od crvenog (R), zelenog (G) i plavog (B) izvora, iako se nalaze bihromatske, tetrahromatske i više višebojne varijante. Višebojna LED dioda, za razliku od ostalih RGB poluvodičkih emitera (svjetiljke, lampe, klasteri), ima jedno kompletno kućište, najčešće slično jednobojnom LED-u. LED čipovi se nalaze jedan pored drugog i dijele zajedničko sočivo i reflektor. Budući da poluvodički čipovi imaju konačnu veličinu i vlastite uzorke zračenja, takve LED diode najčešće imaju neujednačene kutne karakteristike boje. Osim toga, da bi se dobio ispravan omjer boja, često nije dovoljno podesiti projektnu struju, budući da je izlazna svjetlost svakog čipa unaprijed nepoznata i podložna je promjenama tokom rada. Za postavljanje željenih nijansi, RGB lampe su ponekad opremljene posebnim kontrolnim uređajima.

Spektar RGB LED diode određen je spektrom njegovih sastavnih poluvodičkih emitera i ima izražen linijski oblik. Ovaj spektar se veoma razlikuje od spektra sunca, stoga je indeks prikaza boja RGB LED dioda nizak. RGB LED diode vam omogućavaju da lako i široko kontrolirate boju sjaja mijenjajući struju svake LED diode uključene u „trijadu“, prilagođavajući ton boje bijele svjetlosti koju emituju direktno tokom rada – do dobijanja pojedinačnih nezavisnih boja.

Višebojne LED diode imaju ovisnost svjetlosne efikasnosti i boje o temperaturi zbog različitih karakteristika emitujućih čipova koji čine uređaj, što rezultira blagom promjenom boje sjaja tokom rada. Vijek trajanja višebojne LED diode određen je izdržljivošću poluvodičkih čipova, ovisi o dizajnu i najčešće premašuje vijek trajanja fosfornih LED dioda.

Višebojne LED diode se prvenstveno koriste za dekorativnu i arhitektonsku rasvjetu, u elektronskim natpisima i video ekranima.

Fosforne LED diode

Kombinacija plavog (češće), ljubičastog ili ultraljubičastog (ne koristi se u masovnoj proizvodnji) poluvodičkog emitera i fosfornog pretvarača omogućava vam da proizvedete jeftin izvor svjetlosti s dobrim karakteristikama. Najčešći dizajn takve LED diode sadrži plavi galijum nitrid poluprovodnički čip modifikovan indijem (InGaN) i fosfor sa maksimalnom reemisijom u žutoj oblasti - itrijum-aluminijumski granat dopiran trovalentnim cerijumom (YAG). Dio snage inicijalnog zračenja čipa napušta LED tijelo, raspršujući se u sloju fosfora, drugi dio apsorbira fosfor i ponovo emituje u području nižih energetskih vrijednosti. Spektar reemisije pokriva široku regiju od crvene do zelene, ali rezultirajući spektar takve LED diode ima izražen pad u zeleno-plavo-zelenoj regiji.

U zavisnosti od sastava fosfora, LED diode se proizvode sa različitim temperaturama boje („topla“ i „hladna“). Kombinovanjem razne vrste fosfora, postiže se značajno povećanje indeksa prikaza boje (CRI ili R a). Od 2017. godine već postoje LED paneli za fotografisanje i snimanje, gdje je prikaz boja kritičan, ali takva oprema je skupa, a proizvođača je malo.

Jedan od načina da se poveća svjetlina fosfornih LED dioda uz održavanje ili čak smanjenje njihove cijene je povećanje struje kroz poluvodički čip bez povećanja njegove veličine – povećanje gustoće struje. Ova metoda je povezana s istovremenim povećanjem zahtjeva za kvalitetom samog čipa i kvalitetom hladnjaka. Kako se gustina struje povećava, električna polja u volumenu aktivnog područja smanjuju izlaz svjetlosti. Kada se dostignu granične struje, budući da sekcije LED čipa s različitim koncentracijama nečistoća i različitim širinama pojasa različito provode struju, dolazi do lokalnog pregrijavanja sekcija čipa, što utiče na izlaznu svjetlost i trajnost LED-a u cjelini. Kako bi se povećala izlazna snaga uz zadržavanje kvaliteta spektralnih karakteristika i termičkih uslova, proizvode se LED diode koje sadrže klastere LED čipova u jednom kućištu.

Jedna od tema o kojima se najviše raspravlja u oblasti polihromne LED tehnologije je njena pouzdanost i izdržljivost. Za razliku od mnogih drugih izvora svjetlosti, LED dioda mijenja svoju svjetlosnu snagu (efikasnost), uzorak zračenja i nijansu boje tokom vremena, ali rijetko potpuno zakaže. Stoga se za procjenu korisnog vijeka trajanja, na primjer za rasvjetu, uzima nivo smanjenja svjetlosne efikasnosti do 70% originalne vrijednosti (L70). Odnosno, LED dioda čija se svjetlina smanjila za 30% tokom rada smatra se neispravnom. Za LED diode koje se koriste u dekorativnoj rasvjeti, nivo zatamnjenja od 50% (L50) se koristi kao procjena vijeka trajanja.

Vijek trajanja fosforne LED diode ovisi o mnogim parametrima. Osim kvaliteta izrade samog LED sklopa (način pričvršćivanja čipa na držač kristala, način pričvršćivanja strujnih provodnika, kvaliteta i zaštitna svojstva materijala za brtvljenje), vijek trajanja uglavnom ovisi o karakteristike samog čipa koji emituje i promene svojstava fosfora tokom rada (degradacija). Štoviše, kao što pokazuju brojne studije, glavni faktor koji utječe na vijek trajanja LED dioda je temperatura.

Utjecaj temperature na vijek trajanja LED dioda

Tokom rada, poluprovodnički čip emituje dio električne energije u obliku zračenja, a dio u obliku topline. Štaviše, u zavisnosti od efikasnosti takve konverzije, količina toplote je oko polovine za najefikasnije emitere ili više. Sam poluvodički materijal ima nisku toplinsku provodljivost, osim toga, materijali i dizajn kućišta imaju određenu neidealnu toplinsku provodljivost, što dovodi do zagrijavanja čipa do visokih temperatura (za poluvodičku strukturu). Moderne LED diode rade na temperaturama čipa u području od 70-80 stepeni. I daljnje povećanje ove temperature kada se koristi galijum nitrid je neprihvatljivo. Visoka temperatura dovodi do povećanja broja defekata u aktivnom sloju, dovodi do povećane difuzije i promjene optičkih svojstava podloge. Sve to dovodi do povećanja procenta neradijativne rekombinacije i apsorpcije fotona od strane materijala čipa. Povećanje snage i izdržljivosti postiže se poboljšanjem same poluvodičke strukture (smanjenje lokalnog pregrijavanja), razvojem dizajna LED sklopa i poboljšanjem kvalitete hlađenja aktivnog područja čipa. Istraživanja se provode i sa drugim poluvodičkim materijalima ili supstratima.

Fosfor je takođe podložan visokim temperaturama. Produženim izlaganjem temperaturi centri za ponovno emitovanje se inhibiraju, a koeficijent konverzije, kao i spektralne karakteristike fosfora, pogoršavaju. U ranim i nekim modernim polihromiranim LED dizajnom, fosfor se nanosi direktno na poluprovodnički materijal i termički efekat je maksimiziran. Pored mjera za smanjenje temperature emitivnog čipa, proizvođači koriste različite metode za smanjenje utjecaja temperature čipa na fosfor. Izolirane fosforne tehnologije i dizajn LED sijalica, u kojima je fosfor fizički odvojen od emitera, mogu povećati vijek trajanja izvora svjetlosti.

LED kućište, napravljeno od optički prozirne silikonske plastike ili epoksidne smole, podložno je starenju pod uticajem temperature i vremenom počinje da tamni i žuti, apsorbujući deo energije koju emituje LED. Reflektirajuće površine također se pogoršavaju kada se zagrijaju - u interakciji su s drugim elementima tijela i podložne su koroziji. Svi ovi faktori zajedno dovode do činjenice da se svjetlina i kvaliteta emitirane svjetlosti postepeno smanjuje. Međutim, ovaj proces se može uspješno usporiti osiguravanjem efikasnog odvođenja topline.

Fosfor LED dizajn

Moderni fosforni LED je složen uređaj koji kombinira mnoga originalna i jedinstvena tehnička rješenja. LED ima nekoliko glavnih elemenata, od kojih svaki obavlja važnu, često više od jedne funkcije:

Svi LED elementi dizajna doživljavaju toplinska opterećenja i moraju se odabrati uzimajući u obzir njihov stupanj. termička ekspanzija. A važan uvjet za dobar dizajn je proizvodnost i niska cijena sastavljanja LED uređaja i ugradnje u lampu.

Svjetlina i kvalitet svjetla

Najvažniji parametar nije čak ni svjetlina LED diode, već njena svjetlosna efikasnost, odnosno izlazna svjetlost iz svakog vata električne energije koju LED troši. Svjetlosna efikasnost modernih LED dioda dostiže 190 lm/W. Teorijska granica tehnologije procjenjuje se na više od 300 lm/W. Prilikom procjene potrebno je uzeti u obzir da je efikasnost svjetiljke na bazi LED dioda značajno niža zbog efikasnosti izvora napajanja, optičkih svojstava difuzora, reflektora i drugih elemenata dizajna. Osim toga, proizvođači često navode početnu efikasnost emitera na normalnoj temperaturi, dok je temperatura čipa tokom rada mnogo viša. To dovodi do činjenice da je stvarna efikasnost emitera 5-7% niža, a efikasnost lampe je često duplo manja.

Drugi jednako važan parametar je kvaliteta svjetlosti koju proizvodi LED. Postoje tri parametra za procjenu kvaliteta prikaza boja:

Fosfor LED baziran na ultraljubičastom emiteru

Pored već raširene kombinacije plave LED diode i YAG-a, razvija se i dizajn baziran na ultraljubičastom LED-u. Poluprovodnički materijal sposoban da emituje u bliskom ultraljubičastom području obložen je sa nekoliko slojeva fosfora na bazi europijuma i cink sulfida aktiviranog bakrom i aluminijumom. Ova mješavina fosfora daje maksimume reemisije u zelenom, plavom i crvenom dijelu spektra. Rezultirajuća bijela svjetlost ima vrlo dobre karakteristike kvaliteta, ali je efikasnost takve konverzije još uvijek niska. Za to postoje tri razloga [ ]: prvi je zbog činjenice da se razlika između energije upadnog i emitovanog kvanta gubi tokom fluorescencije (pretvara se u toplotu), au slučaju ultraljubičaste ekscitacije mnogo je veća. Drugi razlog je taj što dio UV zračenja koje fosfor ne apsorbira ne sudjeluje u stvaranju svjetlosnog toka, za razliku od LED dioda na bazi plavog emitera, a povećanje debljine fosforne prevlake dovodi do povećanja apsorpcija luminiscentnog svjetla u njemu. I konačno, efikasnost ultraljubičastih LED dioda je znatno niža od one plavih.

Prednosti i nedostaci fosfornih LED dioda

S obzirom na visoku cijenu LED izvora rasvjete u odnosu na tradicionalne svjetiljke, postoje uvjerljivi razlozi za korištenje takvih uređaja:

Ali postoje i nedostaci:

LED rasvjete također imaju karakteristike svojstvene svim poluvodičkim emiterima, uzimajući u obzir koje se može naći najuspješnija primjena, na primjer, smjer zračenja. LED svijetli samo u jednom smjeru bez upotrebe dodatnih reflektora i difuzora. LED svjetla najbolji način Pogodno za lokalnu i usmjerenu rasvjetu.

Izgledi za razvoj bijele LED tehnologije

Tehnologije za proizvodnju bijelih LED dioda pogodnih za potrebe rasvjete su u procesu aktivni razvoj. Istraživanja u ovoj oblasti stimulisana su povećanim interesovanjem javnosti. Perspektiva značajne uštede energije je privlačenje investicija u istraživanje procesa, razvoj tehnologije i potragu za novim materijalima. Sudeći po publikacijama proizvođača LED dioda i srodnih materijala, specijalista iz oblasti poluprovodnika i rasvjete, moguće je ocrtati razvojne puteve u ovoj oblasti:

vidi takođe

Bilješke

, str. 19-20.
MC-E LED diode iz Cree-a, koje sadrže crvene, zelene, plave i bijele emitere Arhivirano 22. novembra 2012.
LED diode VLMx51 iz Vishaya, koje sadrže crvene, narandžaste, žute i bijele emitere(engleski) . LED Professional. Pristupljeno 10. novembra 2012. Arhivirano 22. novembra 2012.
Višebojne LED diode XB-D i XM-L iz Cree(engleski) . LED Professional. Pristupljeno 10. novembra 2012. Arhivirano 22. novembra 2012.
LED diode XP-C iz Cree, koje sadrže šest monokromatskih emitera(engleski) . LED Professional. Pristupljeno 10. novembra 2012. Arhivirano 22. novembra 2012.
Nikiforov S.“S-klasa” tehnologije poluvodičke rasvjete // Komponente i tehnologije: časopis. - 2009. - br. 6. - str. 88-91.
Truson P. Halvardson E. Prednosti RGB LED za rasvjetne uređaje // Komponente i tehnologije: časopis. - 2007. - br. 2.
, str. 404.
Nikiforov S. Temperatura u životnom vijeku i radu LED dioda // Komponente i tehnologije: časopis. - 2005. - br. 9.
LED diode za unutrašnju i arhitektonsku rasvjetu(engleski) . LED Professional. Pristupljeno 10. novembra 2012. Arhivirano 22. novembra 2012.
Xiang Ling Oon. LED rješenja za arhitektonske rasvjetne sustave // Tehnologija poluvodičke rasvjete: časopis. - 2010. - br. 5. - str. 18-20.
RGB LED za upotrebu u elektronskim semaforima(engleski) . LED Professional. Pristupljeno 10. novembra 2012. Arhivirano 22. novembra 2012.
High CRI LED Rasvjeta | Yuji LED (nedefinirano) . yujiintl.com. Pristupljeno 3. decembra 2016.
Turkin A. Galijev nitrid kao jedan od perspektivnih materijala u modernoj optoelektronici // Komponente i tehnologije: časopis. - 2011. - br. 5.
LED diode s visokim CRI vrijednostima(engleski) . LED Professional. Pristupljeno 10. novembra 2012. Arhivirano 22. novembra 2012.
Cree EasyWhite tehnologija(engleski) . LEDs Magazin. Pristupljeno 10. novembra 2012. Arhivirano 22. novembra 2012.
Nikiforov S., Arkhipov A. Osobine određivanja kvantnog prinosa LED dioda na bazi AlGaInN i AlGaInP pri različitim gustoćama struje kroz emitujući kristal // Komponente i tehnologije: časopis. - 2008. - br. 1.
Nikiforov S. Sada se mogu vidjeti elektroni: LED diode čine električnu struju vrlo vidljivom // Components and Technologies: magazin. - 2006. - br. 3.
LED diode sa matričnim rasporedom velikog broja poluvodičkih čipova(engleski) . LED Professional. Pristupljeno 10. novembra 2012. Arhivirano 22. novembra 2012.
Vek trajanja bijelih LED dioda(engleski) . U.S. Department of Energy. Pristupljeno 10. novembra 2012. Arhivirano 22. novembra 2012.
Vrste LED defekata i metode analize(engleski) . LED Professional. Pristupljeno 10. novembra 2012. Arhivirano 22. novembra 2012.
, str. 61, 77-79.
LED diode od SemiLED(engleski) . LED Professional. Pristupljeno 10. novembra 2012. Arhivirano 22. novembra 2012.
GaN-on-Si Silicon LED Istraživački program(engleski) . LED Professional. Pristupljeno 10. novembra 2012.
Cree-ova izolirana fosforna tehnologija(engleski) . LED Professional. Pristupljeno 10. novembra 2012. Arhivirano 22. novembra 2012.
Turkin A. Poluvodičke LED diode: povijest, činjenice, izgledi // Tehnologija poluvodičke rasvjete: časopis. - 2011. - br. 5. - str. 28-33.
Ivanov A.V., Fedorov A.V., Semenov S.M.Štedne žarulje na bazi LED dioda velike svjetlosti // Opskrba energijom i ušteda energije - regionalni aspekt: XII Sveruski sastanak: materijali izvještaja. - Tomsk: St. Petersburg Graphics, 2011. - str. 74-77.
, str. 424.
Reflektori za LED diode na bazi fotonskih kristala(engleski) . Led Professional. Pristupljeno 16. februara 2013. Arhivirano 13. marta 2013.
XLamp XP-G3(engleski) . www.cree.com. Pristupljeno 31. maja 2017.
Bijele LEDs sa velikim svjetlosti izlazom za potrebe osvjetljenja(engleski) . Phys.Org™. Pristupljeno 10. novembra 2012. Arhivirano 22. novembra 2012.

Bijela LED

Snažna bela LED dioda

Postoje dvije vrste bijelih LED dioda:

LED diode sa više čipova, češće trokomponentne (RGB LED), koje sadrže tri poluvodička emitera crvene, zelene i plave svjetlosti, kombinovane u jednom kućištu.
Fosforne LED diode, kreirane na bazi ultraljubičaste ili plave LED diode, koje sadrže sloj posebnog fosfora koji, kao rezultat fotoluminiscencije, pretvara dio LED zračenja u svjetlost u relativno širokom spektralnom pojasu s maksimumom u žutoj regiji (najčešći dizajn). Emisija LED-a i fosfora, kada se pomiješaju, proizvode bijelo svjetlo različitih nijansi.

Istorija pronalaska

Prve crvene poluvodičke emitere za industrijsku upotrebu nabavio je N. Holonyak 1962. godine. Početkom 70-ih pojavile su se žute i zelene LED diode. Svjetlosni izlaz ranih uređaja niske efikasnosti dostigao je nivo jednog lumena do 1990. godine. Godine 1993., Suji Nakamura, inženjer u Nichia (Japan), kreirao je prvu plavu LED diodu visoke svjetline. Gotovo odmah su se pojavili LED RGB uređaji, jer su plava, crvena i zelena boja omogućila dobijanje bilo koje boje, uključujući bijelu. Bijele fosforne LED diode prvi put su se pojavile 1996. godine. Nakon toga, tehnologija se brzo razvijala i do 2005. godine svjetlosna snaga LED dioda dostigla je 100 lm/W ili više. Pojavile su se LED diode s različitim nijansama sjaja, kvalitet svjetla omogućio je natjecanje sa žaruljama sa žarnom niti i sa već tradicionalnim fluorescentnim lampama. Počela je upotreba LED rasvjetnih uređaja u svakodnevnom životu, u unutrašnjem i vanjskom osvjetljenju.

RGB LED diode

Bijelo svjetlo može se stvoriti miješanjem LED dioda različitih boja. Najčešći trihromatski dizajn napravljen je od crvenog (R), zelenog (G) i plavog (B) izvora, iako se nalaze bihromatske, tetrahromatske i više višebojne varijante. Višebojna LED dioda, za razliku od ostalih RGB poluvodičkih emitera (svjetiljke, lampe, klasteri), ima jedno kompletno kućište, najčešće slično jednobojnom LED-u. LED čipovi se nalaze jedan pored drugog i dijele zajedničko sočivo i reflektor. Budući da poluvodički čipovi imaju konačnu veličinu i vlastite uzorke zračenja, takve LED diode najčešće imaju neujednačene kutne karakteristike boje. Osim toga, da bi se dobio ispravan omjer boja, često nije dovoljno podesiti projektnu struju, budući da je izlazna svjetlost svakog čipa unaprijed nepoznata i podložna je promjenama tokom rada. Za postavljanje željenih nijansi, RGB lampe su ponekad opremljene posebnim kontrolnim uređajima.

Spektar RGB LED diode određen je spektrom njegovih sastavnih poluvodičkih emitera i ima izražen linijski oblik. Ovaj spektar se veoma razlikuje od spektra sunca, stoga je indeks prikaza boja RGB LED dioda nizak. RGB LED diode omogućavaju laku i široku kontrolu boje sjaja promjenom struje svake LED diode uključene u trijadu, prilagođavajući ton boje bijele svjetlosti koju emituju direktno tokom rada - do dobijanja pojedinačnih nezavisnih boja.

Višebojne LED diode imaju ovisnost izlazne svjetlosti i boje o temperaturi zbog različitih karakteristika emitujućih čipova koji čine uređaj, što rezultira blagom promjenom boje sjaja tokom rada. Vijek trajanja višebojne LED diode određen je izdržljivošću poluvodičkih čipova, ovisi o dizajnu i najčešće premašuje vijek trajanja fosfornih LED dioda.

Višebojne LED diode se prvenstveno koriste za dekorativnu i arhitektonsku rasvjetu, u elektronskim natpisima i video ekranima.

Fosforne LED diode

Spektar jedne od opcija fosforne LED diode

Kombinacija plavog (češće) ili ultraljubičastog (rjeđe) poluvodičkog emitera i fosfornog pretvarača omogućava vam da proizvedete jeftin izvor svjetlosti s dobrim karakteristikama. Najčešći dizajn takve LED diode sadrži plavi galijum nitrid poluprovodnički čip modifikovan indijem (InGaN) i fosfor sa maksimalnom reemisijom u žutoj oblasti - itrijum-aluminijumski granat dopiran trovalentnim cerijumom (YAG). Dio snage inicijalnog zračenja čipa napušta LED tijelo, raspršujući se u sloju fosfora, drugi dio apsorbira fosfor i ponovo emituje u području nižih energetskih vrijednosti. Spektar reemisije pokriva široku regiju od crvene do zelene, ali rezultirajući spektar takve LED diode ima izražen pad u zeleno-plavo-zelenoj regiji.

U zavisnosti od sastava fosfora, LED diode se proizvode sa različitim temperaturama boje („topla“ i „hladna“). Kombinacijom različitih tipova fosfora postiže se značajno povećanje indeksa prikaza boja (CRI ili R a), što sugeriše mogućnost korišćenja LED rasvete u uslovima kritičnim za kvalitet prikaza boja.

Jedan od načina da se poveća svjetlina fosfornih LED dioda uz održavanje ili čak smanjenje njihove cijene je povećanje struje kroz poluvodički čip bez povećanja njegove veličine – povećanje gustine struje. Ova metoda je povezana s istovremenim povećanjem zahtjeva za kvalitetom samog čipa i kvalitetom hladnjaka. Kako se gustina struje povećava, električna polja u većini aktivnog područja smanjuju izlaz svjetlosti. Kada se dostignu granične struje, budući da područja LED čipa s različitim koncentracijama nečistoća i različitim razmacima u pojasu različito provode struju, dolazi do lokalnog pregrijavanja područja čipa, što utiče na izlaznu svjetlost i trajnost LED-a u cjelini. Kako bi se povećala izlazna snaga uz zadržavanje kvaliteta spektralnih karakteristika i termičkih uslova, proizvode se LED diode koje sadrže klastere LED čipova u jednom kućištu.

Jedna od tema o kojima se najviše raspravlja u oblasti polihromne LED tehnologije je njena pouzdanost i izdržljivost. Za razliku od mnogih drugih izvora svjetlosti, LED dioda mijenja svoju svjetlosnu snagu (efikasnost), uzorak zračenja i nijansu boje tokom vremena, ali rijetko potpuno zakaže. Stoga se za procjenu korisnog vijeka trajanja, na primjer za rasvjetu, uzima nivo smanjenja svjetlosne efikasnosti do 70% originalne vrijednosti (L70). To jest, LED dioda čija se svjetlina smanjuje za 30% tokom rada smatra se neispravnom. Za LED diode koje se koriste u dekorativnoj rasvjeti, nivo smanjenja svjetline od 50% (L50) se koristi kao procjena životnog vijeka.

Utjecaj temperature na vijek trajanja LED dioda

Fosfor je takođe podložan visokim temperaturama. Uz produženo izlaganje temperaturi, centri za ponovno emitovanje su inhibirani i koeficijent konverzije, kao i spektralne karakteristike fosfora, pogoršavaju se. U ranim i nekim modernim polihromiranim LED dizajnom, fosfor se nanosi direktno na poluprovodnički materijal i termički efekat je maksimiziran. Pored mjera za smanjenje temperature emitivnog čipa, proizvođači koriste različite metode za smanjenje utjecaja temperature čipa na fosfor. Izolirane fosforne tehnologije i dizajn LED sijalica, u kojima je fosfor fizički odvojen od emitera, mogu povećati vijek trajanja izvora svjetlosti.

Fosfor LED dizajn

Dijagram jednog od bijelih LED dizajna. MPCB - štampana ploča sa visokom toplotnom provodljivošću.

Svi LED elementi dizajna doživljavaju toplinsko naprezanje i moraju se birati uzimajući u obzir stupanj njihovog toplinskog širenja. A važan uvjet za dobar dizajn je proizvodnost i niska cijena sastavljanja LED uređaja i ugradnje u lampu.

Svjetlina i kvalitet svjetla

Najvažniji parametar nije čak ni svjetlina LED diode, već njena svjetlosna efikasnost, odnosno izlazna svjetlost iz svakog wata električne energije koju LED troši. Svjetlosna efikasnost modernih LED dioda dostiže 150-170 lm/W. Teorijska granica tehnologije procjenjuje se na 260-300 lm/W. Prilikom procjene potrebno je uzeti u obzir da je efikasnost svjetiljke na bazi LED dioda značajno niža zbog efikasnosti izvora napajanja, optičkih svojstava difuzora, reflektora i drugih elemenata dizajna. Osim toga, proizvođači često navode početnu efikasnost emitera na normalnoj temperaturi. Dok je temperatura čipa tokom rada mnogo viša. To dovodi do činjenice da je stvarna efikasnost emitera 5 - 7% niža, a lampe je često duplo manja.

Drugi jednako važan parametar je kvaliteta svjetlosti koju proizvodi LED. Postoje tri parametra za procjenu kvaliteta prikaza boja:

Fosfor LED baziran na ultraljubičastom emiteru

Prednosti i nedostaci fosfornih LED dioda

S obzirom na visoku cijenu LED izvora rasvjete u odnosu na tradicionalne svjetiljke, postoje uvjerljivi razlozi za korištenje takvih uređaja:

Glavna prednost bijelih LED dioda je njihova visoka efikasnost. Niska specifična potrošnja energije im omogućava da se koriste u dugotrajnim izvorima autonomne i hitne rasvjete.
Visoka pouzdanost i dug radni vijek sugeriraju moguću uštedu na zamjeni lampe. Osim toga, korištenje LED izvora svjetlosti u teško dostupnim područjima i vanjskim uvjetima smanjuje troškove održavanja. U kombinaciji sa visokom efikasnošću, postoje značajne uštede kada se koristi LED rasvjeta u nekim aplikacijama.
Mala težina i veličina uređaja. LED diode su male veličine i pogodne za upotrebu na teško dostupnim mjestima i malim prijenosnim uređajima.
Odsustvo ultraljubičastog i infracrvenog zračenja u spektru omogućava korištenje LED rasvjete bez štete za ljude iu posebne svrhe (na primjer, za osvjetljavanje rijetkih knjiga ili drugih objekata izloženih svjetlosti).
Odlične performanse na temperaturama ispod nule bez smanjenja, a često čak i poboljšanja parametara. Većina tipova LED dioda pokazuje veću efikasnost i duži vek kako temperatura pada, ali komponente napajanja, kontrole i dizajna mogu imati suprotan efekat.
LED diode su izvori svjetlosti bez inercije, ne zahtijevaju vrijeme za zagrijavanje ili isključivanje, kao što su fluorescentne svjetiljke, a broj ciklusa uključivanja i isključivanja ne utiče negativno na njihovu pouzdanost.
Dobra mehanička čvrstoća omogućava upotrebu LED dioda u teškim uslovima rada.
Lakoća regulacije snage i radnim ciklusom i regulacijom struje napajanja bez ugrožavanja parametara efikasnosti i pouzdanosti.
Siguran za upotrebu, nema opasnosti od strujnog udara zbog niskog napona napajanja.
Niska opasnost od požara, mogućnost upotrebe u uslovima eksplozije i opasnosti od požara zbog odsustva užarenih elemenata.
Otpornost na vlagu, otpornost na agresivna okruženja.
Hemijska neutralnost, bez štetnih emisija i bez posebnih zahtjeva za postupke odlaganja.

Ali postoje i nedostaci:

LED rasvjete također imaju karakteristike svojstvene svim poluvodičkim emiterima, uzimajući u obzir koje se može naći najuspješnija primjena, na primjer, smjer zračenja. LED svijetli samo u jednom smjeru bez upotrebe dodatnih reflektora i difuzora. LED svjetiljke su najprikladnije za lokalno i usmjereno osvjetljenje.

Izgledi za razvoj bijele LED tehnologije

Tehnologije za proizvodnju bijelih LED dioda pogodnih za potrebe rasvjete su u aktivnom razvoju. Istraživanja u ovoj oblasti stimulisana su povećanim interesovanjem javnosti. Perspektiva značajne uštede energije je privlačenje investicija u istraživanje procesa, razvoj tehnologije i potragu za novim materijalima. Sudeći po publikacijama proizvođača LED dioda i srodnih materijala, specijalista iz oblasti poluprovodnika i rasvjete, moguće je ocrtati razvojne puteve u ovoj oblasti:

vidi takođe

Bilješke

, str. 19-20
Cree MC-E LED diode koje sadrže crvene, zelene, plave i bijele emitere. LED Professional. Arhivirano
Vishay VLMx51 LED diode koje sadrže crvene, narandžaste, žute i bijele emitere. LED Professional. Arhivirano iz originala 23. novembra 2012. Pristupljeno 10. novembra 2012.
Cree XB-D i XM-L višebojne LED diode. LED Professional. Arhivirano iz originala 23. novembra 2012. Pristupljeno 10. novembra 2012.
Cree XP-C LED diode koje sadrže šest monokromatskih emitera. LED Professional. Arhivirano iz originala 23. novembra 2012. Pristupljeno 10. novembra 2012.
Nikiforov S.“S-klasa” tehnologije poluvodičke rasvjete // Komponente i tehnologije: časopis. - 2009. - br. 6. - Str. 88-91.
Truson P. Halvardson E. Prednosti RGB LED za rasvjetne uređaje // Komponente i tehnologije: časopis. - 2007. - br. 2.
, str. 404
Nikiforov S. Temperatura u životnom vijeku i radu LED dioda // Komponente i tehnologije: časopis. - 2005. - br. 9.
LED diode za unutrašnju i arhitektonsku rasvjetu (engleski). LED Professional. Arhivirano iz originala 23. novembra 2012. Pristupljeno 10. novembra 2012.
Siang Ling Oon LED rješenja za sisteme arhitektonske rasvjete // : časopis. - 2010. - br. 5. - str. 18-20.
RGB LED za upotrebu u elektronskim displejima (engleski). LED Professional. Arhivirano iz originala 23. novembra 2012. Pristupljeno 10. novembra 2012.
Turkin A. Galijev nitrid kao jedan od perspektivnih materijala u modernoj optoelektronici // Komponente i tehnologije: časopis. - 2011. - br. 5.
LED diode s visokim CRI vrijednostima. LED Professional. Arhivirano iz originala 23. novembra 2012. Pristupljeno 10. novembra 2012.
Cree-ova EasyWhite tehnologija. LEDs Magazin. Arhivirano iz originala 23. novembra 2012. Pristupljeno 10. novembra 2012.
Nikiforov S., Arkhipov A. Karakteristike određivanja kvantnog prinosa LED dioda na bazi AlGaInN i AlGaInP pri različitim gustoćama struje kroz emitujući kristal // Komponente i tehnologije: časopis. - 2008. - br. 1.
Nikiforov S. Sada se mogu vidjeti elektroni: LED diode čine električnu struju vrlo vidljivom // Komponente i tehnologije: časopis. - 2006. - br. 3.
LED diode sa matričnim rasporedom velikog broja poluvodičkih čipova (engleski). LED Professional. Arhivirano iz originala 23. novembra 2012. Pristupljeno 10. novembra 2012.
White LED Lifetime Arhivirano iz originala 23. novembra 2012. Pristupljeno 10. novembra 2012.
Vrste LED defekata i metode analize (engleski). LED Professional. Arhivirano iz originala 23. novembra 2012. Pristupljeno 10. novembra 2012.
, str. 61, 77-79
LED diode od SemiLEDs (engleski). LED Professional. Arhivirano iz originala 23. novembra 2012. Pristupljeno 10. novembra 2012.
GaN-on-Si Silicon LED istraživački program. LED Professional. Pristupljeno 10. novembra 2012.
Cree Isolated Phosphor Technology. LED Professional. Arhivirano iz originala 23. novembra 2012. Pristupljeno 10. novembra 2012.
Turkin A. Poluprovodničke LED diode: povijest, činjenice, izgledi // Tehnologija poluprovodničke rasvjete: časopis. - 2011. - br. 5. - Str. 28-33.
Ivanov A.V., Fedorov A.V., Semenov S.M. Lampe koje štede energiju bazirane na LED diodama velike svjetline // Snabdijevanje energijom i ušteda energije – regionalni aspekt: XII Sveruski sastanak: materijali izvještaja. - Tomsk: St. Petersburg Graphics, 2011. - str. 74-77.
, str. 424
Bijele LED diode sa velikom svjetlosnom snagom za potrebe osvjetljenja. Phys.Org™. Arhivirano iz originala 23. novembra 2012. Pristupljeno 10. novembra 2012.
Osnove LED rasvjete. U.S. Department of Energy. Arhivirano iz originala 23. novembra 2012. Pristupljeno 10. novembra 2012.
Sharakshane A. Skale za procjenu kvaliteta spektralnog sastava svjetlosti - CRI i CQS // Tehnologija poluprovodničke rasvjete: časopis. - 2011. - br. 4.
Ultraljubičaste LED diode SemiLED sa talasnom dužinom od 390-420 nm. (engleski) . LED Professional. Arhivirano iz originala 23. novembra 2012. Pristupljeno 10. novembra 2012.
, str. 4-5
Aktivni sistemi hlađenja iz Nuventix kampanje. LED Professional. Arhivirano iz originala 23. novembra 2012. Pristupljeno 10. novembra 2012.
N.P.Soschin Moderni fotoluminiscentni materijali za efikasne poluprovodničke rasvjetne uređaje. Konferencijski materijali. (ruski) (1. februar 2010). Arhivirano
O.E.Dudukalo, V.A.Vorobiev(ruski) (31. maj 2011). Arhivirano iz originala 27. oktobra 2012.
Testovi ubrzane temperaturne degradacije fosfora (engleski). LED Professional. Arhivirano iz originala 23. novembra 2012. Pristupljeno 10. novembra 2012.
Istraživanje i tržišta objavljuju novi izvještaj za 2012. o LED fosfornim materijalima (engleski) . LED Professional. Arhivirano iz originala 10. decembra 2012. Pristupljeno 30. novembra 2012.
Intematix je predstavio set fosfora za visokokvalitetno prikazivanje boja (engleski). LED Professional. Arhivirano iz originala 23. novembra 2012. Pristupljeno 10. novembra 2012.
Lumi-tech je predložio SSE fosfor za bijele LED diode. LED Professional. Arhivirano iz originala 23. novembra 2012. Pristupljeno 10. novembra 2012.
Crveni fosfor iz Intematixa (engleski). LED Professional. Arhivirano iz originala 23. novembra 2012. Pristupljeno 10. novembra 2012.
LED diode s kvantnim tačkama (engleski). LED Professional. Arhivirano iz originala 23. novembra 2012. Pristupljeno 10. novembra 2012.
Osramov 609 nm crveni prototip sa svim diodama sa efikasnošću od 61%. LED Professional. Arhivirano iz originala 23. novembra 2012. Pristupljeno 10. novembra 2012.
Prelazak na GaN-on-Si strukturu (engleski). LED Professional. Arhivirano iz originala 23. novembra 2012. Pristupljeno 10. novembra 2012.
Tim Whitaker Zajednički poduhvat za proizvodnju ZnSe bijelih LED dioda (engleski) (6. decembar 2002.). Arhivirano iz originala 27. oktobra 2012. Pristupljeno 10. novembra 2012.
, str. 426

Književnost

Schubert F.E. LED diode. - M.: Fizmatlit, 2008. - 496 str. - ISBN 978-5-9221-0851-5
Weinert D. LED rasvjeta: priručnik. - Philips, 2010. - 156 str. - ISBN 978-0-615-36061-4

Linkovi

Web stranica američkog Ministarstva energetike o LED rasvjeti
Led Professional. Naučno-tehnički časopis o LED diodama i LED rasvjeti, Austrija
LEDs Magazin. Naučno-tehnički časopis o LED diodama i LED rasvjeti. SAD
Tehnologija poluprovodničke rasvjete. Ruski časopis o LED diodama i LED rasvjeti


Incandescent	Žarulja sa žarnom niti Halogena lampa
Fluorescentno

Bijela LED

Za razliku od tradicionalnih žarulja sa žarnom niti i fluorescentnih lampi, koje proizvode bijelo svjetlo, LED generiraju svjetlost u vrlo uskom rasponu spektra, tj. daju gotovo monohromatski sjaj. Zato se LED diode odavno koriste u komandnim tablama i girlandama, a danas se posebno efikasno koriste u rasvjetnim instalacijama koje emituju određenu primarnu boju, na primjer, u semaforima, znakovima i signalnim svjetlima.

Princip bijele LED diode

Princip dizajna bijelog LED-a nije mnogo kompliciran. Da bi LED dioda emitovala bijelo svjetlo, potrebno je pribjeći dodatnim tehničkim elementima i tehničkim rješenjima. Glavne metode za dobivanje bijele svjetlosti u LED diodama su:

nanošenje sloja fosfora na plave kristale;

nanošenje nekoliko slojeva fosfora na kristale koji emituju svjetlost blisku ultraljubičastoj boji;

RGB sistemi, u kojima se bijeli sjaj postiže miješanjem svjetla mnogih monohromatskih crvenih, zelenih i plavih dioda.

U prvom slučaju najčešće se koriste plavi LED kristali, koji su obloženi fosforom, žutim fosforom. Fosfor upija nešto plave svjetlosti i emituje žutu svjetlost. Kada se preostala neapsorbovana plava svjetlost pomiješa sa žutom, rezultirajuća svjetlost je blizu bijele.

Druga metoda je nedavno razvijena tehnologija za proizvodnju čvrstih izvora bijele svjetlosti zasnovana na kombinaciji diode koja emituje sjaj slične boje ultraljubičastom i nekoliko slojeva fosfora napravljenog od fosfora različitog sastava.

U potonjem slučaju, bijela svjetlost se proizvodi na klasičan način miješanjem tri osnovne boje (crvena, zelena i plava). Kvalitet bijelog svjetla je poboljšan dopunom RGB konfiguracije žutim LED diodama kako bi se pokrio žuti dio spektra.

Prednosti i mane starih LED dioda

Svaka od ovih metoda ima svoje pozitivne i negativne strane. Dakle, LED diode bijelog fosfora, proizvedene na principu kombinacije plavih kristala s fosfornim fosforom, karakteriziraju prilično nizak indeks prikazivanja boja, sklonost generiranju bijele svjetlosti u hladnim tonovima, heterogenost u nijansi sjaja s prilično visokim svjetlosnog toka i relativno niske cijene.

Bijelo fosforne LED diode, dobijeni na bazi kombinacije dioda sa sjajem bliskim ultraljubičastom i višebojnim fosforima, imaju odličan indeks prikaza boja, mogu generirati bijelo svjetlo toplijih nijansi i odlikuju se većom ujednačenošću nijansi sjaja od diode do diode . Međutim, oni troše više struje i nisu tako svijetli kao prvi.

Zauzvrat, RGB LED diode omogućavaju stvaranje dinamičkih svjetlosnih efekata u rasvjetnim instalacijama s promjenom boje sjaja i različitim tonovima bijele svjetlosti i potencijalno mogu pružiti vrlo visok indeks prikaza boja. Istovremeno, LED diode pojedinačnih boja različito reaguju na radnu struju, temperaturu okoline i kontrolu svjetline, te stoga RGB LED diode zahtijevaju prilično složene i skupe upravljačke sisteme za postizanje stabilnog rada.

Tako da lampe bazirane na bijelim LED diodama daju kvalitetnije svjetlo, tj. potpuniji spektar se koristi u dizajnu lampi

Već sam napisao nekoliko članaka o domaćim lampama za biljke.
Koristeći obične plave i crvene LED diode
Korištenje LED dioda specijalnog spektra 440nm i 660nm

Danas ću vam reći o specijalnim LED diodama "punog spektra" za biljke. Za ove LED diode, potreban emisioni spektar se postiže posebnim fosforom, koji daje sekundarno zračenje.

Karakteristike proizvoda

Snaga: 3W (u istoj seriji ima 1W)
Radna struja: 700mA
Radni napon: 3.2-3.4V
Proizvođač čipa: Epistar Chip
Veličina čipa: 45 mil
Spektar: 400nm-840nm
Certifikati: CE, RoHS,
Životni vek: 100.000 sati
Namjena: lampe za biljke

Izgled

Pakovanje iz prodavnice

Radi praktičnosti, prenosim ga u ambalažu iz bijelih LED dioda

Dosta divljenja, pređimo na testiranje

Ispitivanje na različitim strujama

Za početak provjerite snagu i uzmite strujno-naponsku karakteristiku
Kompjutersko napajanje, koje sam koristio kao laboratorijski i stari dobri PEVR-25, personificira veliko doba)))

Mjerenje struje/napona jednostavnim uređajem, jer ovdje nije potrebna posebna preciznost. Pa i hladnjak, da ne bi pregrijao LED dok mu se rugam. Dodatno, izmjerio sam osvjetljenje u svakom modu na udaljenosti od otprilike 15-20 cm kako bih procijenio efikasnost sjaja pri različitim strujama.

Počelo je sa vrlo malom strujom od 30mA

Postepeno sam povećavao struju na 1.5A i snagu na 7.5W, mislio sam da će umrijeti, ali ne, preživio je!

Grafikon napona i osvjetljenja u odnosu na struju izgleda ovako

Napon se mijenja prilično linearno. Nema znakova degradacije kristala pri struji od 1,5A. S rasvjetom sve postaje zanimljivije. Nakon približno 500mA, ovisnost osvjetljenja o struji se smanjuje. Zaključujem da je 500-600mA najefikasniji način rada sa ovom LED diodom, iako će prilično dobro raditi na svojih nominalnih 700mA, a smanjenje svjetline je zbog jednostavnog pregrijavanja.

Koristio sam spektroskop za spektralnu analizu

U jednu cijev sa izvorom koji se proučava, upalimo svjetlo, au drugu osvijetlimo skalu. Gotov spektar gledamo kroz okular

Nažalost, ovaj spektroskop nema poseban dodatak za fotografisanje. Slika je vizuelno bila veoma lepa i nije želela da se proizvodi na kompjuteru. Probao sam različite kamere, telefone i tablete. Kao rezultat toga, odlučio sam se na endoskopu, uz pomoć kojeg sam nekako uspio snimiti spektar. Brojeve na skali sam dovršio u editoru, pošto kamera nije htjela normalno fokusirati.

Za analizu sam koristio besplatni program spektrofotometar za mobitele
Nakon što sam se borio s greškama, kako je napisano u članku, povezanim s različitim formatima decimalne točke u različitim Windowsima, dobio sam sljedeće spektrograme

sunčeva svetlost

Fluorescentna stona lampa. Spektralne linije žive su jasno vidljive

LED diode “punog spektra” iz ove recenzije

Nije moguće provjeriti prisustvo infracrvene komponente od 840 nm na ovom uređaju, ali u vizualnom rasponu spektar LED dioda je sasvim prikladan za njihovu namjenu. Maksimalna luminiscencija se javlja na 440nm i 660nm. Spektralni pojas u ovom opsegu je širi i glatkiji od onih kod zasebnih monohromatskih LED dioda.

Dizajn lampe je izuzetno jednostavan. Za proizvodnju sam uzeo:

LED diode 3W “full spectrum” – 10 kom.
LED drajver 10×3W 600mA (Potpuno prikladan)
Aluminijski profil u obliku slova U 30mm – 1m
Žice, Kazan zaptivač, komad el.kabl kanala 25×20

Rezam i obeležavam profil

Kućišta za drajvere izrađujem od elektro kablovskih kanala.

Za lijepljenje LED dioda na profil koristim Kazan zaptivač, iako bi dobro funkcioniralo i ljepilo za topljenje.

Zatim sve spajam žicama, izoliram kontakte termoskupljajućim materijalom

Sada su drajver i fitolampa spremni

Par sati rada pokazuje da je termički proračun urađen korektno i da neće doći do pregrijavanja, a ni uz duži rad temperatura neće porasti iznad 45C

Svjetlost lampe je mekša od svjetlosti odvojenih LED dioda od 440nm i 660nm. Manje zasljepljuje oči.

Vrijeme je da se sagledamo

LED diode sa “punim spektrom” u potpunosti opravdavaju svoju svrhu i pogodne su za izradu fitolampa.
Deklarisana snaga i spektar odgovaraju deklarisanim karakteristikama, iako infracrvena komponenta nije mogla biti verifikovana.
Potreban spektar u takvim LED diodama postiže se pomoću posebnog fosfora, tako da dizajn samih dioda može biti bilo koji. Možete uzeti moćne matrice od 20W i više za upotrebu u staklenicima. Za osvjetljavanje sadnica i sobne biljke Ove LED diode su sasvim dovoljne.

Izlazna inspekcija prošla!

Za one koji su previše lijeni da sami sastave takve lampe,

LED (Lighting Emission Diode) - LED diode sa intenzivnom emisijom svjetlosti su svima dobro poznate. Prije 10-ak godina (u Rusiji) napravili su „tihu revoluciju u rasvjeti“, posebno tamo gdje je potrebna mobilnost, niska specifična potrošnja energije, pouzdanost i dug vijek trajanja. Činilo se da je idealan izvor svjetlosti koji su biciklisti i turisti, kao i lovci i ribolovci, speleolozi i penjači željni dočekali već „ovdje i sada“. I dovoljno je da pružite ruku, nakupivši nekoliko ubijenih rakuna, i bit će „mir na zemlji, dobra volja ljudima“. Sada možemo reći da ovih 10 godina nije bilo uzaludno i da se LED stvarnost pokazala zanimljivom, raznolikom i pruža nove mogućnosti koje nam do sada nisu ni padale na pamet.

Rice. 2 Dizajn Luxeon LED od Lumileds rasvjete.* (“Opis i princip rada LED lampi” Grupa kompanija za uštedu energije )

Rice. 3 Plava LED sa monohromatskom emisijom. . (“LED - tehnologija, princip rada. Prednosti i nedostaci LED-a.” ).

PRINCIP RADA .

LED je prvenstveno dioda. Odnosno, neka vrsta lukavog kamenčića s p-n spojem unutra. Drugim riječima, kontakt dva poluprovodnika s različitim vrstama provodljivosti. Koji, pod određenim uslovima, emituje svetlost kroz proces rekombinacije (međusobno konstruktivno samoubistvo) elektrona i rupa.
Tipično, što je veća struja kroz LED, više elektrona i rupa ulazi u zonu rekombinacije po jedinici vremena i više svjetlosti se emituje na izlazu. Ali struja se ne može značajno povećati - zbog unutrašnjeg otpora poluvodiča i p-n spoja, LED se može pregrijati, što dovodi do njegovog ubrzanog starenja ili kvara.
Da bi se dobio značajan svjetlosni tok, kreiraju se višeslojne poluvodičke strukture - heterostrukture. Za razvoj poluvodičkih heterostruktura za optoelektroniku velike brzine, Žores Alferov, ruski fizičar, dobio je Nobelovu nagradu 2000. godine.

DVE REČI ZA PRIČU.

Prvi crveni poluvodički emiteri za industrijsku upotrebu proizvedeni su 1962. godine. 60-ih i 70-ih godina stvorene su LED diode na bazi galij fosfida i arsenida koje emituju u žuto-zelenom, žutom i crvenom području spektra. Korišćeni su u svetlosnim indikatorima i alarmnim sistemima. 1993. godine kompanija Nichia (Japan) stvorila je prvu plavu LED diodu visoke svjetline. Gotovo odmah su se pojavili LED RGB uređaji, jer su plava, crvena i zelena boja omogućila dobijanje bilo koje boje, uključujući bijelu. Bijele fosforne LED diode prvi put su se pojavile 1996. godine. Nakon toga, tehnologija se brzo razvijala i do 2005. godine svjetlosna snaga LED dioda dostigla je više od 100 lm/W.

BIJELO SVJETLO.

Konvencionalna LED u boji emituje uski spektar svetlosnih talasa (monohromatsko zračenje). Ovo je dobro za alarmne uređaje. A za rasvjetu su nam potrebne bijele LED diode i koristimo različite tehnologije..
Na primjer, miješanje boja korištenjem RGB tehnologije. Crvena, plava i zelena LED diode su gusto postavljene na jednu matricu, čije se zračenje miješa pomoću optičkog sistema, kao što je sočivo. Rezultat je bijela svjetlost.

Rice. 4 Emisioni spektar RGB LED. ("Vikipedija")

Ili, recimo, koristi se fosfor, tačnije, nekoliko fosfora se nanosi na LED i kao rezultat miješanja boja dobije se bijela ili blizu bijele svjetlosti. Bijele LED diode s fosforom su jeftinije od RGB matrica, što ih čini mogućim za osvjetljenje.

Rice. 5 Emisioni spektar bijele LED diode sa fosforom.* (Wikipedia)

Rice. 6 Bijela LED sa fosforom. Dijagram jednog od bijelih LED dizajna.

MRSV je štampana ploča visoke toplotne provodljivosti. * ("Vikipedija")

Strujno-naponska karakteristika LED dioda u smjeru naprijed je nelinearna i struja počinje teći od određenog graničnog napona. U glavnim modovima LED emisije, struja eksponencijalno zavisi od napona i male promene napona dovode do velikih promena struje. A budući da je izlaz svjetlosti direktno proporcionalan struji, svjetlina LED-a se ispostavlja nestabilnom. Zbog toga se struja mora stabilizovati. Svjetlina LED dioda može se, na primjer, podesiti korištenjem modulacije širine impulsa (PWM), za koju je potreban elektronički uređaj koji LED diodi daje impulsne visokofrekventne signale. Za razliku od žarulja sa žarnom niti, temperatura boje LED dioda se vrlo malo mijenja pri zatamnjivanju .

Prednosti i nedostaci fosfornih LED dioda.

U LED diodi, za razliku od žarulje sa žarnom niti ili fluorescentne svjetiljke, električna struja se pretvara direktno u svjetlosno zračenje, pa su stoga gubici relativno mali.

Glavna prednost bijelih LED dioda je visoka efikasnost, niska specifična potrošnja energije i visoka svjetlosna efikasnost - 160-170 lumena/vat.
Visoka pouzdanost i dug radni vijek.
Mala težina i veličina LED dioda omogućavaju im upotrebu u malim prijenosnim svjetiljkama.
Odsustvo ultraljubičastog i infracrvenog zračenja u spektru omogućava korištenje LED rasvjete bez štetnih posljedica, jer ultraljubičasto zračenje, posebno u prisustvu ozona, snažno djeluje na organske tvari, a infracrveno zračenje može dovesti do opekotina.
Specifični indikator gustine snage, koji karakteriše gustinu svetlosnog toka, standardne fluorescentne lampe je 0,1-0,2 W/cm², a za modernu belu LED je oko 50 W/cm².
Radite na temperaturama ispod nule bez smanjenja, a često čak i poboljšanja parametara.
LED diode su izvori svjetlosti bez inercije, ne zahtijevaju vrijeme za zagrijavanje ili isključivanje, kao što su fluorescentne sijalice, a broj ciklusa uključivanja i isključivanja ne utiče na njihovu pouzdanost.
LED je mehanički robustan i izuzetno pouzdan.
Lako podešavanje svjetline.
LED je niskonaponski električni uređaj, a samim tim i siguran.
Niska opasnost od požara, može se koristiti u eksplozivnim okruženjima.
Otpornost na vlagu, otpornost na agresivna okruženja.

Ali postoje i manji nedostaci:

Bijele LED diode su skuplje i složenije za proizvodnju od žarulja sa žarnom niti, iako njihova cijena postepeno opada.
Nizak kvalitet prikaza boja, koji se, međutim, postepeno poboljšava.
Snažne LED diode zahtijevaju dobar sistem hlađenja.
Brzo propadanje, pa čak i kvar na povišenim temperaturama spoljašnje okruženje više od 60 - 80°C.
Fosfori takođe ne vole visoke temperature, jer... koeficijent konverzije i spektralne karakteristike fosfora se pogoršavaju.
LED kućište je napravljeno od optički prozirne silikonske plastike ili epoksidne smole, koja stari i pod uticajem temperature zatamnjuje i žuti, upijajući deo svetlosnog toka.
Moderne, moćne, ultra svijetle LED diode mogu zaslijepiti i oštetiti vid.
Kontakti su podložni koroziji. Reflektori (obično izrađeni od plastike, presvučeni tankim slojem aluminija), na povišenim temperaturama vremenom pogoršavaju svojstva, a svjetlina i kvalitet emitirane svjetlosti postepeno se pogoršavaju.

PRAVI ŽIVOT BELIH LED-a.

Rice. 7 Smanjenje izlazne svjetlosti tokom rada i ponašanje kvarova žarulja sa žarnom niti (INC), fluorescentnih sijalica (FL), sijalica visokog intenziteta (HID) i LED sijalica (ne u skali, prikazane su tipične krive).

Časopis "Vrijeme elektronike", članak "Određivanje vijeka trajanja LED dioda"
Napisao Eric Richman (EricRichman), viši istraživač,PacificSjeverozapadNationalLaboratorije (PNNL)

Već dugi niz godina znamo za radni vijek LED dioda od 100.000 sati. Kako je to zaista?
“U ranim danima LED dioda, najčešće prijavljeni radni vijek bio je 100.000 sati. Međutim, niko nije uspeo da objasni odakle dolazi ovaj magični broj. Najvjerovatnije je to diktiralo tržište, a ne nauka. Prvi proizvođač LED dioda koji je pokazao vijek trajanja na osnovu stvarnih tehničkih parametara bio je Philips Lumileds, sa svojom idejom, Luxeon LED. Trajnost prvih Luxeon uređaja, sa specificiranom pogonskom strujom od 350 mA i temperaturom spoja od 90 stepeni Celzijusa, procijenjena je na 50.000 sati. To znači da će se nakon 50.000 sati rada LED-a pod datim uvjetima, njegov svjetlosni tok smanjiti na 70% originalnog.”
Članak “Uncharted Waters: Određivanje trajnosti LED svjetiljki”, Časopis "Vrijeme elektronike", Timur Nabiev.

Trenutno ne postoji standard koji definiše šta zapravo znači "vek trajanja" za LED diode. Takođe ne postoje standardi koji kvantificiraju promjenu boje LED diode tokom vremena. Nije definisano kako će LED dioda raditi nakon ovog perioda. Neke vodeće kompanije bile su prinuđene da definišu sopstvene kriterijume za životni vek. Na primjer, odabrane su dvije granične vrijednosti svjetlosnog toka: - 30% i 50%, po dostizanju kojih se LED dioda smatra neispravnim. A ove vrijednosti zavise od percepcije svjetlosti koju emituje ljudsko oko.
1) - 30% smanjenje svetlosnog toka reflektovanog LED svetla. Odnosno, kada LED baterijska lampa osvjetljava cestu, okolne objekte itd.
2) - 50% smanjenje svjetlosnog toka kada se koristi direktno svjetlo, na primjer u semaforima, putokazi, bočna svetla auta....
A druge kompanije prve linije biraju samo jednu graničnu vrijednost - 50%.
Štaviše, degradacija LED dioda i LED svjetla javlja se na svim nivoima, počevši od p-n spoj i završava prozirnim prednjim plastičnim sočivom kućišta svjetiljke. Štaviše, signalne i indikatorske LED diode male snage mogu služiti decenijama. A ultra-sjajne moderne LED diode, koje često rade u intenzivnim uslovima, kako na struji tako i na temperaturi, mnogo brže gube svoju svjetlinu. Dakle, stvarni vijek trajanja visokokvalitetnih modernih LED dioda je od nekoliko mjeseci do pet do šest godina u neprekidnom radu. Na primjer, Petzl tvrdi da vijek trajanja svojih LED dioda u baterijskim svjetiljkama iznosi najmanje 5.000 sati. Inače, vodeće kompanije često tvrde kraći vijek trajanja za svoje uređaje od onih „super-duper-budžetnih“, često azijskih proizvođača, koji jednostavno povećavaju trenutni nivo i postižu blistav sjaj. Kada kupujete baterijske lampe, sve karakteristike LED dioda odgovaraju pasošu, u kojem uvijek pišu o magičnih 100.000 sati. Ali stvarni vijek trajanja takvih LED dioda ne smije prelaziti 1000...1500 sati i za to vrijeme svjetlosni tok se smanjuje za najmanje 2 puta.

BATERIJE I AKUMULATORI.

Tokom rada, baterije i akumulatori se prazne, napon napajanja se smanjuje, svjetlina LED dioda i efektivni svjetlosni tok postepeno se smanjuju.

Kriva smanjenja osvjetljenja tokom prirodnog pražnjenja baterije.

Elektronski podesiva svjetlina. Osvetljenost od 0,25 luxa se meri na udaljenosti od 2 metra od lampe. (Ovo je osvjetljenje koje daje mjesec za vrijeme punog mjeseca).

Za poboljšanje efektivnog izlaza svjetlosti koristi se elektronska regulacija (stabilizacija) napona napajanja. Jačinu struje kontrolira poseban mikro krug, koji osigurava stabilnu svjetlinu tijekom cijelog radnog vremena. Ideju je prvi razvio Petzl. Zahvaljujući elektronskom kolu, baterijske lampe imaju stabilne karakteristike tokom celog radnog vremena, a zatim prelaze u režim nužde (0,25 luxa). Svjetlina od 0,25 luxa je osvjetljenje koje daje puni mjesec visoko iznad horizonta po vedrom vremenu.

Optimalni izvori energije.

1. Za LED lampe danas, to su naravno alkalne ili litijumske (litijum-jonske) baterije za jednokratnu upotrebu. Litijumske baterije su lagane, imaju veliki kapacitet i dobro rade na niskim temperaturama. To su npr. Li-MnO2 baterije CR123 ili CR2 napona 3V ili Li-FeS2 (litijum gvožđe disulfid) baterije sa naponom od 1,5V, ali nisu sva LED svetla kompatibilna sa litijum baterijama - molimo pogledajte uputstva .
2. Baterije.

Karakteristike	Nikl-kadmijum	Nikl metal hidrid	litijum- jonski
Nazivni napon, V
Tipični kapacitet, Ah
Specifična energija: težina, Wh/kg volumetrijski, Wh/dm3	30 - 60 100 -170	40 - 80 150 -240	100 - 180 250 - 400
Maksimalna konstantna struja pražnjenja, do	5 (10) WITH	3 WITH	2 WITH
Način punjenja	Standard: struja 0,1 WITH 16 sati Ubrzano: struja 0,3 WITH 3-4h brzo: trenutni 1 WITH~1 h	Standard: struja 0,1 WITH 16 sati Ubrzano: struja 0,3 WITH 3-4h brzo: trenutni 1 WITH~1 h	Struja punjenja 0,1-1 WITH do 4,1-4,2 V, zatim na konstantan napon
Koeficijent povrata kapaciteta (pražnjenje/punjenje)
Raspon radne temperature, ºS
Samopražnjenje (u%): za 1 mjesec za 12 meseci			4 - 5 10 - 20

Struja 1C označava struju numerički jednaku nazivnom kapacitetu.

* Iz članka: A.A. Taganova “IZVORI LITJUMSKE STRUJE ZA PRENOSNU ELEKTRONSKU OPREMU”

Nikl-kadmijum (NiCd) imaju malu težinu i dimenzije, lošu ekološku prihvatljivost - kadmijum je užasno štetan metal za zdravlje. Eksploziv sa izdržljivim i zapečaćenim kućištem, koji ima mikroventile za automatsko ispuštanje gasova, ali, u isto vreme, prilično visoku pouzdanost i velike struje punjenja i pražnjenja. Često se koriste u opremi na brodu i za uređaje koji troše mnogo energije, kao što su svjetla za ronjenje. Jedina vrsta baterija koja se može čuvati ispražnjena, za razliku od nikl-metal hidridnih (Ni-MH) baterija, koje se moraju skladištiti potpuno napunjene, i litijum-jonskih baterija (Li-ion), koje se moraju čuvati sa 40% napunjenosti na kapacitet baterije
Nikl metal hidrid (Ni-MH) su razvijeni da zamene nikl-kadmijum (NiCd). NiMH baterije praktički nemaju “memorijski efekat” i nije često potrebno potpuno pražnjenje. Ekološki prihvatljivo. Najpovoljniji način rada: niska struja punjenja, nazivni kapacitet 0,1, vrijeme punjenja - 15-16 sati (preporuka proizvođača). Preporučljivo je čuvati potpuno napunjene baterije u frižideru, ali ne ispod 0 C?. Pružaju 40-50 posto prednosti u specifičnom energetskom intenzitetu u odnosu na prethodni favorit - NiCd. Imaju značajan potencijal za povećanje gustine energije. Ekološki prihvatljiv - Sadrži samo blage toksine i može se reciklirati. Jeftino. Dostupan u širokom rasponu veličina, parametara i karakteristika performansi.

DIMENZIJE I SVJETLE.

12) TL-LD1000 CatEye

13) RAPID 1 (TL-LD611-F) CatEye

Evropska sigurnosna praksa uključuje upotrebu ne samo stražnjih, već i prednjih bočnih svjetala.
Rapid 1 prednja (bijela) i stražnja (crvena) svjetla, s funkcijom punjenja baterije preko USB port i indikator nivoa napunjenosti. Velika snaga svjetiljke postignuta je korištenjem SMD LED i OptiCube™ tehnologije. Svjetlucanje CatEye Rapid 1 privlači pažnju vozača i prolaznika.
4 režima rada omogućavaju optimalan izbor parametara, kako noću tako i tokom dana. CatEye Rapid 1 dolazi sa niskim profilom SP-12 Flextight™ nosača, koji je kompatibilan sa svim novim RM-1.

Vrijeme rada: 5 sati (kontinuirani način rada)

25 sati (brzi i pulsni načini rada)

40 sati (režim treptanja)

Način rada memorije osvjetljenja (posljednji način rada koji ste uključili)

Li-ion USB baterija - punjiva

Težina oko 41 g. sa nosačem i baterijom

Obuća za odjeću.

14) SOLAR (SL-LD210) CatEye

Biciklista mora biti vidljiv ne samo sa zadnje strane, već i iz nadolazećeg saobraćaja, ne samo noću, već i danju - sa upaljenim bočnim svjetlom.

Jedna LED dioda od 5 mm se automatski uključuje u trepćućem modu kada počnete da vozite u mraku. Ugrađena solarna baterija se puni u roku od 2 sata u dobrim vremenskim uslovima i omogućava do 5 sati rada. Dostupan u prednjim i stražnjim modelima za montažu, dolazi s novim Flextight™ nosačem. Težina 44 g. uključujući nosač i bateriju

DINAMO - LANTERNE (BUBE).

15) PLAVABIRD

3- LED diode, svjetlina 6 lm, 3 moda, dvije konstantne (1LED i 3LED), jedna trepćuća (3LED), rad nakon punjenja: - oko 40 minuta (3LED); - oko 90 minuta (1 LED), težina sa držačem za upravljač 115g.

utisak:

Pa, jako dobra baterijska lampa, IMHO, kako za veličinu na biciklu, tako i za osvjetljenje u "ručnom načinu rada" u šatoru, na odmorištu i općenito. U civilizovanim urbanim uslovima, kada postoji opšta rasveta i dobar vid, može da bude i glavna baterijska lampa, pogotovo ako je put poznat. Zvučnik se lako okreće, ne stvara mnogo buke, a baterija se brzo puni. Sjaji dobro bijelo svjetlo. UREDU!

16) Punjač Energenie EG-PC-005 za mobilne telefone sa ručnim pogonom i baterijskom lampom. Instaliran na biciklu.

Energija se proizvodi pomoću dinamo-a sa polugom. Rotiranje ručke tri minuta puni mobilni telefon za najmanje 8 minuta razgovora. Rotiranje ručice u trajanju od 10 minuta daje jako svjetlo najmanje 50 minuta.

Specifikacije

Izlazni napon - 4.0-5.5V
Izlazna struja do 400 mA
Ugrađena Ni-MH punjiva baterija od 80 mAH omogućava najmanje 500 punjenja
2 baterijske lampe:
-glava: LED, pri maksimalnom punjenju svijetli do 10 metara.
-straga: crvena LED.
Dva načina rada: konstantno svjetlo (3LED), - strob (3LED)
Neto težina 0,2 kg
Sadržaj isporuke

Energenie EG-PC-005 punjač za mobilni telefon sa ručnim pogonom, nosačem za bicikl i prednjim svjetlom
zadnje svjetlo sa kablom od 1,2m
kabl za Nokia telefone
6 adaptera za ostale telefone

utisak:

Nije loša veličina, pogodna za rasvjetu u šatoru i za sve vrste kućnih potreba. LED diode nisu najbolje - sa jasnom plavičastom nijansom, što nije gut. Nažalost, baterija se teško nosi s dvostrukim opterećenjem (3LED) sprijeda i crveno svjetlo pozadi - i dovoljno brzo "sjednite". Morao sam ugasiti i izbaciti crveno zadnje svjetlo i, IMHO, postalo je bolje (duže). Poluga zvučnika se lako okreće, nema mnogo buke, a baterija se puni bez problema. Morao sam napuniti i mobilni telefon i e-čitač dok sam putovao. Uz određenu upornost i strpljenje, to se može učiniti, ali će biti potrebno malo truda. Kada baterijska lampa radi pod vanjskim opterećenjem, sila na ručici se značajno povećava i morate se malo znojiti. Ali ukupna procjena ovog uređaja je korisna stvar.

17) Punjač Energenie EG-SC-001 za mobilne telefone sa baterijom koja se puni iz svetla i iz mreže i sa ugrađenom LED baterijskom lampom.

Prisutnost USB konektora omogućuje vam brzo punjenje ugrađene baterije, koja je opremljena zaštitom od prepunjavanja, dubokog pražnjenja, preopterećenja i kratkog spoja. Ako je baterija prazna, aktivira se sistem upozorenja. Ima ugrađenu LED baterijsku lampu.

Puni sledeće mobilne telefone i opremljen je sledećim konektorima: Nokia 6101 i 8210 serije, Samsung A288 serija, Mini USB 5pin, Sony Ericsson K750 serija, Micro-USB.

Solarne ćelije Energenie EG-SC-001 omogućava punjenje mobilnih uređaja na planinarenje, naravno po sunčanom vremenu.
Specifikacije

izlazni napon - 5.4V
izlazna struja do 1400 mA
Ugrađena Li-ion punjiva baterija od 2000 mAH omogućava najmanje 500 punjenja
ugrađeni USB konektor 5-6V
svetla LED lampa
dimenzije: 116*49*26 mm
težina 130 g

Sadržaj isporuke

Punjač
AC220V-DC5V USB adapter za napajanje A crni
5 adaptera za punjenje mobilnih telefona
USB kabl za povezivanje.

Molimo omogućite JavaScript da vidite