מקורות אור LED

3 סיבות מדוע נורות LED משמשות כמקור אור בהשוואה למנורות HID

• לנורות LED אין נימה להישרף או להישבר ולכן הן מחזיקות הרבה יותר זמן מנורות קונבנציונליות. בהתחשב בכך שבב מוליכים למחצה קטן מאוד מפעיל נורית LED, הם עמידים מאוד ונוטים להחזיק אלפי שעות רבות.
• נוריות הנוריות 'נדלקות באופן מיידי', בדומה למנורות הלוגן, ולכן נוחות לשימוש ביישומים הכפופים לרכיבת הפעלה תכופה או פוטנציאלית. לעומת זאת, מנורות HID שבירות יותר ונאלצות להתחמם (15 - 25 שניות) במהלך ההצתה
• טכנולוגיית ה- LED משתנה במהירות וניתן לצפות כי נוריות ה- LED יעלו בסופו של דבר על ביצועי תאורת HID.

כיצד משתמשים ב- LED כמקור אור?

דיודות פולטות אור (LED) הן מקורות אור המשתמשים בדיודות הפולטות אור כאשר הן מחוברות במעגל. ההשפעה היא סוג של הארה אלקטרו שבה נוריות LED משחררות מספר רב של פוטונים כלפי חוץ. הנורית ממוקמת בנורת פלסטיק, שמרכזת את מקור האור. החלק החשוב ביותר של נורית הנורה הוא שבב המוליך למחצה. מקור האור. הוא מורכב מאזורי p ו- n עם צומת ביניהם. אזור p נשלט על ידי מטענים חשמליים חיוביים והאזור n נשלט על ידי מטענים חשמליים שליליים. הצומת הוא מעין חומה בין שני האזורים, וחוסם את מעברם של נושאי מטען בין שני האזורים.

כאשר מוחל מתח מספיק על שבב המוליכים למחצה, אלקטרונים יכולים לנוע בקלות על פני הצומת שם הם נמשכים מיד לכוחות החיוביים באזור p. כאשר אלקטרון נע קרוב מספיק למטען חיובי באזור p, שני המטענים 'מתאחדים מחדש'.

כאשר אלקטרון משתלב עם יון חיובי, האנרגיה הפוטנציאלית החשמלית הופכת לאנרגיה אלקטרומגנטית וזה קורה בצורה של פליטת פוטון של אור.

לפוטון זה יש תדר הנקבע על ידי המאפיינים של חומר המוליך למחצה (בדרך כלל שילוב של היסודות הכימיים גליום, ארסן וזרחן).

נוריות הנורה הפולטות צבעים שונים עשויות מחומרים מוליכים למחצה שונים. במילים פשוטות, נוריות LED הן רכיבי מעגל חשמליים קטנים המשמשים כנורה ללא שום נימה. נוריות LED מוארות אך ורק על ידי תנועת אלקטרונים בחומר מוליך למחצה, מה שהופך אותם לחסכוניים בחשמל ועמידים מאוד לאורך תקופות זמן ארוכות.

מהו סוג ה- LED המשמש ביישומי הברקה?

ה- LED הלבן הוא טכנולוגיית התאורה החדשה והמרתקת ביותר מאז הצגת מנורות הפלורסנט. נוריות בעוצמה גבוהה פופולריות כיום בגלל דרישות הזרם הנמוכות הגבוהות שלהם. נוריות LED לבנות בהירות גבוהות משמשות יותר ויותר ביישום תאורה כמדד לחיסכון באנרגיה. יישומי LED לבנים כוללים תאורת תאורה אחורית בטלפונים ניידים, תאורת LCD אחורית, תאורה לבית ולרכב, לוחות תצוגה וכו '. נוריות ה- LED קטנות במיוחד וגוזלות מעט אנרגיה וממרות חשמל ביעילות לאור.

מדוע מעדיפים את ה- LED הלבן?

נורית LED גבוהה ואט בדרך כלל מייצרת סביב 75-100 לומן לוואט על חשבון זרם של 350 מילי אמפר. אובדן אנרגיה באמצעות חום הוא כמעט אפסי בנורות LED ויש להם אורך חיים ארוך מאוד של אלפי שעות. נוריות LED הן מכשירים ידידותיים לסביבה מכיוון שהם אינם מכילים עופרת או כספית. בניגוד למנורות פלורסנט, נוריות LED אינן פולטות קרני UV.

נורית LED לבן A1 וואט נותנת שטף אור בסביבות 100 ל 'המספיק להארת אזור מוגבל. כמות האור הנפלט ממקור אור נמדדת במונחי לומן. למשל, נורת 60 וואט פולטת 730 לומן ושנורת הלוגן 50 וואט היא 900 לומן לכל שבב LED יש שטח של מילימטר מרובע אחד בלבד, מה שמספק בהירות כוללת מרוכזת מאוד

ירידת המתח קדימה של נורית הלבן 1 וואט היא 3.3 וולט וגוזלת 350 מיליאמר אמפר. לפיכך נורית LED לבנה רגילה דורשת 3 וולט וסביבות 40 mA זרם כדי להעניק בהירות מרבית.

נוריות לבנות בעלות הספק גבוה יכולות להיות מונעות בזרם גבוה של מאות מילי אמפר לאמפר כדי לייצר אור בעוצמה גבוהה. כמה יצרנים יכולים לייצר מעל אלף לומן. חייבים להתקין את ה- HPLED על גוף קירור כדי לאפשר פיזור חום אחרת המכשיר יפגע בקלות.

שתי דרכים לבניית LED לבן

• השיטה כוללת ציפוי שבב LED (בעיקר כחול עשוי אינדיום גליום ניטריד, InGaN) בזרחן בצבעים שונים כדי לייצר את האור הלבן. החלק של ספקטרום האור המתאים לאור הכחול מועבר לאורכ הגל הארוך יותר, באמצעות תהליך המכונה הסטה של ​​סטוקס. האור הלבן של נוריות הלבן מגיע מכחול הלהקה הצר הנפלט באופן טבעי על ידי נוריות ה- GaN, בתוספת צהוב של ספקטרום רחב שנוצר על ידי ציפוי זרחן על המשטח הסופג חלק מהכחול והופך אותו לצהוב. InGaN יכול לייצר אורכי גל תפעוליים מירוק לאולטרה סגול על ידי שינוי הכמויות היחסיות של אינדיום וגליום במהלך הייצור. חומר הזרחן הנפוץ הוא גרניט אלומיניום אטריום מסומם בסריום או Ce3 + YAG.
• ניתן ליצור נוריות לבנות על ידי ציפוי ליד נוריות פולטות UV בתערובת של יעילים גבוהים מבוססי אירופיום פוספטים פולטים אדום וכחול בתוספת ירוק פולט נחושת ואלומיניום מסומם. זוהי שיטה הדומה לעבודה של מנורות פלורסנט. שיטה זו יעילה פחות מהנור LED הכחול עם הזרחן, מכיוון שהסטה של ​​סטוקס גדולה יותר ולכן יותר אנרגיה מומרת לחום. חסרון נוסף הוא שאור UV עלול לדלוף מנורת LED לא תקינה ולגרום נזק לעיניים אנושיות או לעור.

3 יישומים הכוללים LED כמקור אור

• מנורת חירום מבוססת LED

ניתן לחבר אותו לשקע החשמל והוא נדלק ברגע הפסקת החשמל. הוא פולט בחדר אור לבן קריר שמספיק גם למטרת קריאה. הוא מופעל באמצעות סוללת טלפון אלחוטית 4.5 וולט ומשתמש בנורת LED 1 ואט.

עבודה של המערכת

המעגל משתמש בשנאי צעד נמוך של 4.5 וולט 300 mA, מיישר גשר הכולל D1 עד D4 וקבל ההחלקה C1 כמספק החשמל לטעינת הסוללה הנטענת של 4.5 וולט. שנאי 4.5 וולט זמין ומשמש בדרך כלל ב נורות חירום לד . הוא מוריד את 230 וולט הסיבוב לזרם וולט נמוך שמתוקן לאחר מכן על ידי מיישר הגל המלא. הקבל C1 הופך את אדוות ה- DC לחינם לטעינה. הנגד R1 מספק כ 80 מילי אמפר זרם לטעינה. מכיוון שהמעגל תמיד מחובר לחשמל, זרם נמוך הוא אידיאלי לטעינה. הסוללה הנטענת המשמשת במעגל היא סוללת טלפון אלחוטי 4.5 וולט.
כאשר החשמל זמין, טעינת הסוללה נעשית באמצעות R1 ו- D5. במקביל, הטרנזיסטור PNP מקבל הטיה חיובית דרך R1 והוא נשאר כבוי. כאשר הכוח נכשל, הטיות D5 הפוכות ובסיס ה- T1 יהפוך לשלילי. לאחר מכן הוא מוליך ומדליק את ה- LED. כאשר החשמל מתחדש, נורית הנורית נכבית אוטומטית.

1W-LED-מנורת חירום

כיצד להגדיר?

המעגל יכול להיות מורכב על פיסת לוח perf. סגור את המעגל, השנאי והסוללה בתיבת מתאם מסוג תקע. תקן לד מחוץ לקופסה, רצוי עם קרקע אחורית. ניתן להדביק נייר נייר למטרה זו, והוא גם ישמש כקירור לד נורית. מכיוון שזרם גבוה זורם דרך T1 כאשר נורית הנורית, T1 דורש גוף קירור. נורית LED 1 ואט עלתה בסביבות Rs.50 והסוללה Rs.150.

• מנורה אוטומטית באמצעות נורית 1 ואט

הנה מנורה אוטומטית המשתמשת בהספק גבוה נורית LED לבנה נדלקת בערב ונשארת דולקת עד הבוקר. נורות LED לבנות משמשות בימינו מכיוון שהן זקוקות לאספקת חשמל פשוטה בכדי להניע ולשלוט בהן, בניגוד למנורות פריקה ליבון. נורית ה- LED המשמשת דירוג של 1 וואט ואספקת חשמל מוסדרת ללא שנאי משמשת להפעלת המכשיר.

עבודה של המערכת

הקבלים c1 ו- c2 מורידים את מתח ה- AC לערך נמוך יותר. בדרך כלל משתמשים בקבלים בעלי ערך גבוה. קטע מיישר הגשר מייצר פלט DC פועם מאות ה- AC. הקבל מסיר את אדוות ה- AC הקיימות באות ה- DC. אות מסונן זה מוחל על פני דיודת הזנר, המספק פלט DC מוסדר על פני המסוף שלו. הקבל c3 מאפשר בדרך כלל לעבור לאות זרם זרם וחוסם את אות ה- DC. הוא פועל כאלמנט עוקף. LDR ו- T1 מהווים מתג רגיש לאור להפעלה / כיבוי של ה- LED. LDR מציע עמידות גבוהה בחושך ועמידות נמוכה באור. כך שבמהלך היום, LDR מתנהל ובסיס ה- T1 יימשך לפוטנציאל הקרקע והוא נותר כבוי לכיבוי הנורית הלבנה. בשעות הלילה, כאשר אור היום נפסק, ההתנגדות של LDR גוברת ו- T1 מקבל הטיה בסיסית והתנהגויות. לאחר מכן נורית ה- LED המחוברת לקולט T1. BD 139 הוא טרנזיסטור NPN בעל הספק בינוני וחיבורי הפינים שלו הם בסיס - אספן - פולט מהצד הקדמי. גוף קירור הוא הכרחי עבור T1 מאחר והנורית עוברת סביב זרם ה 100 מיליאמפר. נורית LED המשמשת במעגל היא נורית LED 1 וואט עם ירידת מתח קדימה של 3.3 וולט ודורשת זרם של 350 מיליאמפר כדי לקבל בהירות מלאה.

• מנורת חירום ניידת בהצטיינות מטען נייד

הנה מנורת חירום ניידת בהצטיינות מטען נייד. הוא משתמש בנורת LED בהירה גבוהה שיכולה לתת מספיק אור בחדר כאשר החשמל נכשל. נורית LED לבנה יכולה להיות נורית ניטריד אינדיום גליום הפולטת אור לבן כחלחל, שניתן לסנן באמצעות מסנן זרחן בעדשה או באמצעות תערובת של נוריות LED צבעוניות. זה יכול לשמש גם כמטען נייד גם במצב התקע בזמן הנסיעה.

עבודה של המערכת

אספקת החשמל למעגל נגזרת משנאי ירידה של 0-6 וולט 300 mA, מיישר גל מלא הכולל D1 עד D4 וקבל החלקה C1. מעגל תאורת החירום מורכב מדיודה D5, הנגד R2 והטרנזיסטור T1. כאשר כוח החשמל זמין, דיודות D5 קדימה והטענת הסוללה 6 וולט דרך הנגד R2. במקביל, טרנזיסטור PNP T1 יהיה מחוץ הולכה מאחר ובסיסה נשמר גבוה דרך R1. הנורית הלבנה המחוברת לאספן T1 נותרת כבויה. כאשר כוח החשמל נכשל, הטיות D5 הופכות ובסיס ה- T1 מקבל הטיה שלילית והוא מוליך. נורת LED לבנה נדלקת באמצעות החשמל מהסוללה. קטע המטען הנייד במעגל מורכב מאספקת חשמל מוסדרת המבוססת על זנר. ניתן להקיש על זרם טעינה מנקודות A ו- B באמצעות מחבר מתאים.

מטען נייד נייד עם חירום

עכשיו אני מקווה שקיבלתם מושג לגבי הרעיון של מקורות האור LED ואם יש לכם שאלות מהמאמר ומפרויקטים אלקטרוניים חשמליים השאירו את סעיף ההערות למטה.