Τι δεν ξέρετε για τα LED

Το LED είναι μια συσκευή ημιαγωγών που μετατρέπει την ενέργεια ενός ηλεκτρικού ρεύματος σε φως, η βάση του οποίου είναι ένας εκπεμπόμενος κρύσταλλος. Διάφορες τροποποιήσεις δομών LED αναπτύσσονται με βάση κρυστάλλους ημιαγωγών με συνδέσεις p-n που εκπέμπουν. Καθώς αυξάνεται η απόδοση των LED, αυξάνεται και ο αριθμός των πιθανών εφαρμογών.

Κατασκευή και εφαρμογή LED

Τα LED δημιουργούνται από στρώματα ημιαγωγών υλικών. Το LED αποτελείται από έναν κρύσταλλο ημιαγωγών σε ένα υπόστρωμα, ένα περίβλημα με καλώδια επαφής και ένα οπτικό σύστημα. Τα ισχυρά περιβλήματα LED περιλαμβάνουν επίσης μια ψύκτρα για να διαχέει την υπερβολική θερμότητα.

Το σύγχρονο LED είναι μια αρκετά σύνθετη συσκευή ημιαγωγών, η παραγωγή της οποίας χρησιμοποιεί διάφορες τεχνολογίες από τους τομείς της φυσικής, της χημείας και της ηλεκτροτεχνίας. Η βάση κάθε LED είναι ένα κρυστάλλινο τσιπ LED.

Τα LED κατασκευασμένα από τεχνολογία SMD και COB τοποθετούνται (κολλημένα) απευθείας σε μια κοινή βάση που μπορεί να λειτουργήσει ως ψύκτρα — σε αυτή την περίπτωση, είναι κατασκευασμένη από μέταλλο. έτσι Μονάδες LEDπου μπορεί να είναι γραμμικό, ορθογώνιο ή κυκλικό, 50–75 mm, άκαμπτο ή εύκαμπτο και σχεδιασμένο για να ικανοποιεί κάθε ιδιοτροπία του σχεδιαστή.

Παλαιότερα υπήρχαν πολλά LED σε μονάδες LED. Τώρα, καθώς αυξάνεται η ισχύς, τα LED γίνονται όλο και λιγότερα, αλλά το οπτικό σύστημα, το οποίο κατευθύνει το ρεύμα φωτός στην επιθυμητή σταθερή γωνία, παίζει όλο και πιο σημαντικό ρόλο.

Τρόποι λήψης λευκού φωτός από LED:

1. Η πρώτη μέθοδος είναι η ανάμειξη χρωμάτων χρησιμοποιώντας τεχνολογία RGB. Κόκκινα, μπλε και πράσινα LED είναι πυκνά τοποθετημένα σε μια μήτρα, η ακτινοβολία της οποίας αναμιγνύεται χρησιμοποιώντας ένα οπτικό σύστημα, για παράδειγμα έναν φακό. Το αποτέλεσμα είναι λευκό φως.

2. Η δεύτερη μέθοδος συνίσταται στο γεγονός ότι τρεις φωσφόροι που εκπέμπουν μπλε, πράσινο και κόκκινο φως, αντίστοιχα, εφαρμόζονται στην επιφάνεια του LED που εκπέμπει στην υπεριώδη περιοχή. Αυτό είναι παρόμοιο με το πώς ανάβει μια λάμπα φθορισμού.

3. Η τρίτη μέθοδος — κίτρινο-πράσινο ή πράσινο συν κόκκινο φώσφορο εφαρμόζεται σε ένα μπλε LED έτσι ώστε δύο ή τρεις εκπομπές να αναμειγνύονται για να σχηματίσουν λευκό ή σχεδόν λευκό φως.

Εφαρμογή LED
Τα πρώτα LED εμφανίστηκαν τη δεκαετία του 1970, αλλά έγιναν ευρέως διαδεδομένα μετά από μερικές δεκαετίες.

Τα σύγχρονα LED διακρίνονται για τις μικροσκοπικές τους διαστάσεις, την αντοχή, τη μεγάλη διάρκεια ζωής, τα καλά οπτικά χαρακτηριστικά και την υψηλή κβαντική απόδοση ακτινοβολίας. Σε αντίθεση με πολλές άλλες πηγές φωτός, τα LED μπορούν να μετατρέψουν την ηλεκτρική ενέργεια σε φωτεινή ενέργεια με αποτελεσματικότητα. κοντά στο ένα.

Η γκάμα της τεχνολογίας LED επεκτείνεται μέρα με τη μέρα.Αυτό οφείλεται κυρίως στην ενεργειακή τους απόδοση και στη χαμηλή κατανάλωση ενέργειας με υψηλή απόδοση φωτός.

Τα LED έχουν γίνει πλέον εμπορικά παραγόμενες πηγές φωτός για μια μεγάλη ποικιλία εφαρμογών φωτισμού. Αυτό κατέστη δυνατό λόγω της μάλλον ταχείας αύξησης της ενεργειακής απόδοσης, της αξιοπιστίας και της ανθεκτικότητας των LED.

Η χαμηλή κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας, η ευκολία σχηματισμού της δέσμης με δευτερεύοντα οπτικά, η ευκολία ελέγχου και, κυρίως, η ειδική αντίληψη της ακτινοβολίας από το μάτι καθιστούν τα LED απαραίτητα για τη δημιουργία πηγών φωτός.

Συσκευή LED υψηλής ισχύος

Το ισχυρό LED έχει τρία χαρακτηριστικά:

1. Περιλαμβάνει μια ψύκτρα αλουμινίου ή χαλκού χαμηλής θερμικής αντίστασης στην οποία συνδέεται ο κρύσταλλος με μεταλλική κόλληση.

2.Το κρύσταλλο LED είναι σφραγισμένο με σιλικόνη, εξασφαλίζοντας την απουσία μηχανικής καταπόνησης κατά τη λειτουργία. Η σιλικόνη καλύπτεται με πλαστική επίστρωση που λειτουργεί ως φακός.

3. Το υπόστρωμα πυριτίου στο οποίο είναι στερεωμένο το LED παρέχει προστασία ESD στη δομή.

Πολλά τσιπ σε ένα μόνο υπόστρωμα μπορούν να συνδεθούν σε σειρά για να αυξήσουν την τάση λειτουργίας με ταυτόχρονη μείωση των ρευμάτων λειτουργίας.

Ο σχεδιασμός του LED καθορίζει την κατεύθυνση, τη χωρική κατανομή, την ένταση εκπομπής, τα ηλεκτρικά, θερμικά, ενεργειακά και άλλα χαρακτηριστικά της εκπομπής από έναν κρύσταλλο ημιαγωγών. Και φυσικά, η αμοιβαία επιρροή όλων αυτών των παραμέτρων μεταξύ τους.

Ένα LED είναι ημιαγωγός, και ως εκ τούτου μεταφέρει ηλεκτρικό ρεύμα προς μία μόνο κατεύθυνση, κάτι που πρέπει να ληφθεί υπόψη από έναν αρχάριο ηλεκτρολόγο. Αυτή είναι η όλη δυσκολία, γιατί αποδεικνύεται ότι το LED δεν αρέσει καθόλου όταν συνδέεται απευθείας στην πηγή ρεύματος. Το πρόβλημα είναι ότι τα LED δεν αντιλαμβάνονται το μέτρο αρχίζοντας να καταναλώνουν ενέργεια και επομένως καίγονται αμέσως. Για να «παραδοθεί» η απαραίτητη ποσότητα ενέργειας στη δίοδο, χρησιμοποιούνται ειδικοί περιοριστές, πιο γνωστοί ως αντιστάσεις.

Για να προσδιορίσετε σωστά τα σύρματα ανόδου και καθόδου, πρέπει να υπολογίσετε το μήκος των ποδιών τους. Είναι γενικά αποδεκτό ότι το σκέλος της ανόδου πρέπει να είναι ελαφρώς μακρύτερο από το σκέλος της καθόδου. Εάν έχετε εμπειρία στη συγκόλληση LED, η πιθανότητα βλάβης ελαχιστοποιείται, αλλά για αρχάριους ηλεκτρολόγους, μπορεί να υπερθερμανθούν. Οι πρώτες δίοδοι μπορούν να συγκολληθούν κρατώντας ένα από τα πόδια του με τσιμπιδάκια — αυτό θα εξασφαλίσει αποτελεσματική απομάκρυνση της περίσσειας θερμότητας.

Πολλοί άνθρωποι πιστεύουν λανθασμένα ότι το χρώμα του LED καθορίζεται από το χρώμα του πλαστικού στο οποίο είναι "ραμμένο". Στην πραγματικότητα, όλα είναι λίγο πιο περίπλοκα και το χρώμα με το οποίο λάμπει η δίοδος θα καθοριστεί από τον τύπο του υλικού ημιαγωγών που χρησιμοποιείται στην παραγωγή της. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα LED με διαφορετικά χρώματα φωτός διαφέρουν στην τιμή. Τα κόκκινα είναι τα φθηνότερα γιατί χρησιμοποιούνται συχνότερα για ένδειξη, αλλά τα πιο ακριβά LED είναι μπλε και άσπρα. Η τεχνολογία φωτισμού προχωρά συνεχώς και ως εκ τούτου όλο και περισσότερες νέες δίοδοι εμφανίζονται στην αγορά.

Εάν θέλετε να δοκιμάσετε γρήγορα τη λειτουργικότητα του LED, μπορείτε να το συνδέσετε μέσω μιας αντίστασης 1K, καθώς θα φιλοξενήσει σχεδόν όλες τις διόδους έως 12V.

Οι πολύχρωμοι λαμπτήρες, οι οποίοι χρησιμοποιούνται στην κατασκευή εξωτερικών οθονών και γραμμών ανίχνευσης, συνδυάζουν υλικά ημιαγωγών που εκπέμπουν πράσινο και κόκκινο όταν ενεργοποιούνται. Αλλάζοντας τον αριθμό και τη συχνότητα των παλμών, καθώς και τη φωτεινότητα των ημιαγωγών, μπορεί να επιτευχθεί μεγάλη ποικιλία χρωμάτων και αποχρώσεων.

Δεν συνιστάται αυστηρά η παράλληλη σύνδεση πολλών LED χρησιμοποιώντας μία μόνο αντίσταση, καθώς λόγω ορισμένων χαρακτηριστικών αυτό μπορεί να οδηγήσει σε μείωση της διάρκειας ζωής τους. Σήμερα, τα LED χρησιμοποιούνται ευρέως τόσο από μικρές εταιρείες όσο και από κολοσσούς στον κόσμο της τεχνολογίας φωτισμού. Εάν θέλετε να μάθετε περισσότερα για την ηλεκτρική ενέργεια και τις ιδιαιτερότητες της εργασίας με LED, μελετήστε προσεκτικά τις πληροφορίες που παρουσιάζονται στον ιστότοπό μας.