Kraftige LED-matriser i belysning: enhets- og applikasjonsfunksjoner

Siden utviklingen av den første praktisk anvendbare LED av University of Illinois-professor Nick Holonyak i 1962, har mer enn et halvt århundre gått, men den revolusjonerende oppfinnelsen til i dag gjennomgår progressive endringer, og blir mer og mer perfekt og mer og mer teknologisk og nyttig.

Elektroluminescensen til en halvlederovergang, med rekombinasjonen av elektroner og hull, er nå grunnlaget for superøkonomiske lyskilder. LED, ofte kalt LED (forkortelse for engelsk lysdiode), og lamper får gradvis en stabil posisjon i markedet for moderne energisparende belysningsteknologier, både for hjemlige behov, og for bedrifter og til og med for gatebelysningssystemer.

LED-pærer overgår sikkerheten kompakte lysrør, som inneholder kvikksølv, og glødelamper og nå blir fullstendig en relikvie fra den fjerne fortiden.

Hovedårsaken til at glødelamper erstattes av LED-lyskilder er fordi glødelampen avgir i et veldig bredt spekter, hvor en betydelig del av dem ganske enkelt ikke fungerer for belysning. Bare 5 prosent av den totale strømforbruket fra en glødelampe går til belysning, og resten går til oppvarming.

Det er grunnen til at kraftige LED-er og LED-matriser (monolitiske samlinger) nylig er blitt så vidt representert på markedet nylig for å erstatte industrielle armaturer. En LED avgir i et ganske trangt område av spekteret, for eksempel har en oransje LED en bølgelengde i området fra 590 nm til 610 nm.

Fordelene med LED-lyskilder inkluderer:

• høyt lysutbytte sammenlignbart med natriumlamper (en verdi på 160 lumen per watt oppnås),

• styrke og vibrasjonsmotstand, lang levetid (opptil 100000 timer),

• bredt spekter for valg av lett temperatur (fra varme 2700 K til kalde 6500 K),

• spektral renhet gitt av enheten selv.

På grunn av den lave tregheten, tennes lysene umiddelbart med full lysstyrke, uavhengig av omgivelsestemperatur, og å slå på / av påvirker ikke lysdiodenes levetid nevneverdig. Strålingsvinkelen kan være fra 15 til 180 grader.

Bruken av slike produkter er helt sikker for mennesker på grunn av lav forsyningsspenning, lav driftstemperatur, og selvfølgelig miljøvennlighet gitt ved fravær av kvikksølv og fosfor, så vel som den ultrafiolette delen av strålingen i spekteret. Det må imidlertid huskes at høye temperaturer er skadelige for enhver halvleder, så du bør ikke tillate oppvarming over 60-70 grader celsius.

Kraftige LED-matriser er samlinger av flere krystaller i en blokk. Strålekrystaller belagt med en fosfor kobles seriell parallelt for å optimalisere strømforbruket.

Den flate overflaten på blokken er et gjennomsiktig plastbelegg, som lar deg installere ekstra optikk for å skape det nødvendige mønsteret av lysspredning. Matrisene leveres med et ganske tykt kobber- eller aluminiumsunderlag med monteringshull for montering av enheten på en kjøleribbe.

Underlagets glatte overflate sikrer pålitelig kontakt av enheten med kjøleribben. Installasjonen bør utføres nøye for ikke å deformere eller skade huset. Varmeledende pasta skal påføres hele overflaten av underlaget.

Tverrsnittet av tilkoblingstrådene skal ikke være mindre enn 0,5 kvadratmillimeter, og kjøleromsarealet per watt skal være omtrent 20-30 kvadratcentimeter ved en temperatur på omgivende gjenstander på 25-35 grader celsius. Slike matriser er tilgjengelige med forskjellige nominelle krefter, opptil 300 watt eller mer. I utgangspunktet er det ingen begrensninger på matrisenes størrelse.

Gjennomsnittsverdien for driftsspenningen for en krystall er omtrent 3,4 volt, og strømstyrken er rundt 350 milliamp. Disse verdiene kan variere litt, men du bør ikke overskride den tillatte spenningen for en bestemt enhet, siden lysdiodene har en kraftig økende strømspenningskarakteristikk, og vil raskt brenne ut hvis strømmen overstiger den kritiske verdien for krystallen.

Bruk av en radiator med margin i område er den beste forsikringen for lang, pålitelig og problemfri drift av LED-matrisen. Hvis du begrenser strømmen gjennom krystallen til 320 milliamp, vil lysstrømmen synke med 3-5%, men samtidig vil levetiden til LED-krystall øke med en størrelsesorden, i praksis vil forholdene for strømforsyningen være ideelle.

Strømkilden for lysdioder kan være en hvilken som helst kilde med stabilisering av laststrømmen, og hvis det ikke er strømstabilisering, må det være en betydelig margin for å overskride den maksimalt tillatte strømmen. En endring i forsyningsspenningen med 1 volt kan føre til en økning i strømstyrken med en faktor på to til tre, og resultatet vil være nedbrytning av krystallen (krystallen blir skadet - lysstrømmen vil avta) eller mørkgjøring av fosfor.

Når du designer kombinasjoner av grupper av lysdioder i serieparallelle tilkoblinger, helst en seriekobling for å unngå høye driftsstrømmer.

Hvis krystallens driftstemperatur over lang tid overstiger den optimale verdien, vil fosforen mørkne og miste sin funksjon under påvirkning av temperaturen. Mørking og ødeleggelse av fosfor kan forårsake direkte sollys hvis de fortsetter å påvirke overflaten på LED.

Det er ønskelig å inkludere et termisk relé i utformingen av strømforsyningen og plassere sensoren på lampens radiator.

Hvis du planlegger å bruke en LED-matrise om vinteren på gaten, må du ta i betraktning at elektrolytiske kondensatorer i strømforsyningen har en begrensning i bruk ved lave temperaturer, derfor vil den beste løsningen være å plassere strømforsyningen i rommet.

Når du bruker LED-matriser på gaten ved lave temperaturer, må det huskes at effektiviteten vil øke betydelig, og lyseffekten vil øke med 10-20 prosent av den nominelle. Og etter 500-1000 timers drift vil lyseffekten i alle fall være 5-10 prosent mer, denne funksjonen i krystallene kalles "treningseffekten".

Valget av en radiator for gatebelysning krever også spesiell oppmerksomhet, den skal ikke inneholde unødvendige fremspring, utsparinger og bøyer, slik at naturlig konveksjon er maksimal, og rusk og smuss ikke kunne samle seg på overflaten.

Det er ønskelig å anordne lampenes strømforsyningsenhet slik at all fuktighet som samler seg inne i lampen ikke påvirker kretselementene i det minste.

Hvert år forbedres teknologien for produksjon av LED-matriser med høy effekt, produsentene leter etter de beste alternativene for fosfor. For øyeblikket bruker de fleste produsenter gule fosfor, de er modifiserte versjoner av yttrium-aluminium granat dopet med trivalent cerium.

LED-belysningsteknologier er effektive, og designene på dem er ganske enkle. De er mye brukt i lyskastere, lamper, LED-lister, dekorativ belysning og i enkle lommelykter. Lysstyrken deres når 5000 lm.

I dag brukes LED-moduler for å belyse bygninger, gater, reklamestrukturer, tunneler og broer, fontener, de brukes til å belyse kontor- og industrilokaler, boliginnredning og møbelelementer, samt i forskjellige moderne designprosjekter.

I løpet av ferien pryder kraftige LED-lysanlegg fasader på bygninger, trær og andre gjenstander. Påliteligheten til LED-lyskilder gjør det mulig å bruke dem på steder som er vanskelig tilgjengelige for hyppig utskifting.

For tiden, i mange land i verden, har LED-belysning raskt erstattet andre. Mange byer planlegger snart å bytte til LED gatelys.

Comments

[#1 Paul]

For ikke lenge siden tok ingen LED-lamper på alvor. Maksimum der de kan brukes er dekor og lokal belysning. Selv i lokal belysning var det vanskelig å bruke på grunn av den lille lysstrømmen. Men teknologien endrer seg veldig raskt, og nå erstatter LED-lamper alle andre typer alle typer belysning. Kraftige LED-lamper har fremtiden, og dessuten veldig nær fremtid. I løpet av få år vil absolutt all belysning utelukkende bli LED, og ​​andre typer lamper vil bare bli brukt i svært sjeldne enkelttilfeller. Den eneste begrensende faktoren er spørsmålet om kostnadene for LED-lamper med høy effekt. Men prisen på høykvalitets LED-lamper faller konstant, og gitt deres alvorlige fordeler, ble det tilrådelig selv til en dyrere pris å investere i LED-belysning og få en økonomisk effekt i driftstid, vedlikeholdskostnader for lamper og en betydelig reduksjon i strømforbruket.

[#2]

Hele Ryazan blir overført til denne belysningen. I hvilken grad det er farlig for sjåfører. Med dårlig sikt forsvinner fotgjengeren i skyggen av den andre lampen. Det er retningslyset til diodene som er dens ulempe. Mens det fremdeles er gater med DNaT-er, hvor hyggelig er det å sykle på dem. Beklager dem alle mindre.

[#3]

Jeg vil delvis være uenig med forfatteren av den første kommentaren og indikere noen kommentarer til artikkelen.
1. De vanligste kraftige LED-ene med gjennomsnittlig kostnad har en lyseffektivitet på ikke mer enn 99 lm / watt. Høyere lyseffekt har bare veldig dyre lysdioder.
2. Lyseffektiviteten til Dnat-lamper er omtrent 150-200 lm / watt. Derfor er Dnat-lamper de mest effektive lyskildene. Kostnaden for Dnat-lamper er høy, LED-er er imidlertid ikke billige ... Men fremdeles har lysdioder en god fargegjengivelse av Ra ​​ikke mindre enn 70, for Dnat Ra bare 25 eller mindre ...
3. Lysdioder har virkelig lang levetid. Ved langvarig drift avtar imidlertid lyseffekten fra lysemitterende dioder, i virkeligheten vil ingen utnytte dem i så lang tid.
4. Kraften til LED-lamper, så vel som inventar, er alvorlig begrenset. For eksempel er kraften til hjemme-LED-lamper tilsynelatende begrenset til nivået 8-10 watt.
5. Antagelig har en av de mest optimale lyskildene hittil lineære lysrør. Det er for eksempel lamper med en trelags fosfor, som har en fargegjengivelse på nivået Ra = 80.