Merkmale der LED: Warum sie die Zukunft der Beleuchtung sind

Einführung: Was ist eine LED?

LED ist eine lichtemittierende Diode, die sich im Laufe der Jahre zu einem neuen Halbleiterbauelement entwickelt hat, das die gesamte Beleuchtungstechnologie der heutigen modernen Welt erheblich verbessert hat. Um die wesentlichen Merkmale, die die Technologie der LED ausmachen, zu verstehen, muss man mit der Funktionsweise des Geräts beginnen, und das ist der pn-Übergang. Wenn der Stromfluss durch diesen Übergang in Vorwärtsrichtung fließt, werden Photonen emittiert, was wiederum die Erzeugung von sichtbarem Licht durch einen als Elektrolumineszenz bekannten Prozess ermöglicht.

Seit der Entwicklung der ersten LEDs in den 1960er Jahren hat sich die LED-Technologie erheblich weiterentwickelt. Die heutige LED-Technologie umfasst den Bereich der Halbleiterphysik, der eine genaue Steuerung der Lichtintensität und des Energieverbrauchs ermöglicht. Die Grundkonstruktion einer LED besteht aus mehreren Schichten verschiedener Halbleitermaterialien, deren grundlegende Funktion darin besteht, die Effizienz der Lichtemission zu verbessern. Außerdem wäre dieses LED-Tutorial unvollständig, wenn es nicht erwähnen würde, dass moderne LEDs mit einem Spannungsbereich von 2-4 LEDs betrieben werden können, was sie in vielerlei Hinsicht sehr nützlich macht.

Physikalische Hauptmerkmale von LEDs

Größe und Formfaktor

Eines der markantesten Merkmale der LED-Diode ist ihre kompakte Größe und ihre Vielseitigkeit im Formfaktor. Heutige LEDs gibt es in vielen verschiedenen Formen und Größen, aber ihre Größe reicht von kleinen SMD-LEDs, die in Mobiltelefonen verwendet werden, bis zu größeren Hochleistungsmodulen für Straßenbeleuchtungssysteme. Die physikalischen Profilspezifikationen der LED diktieren also eine angemessene Design- und Anwendungsflexibilität.

Die Ausweitung der LED-Technologie hat es den Anbietern ermöglicht, spezielle Gehäuse unterschiedlicher Größe und Art zu entwickeln, mit denen einzigartige Lichtarten erzeugt werden können, die mit herkömmlichen Glühbirnen nicht möglich sind. Nach Schätzungen des US-Energieministeriums hat die Miniaturisierung der LED-Technologie dazu geführt, dass die Größe von Beleuchtungskörpern im Vergleich zu herkömmlichen Beleuchtungskörpern um 75% verringert werden konnte.

Langlebigkeit und Robustheit

LED-Leuchtmittel sind langlebig und stoßfest. Sie sind auch ein ziemlicher Fortschritt gegenüber normalen Glühbirnen oder Leuchtstoffröhren, da sie keine zerbrechlichen Glaskomponenten oder einen Glühfaden besitzen. Darüber hinaus sind die festen Komponenten, die in die LED-Konstruktion eingebettet sind, industrietauglich, so dass sie Stößen und Vibrationen gut standhalten.

- Maximale Stoßfestigkeit bis zu einer Beschleunigung von 100 G

- Einsetzbar im Temperaturbereich von -40°C bis 85°C

- Frei von jeglichen schädlichen Bestandteilen, einschließlich Quecksilber

- Sehr widerstandsfähig gegenüber häufigen Zykluswechseln

Gerichtetes Licht

Die LED zeichnet sich durch eine gerichtete Lichtabgabe aus, die als bemerkenswertes Merkmal eingebaut werden kann. Im Gegensatz zu herkömmlichen Glühlampen oder Glühbirnen wird bei LEDs kein Reflektor oder Diffusor benötigt, da die Lichtabgabe im Gegensatz zu den zuvor erwähnten, die das Licht in alle Richtungen streuen, gerichtet ist; stattdessen sind gerichtete Leuchten für die Aufgabenbeleuchtung in einem bestimmten Bereich gedacht, was bedeutet, dass nur bestimmte Anwendungen die Lichtabgabe erfordern.

Mit Hilfe fortschrittlicher optischer Elemente und Kühlkörperdesigns können die Hersteller dank ihrer Investitionen in das Halbleiterdesign die Lichtausbeute verbessern. Durch diese besonderen Merkmale wird die Lichtverschwendung stark verringert und die Effizienz des gesamten Systems verbessert.

Elektrische Eigenschaften von LEDs

Die Funktion und Anwendung der LED-Technologie wird vor allem durch ihre elektrischen Eigenschaften beeinflusst. Für die ordnungsgemäße Anwendung einer LED sind Spannungs- und Stromparameter erforderlich. Je nach Farbe und Typ kann es einige Variationen geben, aber im Allgemeinen arbeiten LEDs in einem Spannungsbereich von 2 bis 4 Volt, wobei die Vorwärtsrichtung die am häufigsten verwendete ist. Die Konstruktion der LED hat ein grundlegendes Merkmal, nämlich die Verwendung der Vorwärtsspannung.

Bei der Spezifikation der LED ist das Verhältnis zwischen dem Durchlassstrom und dem Spannungsabfall an der LED von entscheidender Bedeutung. Eine gewöhnliche Glühbirne funktioniert, indem sie direkt an das Stromnetz angeschlossen wird, aber eine LED ist ein Stromgerät und benötigt einen stabilen elektrischen Strom, um zu funktionieren. Strombegrenzungswiderstände können in einfache LED-Schaltungen oder andere Arten von Stromversorgungsschaltungen eingebaut werden, um den Prozess zu vereinfachen. Komplexere Schaltungen enthalten in der Regel eine Zenerdiode, die den Strom in Sperrrichtung reduziert, um den Spannungsanforderungen der LED gerecht zu werden.

Optische Eigenschaften von LEDs

Lichtemissionsspektrum und Farbvariabilität

Die IV-Merkmale der LED-Technologie ermöglichen eine noch nie dagewesene Kontrolle über das Lichtemissionsspektrum. Durch Optimierung der Halbleitermaterialien können die Hersteller LEDs herstellen, die Licht in allen sichtbaren Farben emittieren. So werden LEDs fabelhaft bunt:

Grundlegende Farbsynthese:

- Rot - 620 - 645nm Wellenlänge

- Grün - 520 - 550nm Wellenlänge

- Blau - 460 - 475nm Wellenlänge

- Bernstein - 590 - 600nm Wellenlänge

Methoden zur Erzeugung von weißem Licht:

Phosphor-Umwandlung:

- Blaue LED + gelbes Leuchtstoffmaterial

- Warm- bis kaltweißes Licht

- Üblich in der Allgemeinbeleuchtung

RGB Mischen:

- Blaue/grüne/rote LEDs

- Mehr Vielfalt an Farben

- Für Display- und Unterhaltungsbeleuchtung

Eine solche Farbvielfalt in der Produktion ist eines der wichtigsten Merkmale der LED-Technologie. Nach den heute in der Branche durchgeführten Untersuchungen erreichen LEDs einen Farbwiedergabeindex (CRI) von über 90, was nur wenige Grade unter der Qualität von natürlichem Sonnenlicht liegt.

Fortgeschrittene Farbsteuerungstechnologien sind in letzter Zeit für Käufer und Benutzer leicht zugänglich geworden und Wosen, einer der phänomenalen Hersteller, nutzt diese Art von Technologien bei der Entwicklung seiner LED-Produkte. Unsere LED-RGB-Deckenleuchten bieten diese neuen Möglichkeiten und ermöglichen die Manipulation einer breiten Palette von Farben. Diese Leuchten setzen Millionen von Farbmöglichkeiten in zahlreiche Helligkeits- und Farbmischungen um, so dass die LED-Farbmischungstechnologie in modernen Beleuchtungssystemen sinnvoll eingesetzt werden kann.

Lichtausbeute und Helligkeitsstufen

Zu den Merkmalen der LED-Diodentechnologie gehören bemerkenswerte Verbesserungen der Lichtausbeute. Die neueste LED-Generation ist äußerst effizient bei der Umwandlung von elektrischer Energie in sichtbares Licht und erzeugt dabei praktisch keine Infrarotstrahlung oder UV-Licht als Abfall.

Wie sind LEDs im Vergleich zu herkömmlichen Beleuchtungstechnologien?

LEDs vs. Glühbirnen

Die Eigenschaften von LED-Lampen heben sich noch stärker von denen der Glühlampen ab. Glühbirnen funktionieren so, dass der Glühfaden der Birne oder der Draht in der Birne so weit erhitzt wird, dass der Emitter leuchtet, wohingegen eine LED spezifische Einstellungen von Strom und Spannung verwendet, um eine viel effizientere Funktion zu bewirken.

Die Studien des US-Energieministeriums legen nahe, dass LEDs im Vergleich zu Glühbirnen bis zu 75 Prozent weniger Strom verbrauchen, aber viel länger halten.

Der geringe Stromverbrauch der LED-Technologie ist einer ihrer bemerkenswertesten Aspekte. Im Gegensatz zu Glühbirnen, die rund 90 Prozent der eingesetzten Energie als Wärme verschwenden, nutzen LEDs die eingesetzte Energie in erster Linie zur Lichterzeugung. Getrennt voneinander betrieben, führen diese besseren Designs und Kühlelemente zu einem geringeren Energieverbrauch und Kühlungsbedarf.

LEDs vs. Leuchtstoffröhren

Im Gegensatz zu anderen Beleuchtungsformen, insbesondere zu Leuchtstofflampen, die einige giftige Stoffe, vor allem Quecksilber, enthalten und daher am Ende ihrer Lebensdauer besonders entsorgt werden müssen, sind LEDs die bessere Alternative, da sie viel weniger Abfall erzeugen. Die meisten Röhren sind mit einfachen LEDs ausgestattet, die in ihre Schaltkreise integriert sind, so dass keine zusätzlichen Vorschaltgeräte oder andere Komponenten benötigt werden. Dies vereinfacht die Installation und Wartung.

Leuchtstoff- und LED-Lampen - welche ist effizienter?

Energievorteile von LEDs gegenüber Leuchtstofflampen:

- Es gibt keine Verzögerung bei der Beleuchtung, da sie sofort nach dem Einschalten ihre volle Leistung erbringen können.

- Erleichtert die Entsorgung, da sie kein Quecksilber enthalten

- Bereiche über 50 Grad Celsius sind ideal für diese Geräte, da sie in der Kälte am besten funktionieren.

- Widerstandsfähig gegen Bruch und Bestrafung

- Die Verwendung der Pulsweitenmodulation ermöglicht eine bessere Kontrolle

Individuelle Gestaltung und ästhetische Aspekte der LED-Beleuchtung

Farbtemperatur-Optionen

Die Verwendung von LEDs ist auch durch eine beispiellose Kontrolle der Farbtemperatur, z. B. von warmem Weiß bis zu kühlem Tageslicht, gekennzeichnet. Die aktuelle LED-Theorie hat es den Herstellern ermöglicht, weiße LED-Produkte mit nahezu jeder gewünschten Farbtemperatur herzustellen, von warmen, gemütlichen Wohnungen bis hin zu hellen çalışma-Räumen. Diese modernen Technologien haben es möglich gemacht, für praktisch jeden Bedarf und jede Tätigkeit geeignete LEDs im gesamten Spektrum zu entwickeln und zu produzieren.

Außerdem sind LEDs heute in verschiedenen Formen erhältlich, z. B. als Lichtbänder, die eine gleichmäßige Farbmischung und Farbtemperaturanpassung ermöglichen, um bessere Beleuchtungslösungen für verschiedene Zwecke zu bieten. Das Dimmen von Leuchten je nach gewünschtem Effekt ist leicht möglich, und auch die Farbanpassung ist in viel größerem Umfang möglich.

Dimmbarkeit und Steuerungsfunktionen

Einige der technologischen Fortschritte bei LED-Leuchten bieten die Möglichkeit, die Helligkeit oder die Temperatur nach Belieben zu steuern. Während andere Glühbirnen Dimmer verwenden müssen, können LEDs mit verschiedenen Methoden gedimmt werden, einschließlich der Pulsweitenmodulation, und diese Methode sorgt für eine effektive gleichmäßige Veränderung der Farbe im gesamten Dimmbereich. Und das ist nichts anderes als die LED-Diodenkombination in Antriebsform, die es ermöglicht, den Lichtanteil einzustellen.

Wenn es um kundenspezifische LED-Lösungen geht, ist Wosen LED in der Lage, maßgeschneiderte LED-Beleuchtungsdienstleistungen für Unternehmen aus einer Hand anzubieten. Ein Unternehmen kann verschiedene Anwendungen für seine Beleuchtungslösungen haben, und somit kann eine Anwendung einen völlig ausreichenden Satz von Spezifikationen haben, was der Grund ist, warum wir in der Lage sind, viele Optionen anzubieten. Unser LED-Angebot umfasst verschiedene Größen und einen fein einstellbaren Farbtemperaturbereich von Warmweiß (2700K) bis Tageslicht (6500K +), zusammen mit einer breiten Palette von Lichtleistungen, die für dekorative, allgemeine und helle Lichtanwendungen geeignet sind. Für Anwendungen, die eine genaue Farbwiedergabe erfordern, sind Spezifikationen mit einem CRI von >70, 80 und >90 erhältlich. Wir bieten auch RGB-Funktionen für unsere Leuchten an, mit denen die Farbe und die Effekte verändert werden können.

Schlussfolgerung

Die verschiedenen Eigenschaften der LED-Technologie machen es leicht zu verstehen, warum diese Geräte die Zukunft für Beleuchtungsgeräte sind. Ausgehend von einem grundlegenden Design einer pn-Übergangsdiode verfügen LEDs über alle Beleuchtungssteuerungsfunktionen und die Leistung für jede der Metriken ist außergewöhnlich. Die Technologie kombiniert einen hohen thermischen Wirkungsgrad, eine lange Lebensdauer, eine gute Lichtausbeute und Fernsteuerungsmöglichkeiten, die eine weitere Entwicklung der Beleuchtungstechnologie gewährleisten.

Die beeindruckende Textur, die außergewöhnliche visuelle Qualität und die unvergleichliche Personalisierung von LED-Lichtquellen machen die Beleuchtungstechnologie zukunftsweisend. Durch Forschung und Technologieverbesserung werden LEDs weiter verbessert, um ihre Anwendung in der zukünftigen Beleuchtung ganzheitlich zu stärken.