Характеристики светодиодов: Почему за ними будущее освещения

Введение: Что такое светодиод?

Светодиод - это светоизлучающий диод, который с годами превратился в новое полупроводниковое устройство, значительно улучшившее общие технологии освещения в современном мире. Чтобы понять основные особенности, которые формируют технологию светодиода, необходимо начать с того, как работает устройство, а это pn-переход. При подаче тока через этот переход в направлении прямого смещения происходит испускание фотонов, что, в свою очередь, позволяет генерировать видимый свет с помощью процесса, известного как электролюминесценция.

С тех пор как в 1960-х годах были созданы первые светодиоды, в светодиодной технологии произошел значительный прогресс. Сегодня светодиодные технологии охватывают область физики полупроводников, что позволяет точно управлять интенсивностью света и потреблением энергии. Основная конструкция светодиода включает в себя несколько слоев различных полупроводниковых материалов, основная функция которых заключается в повышении эффективности излучения света. Кроме того, этот учебник по светодиодам был бы недостатком, если бы в нем не упоминалось, что современные светодиоды могут питаться напряжением в диапазоне 2-4, что делает их очень полезными во многих отношениях.

Основные физические характеристики светодиодов

Размер и форм-фактор

Одной из наиболее отличительных характеристик светодиода является его компактный размер и универсальность форм-фактора. Современные светодиоды выпускаются во множестве различных форм и размеров, но их размеры по-прежнему варьируются от небольших SMD-светодиодов, используемых в мобильных телефонах, до крупных мощных модулей, предназначенных для систем уличного освещения. Таким образом, физические характеристики светодиода диктуют разумную гибкость его конструкции и применения.

Развитие светодиодной технологии позволило поставщикам создавать специальные пакеты различных размеров и типов, которые затем могут быть использованы для получения уникальных типов света, недоступных при использовании обычных ламп. По оценкам Министерства энергетики США, миниатюризация светодиодных технологий привела к сокращению размеров осветительных приборов на 75% по сравнению с обычными светильниками.

Долговечность и прочность

Долговечность и устойчивость к физическим ударам присущи светодиодным лампам. Они выгодно отличаются от обычных ламп накаливания или люминесцентных ламп, поскольку не имеют хрупких стеклянных компонентов или нити накаливания. Кроме того, твердые компоненты, встроенные в конструкцию светодиодов, обладают промышленной прочностью, что позволяет им выдерживать значительные удары и вибрации.

- Максимальная ударопрочность при ускорении до 100G

- Работает в диапазоне температур от -40°C до 85°C

- Не содержит никаких вредных компонентов, включая Mercury

- Высокая устойчивость к частым изменениям циклов

Направленный световой поток

Светодиод определяет направленный световой поток, который может быть встроен в прибор в качестве примечательной особенности. В отличие от стандартных вольфрамовых ламп или ламп накаливания, при использовании светодиодов отражатель или рассеиватель не нужен, так как выход направленный, в отличие от ранее упомянутых, которые рассеивают свет во все стороны; вместо этого направленные лампы предназначены для освещения задач в определенной конкретной области, то есть только определенные приложения требуют выхода.

Благодаря усовершенствованным оптическим элементам и конструкции теплоотвода производители могут улучшить светоотдачу благодаря инвестициям в разработку полупроводников. Благодаря этим отличительным особенностям значительно снижаются потери света и повышается эффективность всей системы.

Электрические характеристики светодиодов

Функционирование и применение светодиодной техники в наибольшей степени зависит от ее электрических характеристик. Для правильного применения светодиодов необходимо знать параметры напряжения и тока. При добавлении цвета и типа возможны некоторые вариации, но в целом светодиоды работают в диапазоне напряжений от 2 до 4 вольт, причем наиболее часто используется прямое направление. Конструкция светодиода имеет фундаментальную особенность, которая заключается в использовании прямого напряжения.

При выборе светодиода наиболее важными аспектами являются соотношение между прямым током и падением напряжения на светодиоде. Обычная лампочка работает, если ее подключить непосредственно к сети, но светодиод - это токовое устройство, и для его работы необходим стабильный электрический ток. Токоограничивающие резисторы могут быть помещены в простые схемы светодиодов или другие типы схем источников питания, чтобы облегчить процесс. Более сложные схемы обычно включают диод Зенера, который уменьшает ток обратного направления, чтобы удовлетворить требования к напряжению на светодиоде.

Оптические характеристики светодиодов

Спектр светового излучения и изменчивость цвета

IV характеристики светодиодной технологии таковы, что обеспечивают беспрецедентный контроль над спектром излучения света. Настраивая полупроводниковые материалы, производители могут делать светодиоды, излучающие свет всех видимых цветов. Вот как светодиоды становятся сказочно разноцветными:

Основы синтеза цвета:

- Красный - 620 - 645 нм длина волны

- Зеленый - длина волны 520 - 550 нм

- Синий - длина волны 460 - 475 нм

- Янтарь - длина волны 590 - 600 нм

Методы генерации белого света:

Преобразование фосфора:

- Синий светодиод + желтый люминофор

- От теплого до холодного белого света

- Часто встречается в светильниках общего назначения

RGB Микширование:

- Синие/зеленые/красные светодиоды

- Больше разнообразия цветов

- Для освещения дисплеев и развлекательных центров

Такая цветовая универсальность в производстве является одной из главных особенностей светодиодной технологии. Согласно исследованиям, проводимым сегодня в отрасли, светодиоды способны обеспечить индекс цветопередачи (CRI) выше 90, что на несколько градусов ниже качества чистого естественного солнечного света.

Передовые технологии управления цветом в последнее время стали легко доступны покупателям и пользователям, и компания Wosen, один из феноменальных производителей, использует эти технологии при разработке своей светодиодной продукции. Наши потолочные светодиодные RGB-светильники открывают новые возможности и позволяют управлять широким спектром цветов. Эти светильники преобразуют миллионы цветовых возможностей в множество вариантов яркости и смешения цветов, позволяя использовать технологию смешения цветов LED в современных системах освещения.

Светоотдача и уровень яркости

К особенностям технологии светодиодных диодов относится значительное улучшение светоотдачи. Последнее поколение светодиодов чрезвычайно эффективно преобразует электрическую энергию в видимый свет, практически не производя инфракрасного излучения и ультрафиолета в качестве отходов.

Как светодиоды сравниваются с традиционными технологиями освещения?

Светодиоды против ламп накаливания

Черты светодиодных ламп еще больше выделяются на фоне ламп накаливания. Лампы накаливания работают таким образом, что нить накаливания или провод в лампе нагреваются до такой степени, что излучатель начинает светиться, в то время как светодиод использует определенные настройки тока и напряжения для гораздо более эффективной работы.

Исследования Министерства энергетики США показывают, что светодиоды потребляют на 75 процентов меньше энергии по сравнению с лампами накаливания, но служат гораздо дольше.

Низкое энергопотребление светодиодной технологии - один из наиболее примечательных аспектов. В отличие от ламп накаливания, которые тратят около 90 процентов потребляемой энергии в виде тепла, светодиоды в основном используют свою потребляемую мощность для производства света. При раздельном управлении эти лучшие конструкции и охлаждающие элементы обеспечивают низкое энергопотребление и требования к охлаждению.

Светодиоды против люминесцентных ламп

В отличие от других видов освещения, особенно люминесцентных ламп, которые содержат некоторые токсичные материалы, в частности ртуть, и поэтому требуют специальной утилизации по окончании срока службы, светодиоды являются лучшей альтернативой, поскольку они производят гораздо меньше отходов. Большинство трубок поставляются с простыми светодиодами, встроенными в их схемы, которые, в свою очередь, не требуют дополнительных балластов и других подобных компонентов; это упрощает процессы установки и обслуживания.

Люминесцентные и светодиодные лампы - какие из них работают эффективнее?

Энергетические преимущества светодиодов перед люминесцентными лампами:

- Нет задержки в освещении, так как они загораются в полную силу сразу же после включения

- Облегчает утилизацию, так как не содержит ртути

- Диапазоны, превышающие 50 градусов Цельсия, идеально подходят для этих устройств, поскольку они лучше всего работают в холоде.

- Устойчивость к поломкам и наказаниям

- Использование широтно-импульсной модуляции позволяет добиться большего контроля

Персонализация и эстетические аспекты светодиодного освещения

Варианты цветовой температуры

Использование светодиодов также обусловлено беспрецедентным контролем цветовой температуры, от теплого белого до холодного дневного света. Современная теория светодиодов позволила производителям создавать белые светодиодные продукты практически любого диапазона желаемой цветовой температуры, от теплых уютных домов до ярких помещений çalışma. Эти современные технологии позволили разработать и произвести светодиоды, подходящие по спектру практически для любых потребностей и видов деятельности.

Кроме того, сегодня светодиоды доступны в различных формах, например, в виде ленточных светильников, которые позволяют равномерно смешивать цвета и цветовые температуры, обеспечивая лучшие световые решения для различных целей. Регулировка яркости освещения в соответствии с желаемым эффектом, а также регулировка цвета становятся гораздо более доступными.

Регулировка яркости и возможности управления

Некоторые из технологических достижений в области светодиодных ламп включают в себя возможность управления уровнем яркости или температурой по своему усмотрению. В то время как для других ламп приходится использовать диммеры, светодиоды можно регулировать с помощью различных методов, включая широтно-импульсную модуляцию, и этот метод обеспечивает эффективное равномерное изменение цвета во всем диапазоне яркости. А это не что иное, как комбинация светодиодов в форме драйвера, которая позволяет регулировать пропорции света.

Когда дело доходит до индивидуальных светодиодных решений, Wosen LED может предложить услуги по изготовлению светодиодного освещения на заказ для предприятий. Бизнес может иметь различные приложения для своих световых решений, и, таким образом, приложение может иметь совершенно достаточный набор спецификаций, поэтому мы можем предложить множество вариантов. Предлагаемые нами светодиодные лампы имеют различные размеры и диапазон регулируемой цветовой температуры от теплого белого (2700K) до дневного света (6500K+), а также широкий диапазон светоотдачи, подходящий для декоративного, общего и высокояркого освещения. Для тех сфер применения, где требуется точная цветопередача, доступны спецификации с CRI >70, 80 и >90. Кроме того, наши светильники оснащены функцией RGB, которая позволяет изменять цвет и эффекты.

Заключение

Различные характеристики, которыми обладает светодиодная технология, позволяют понять, почему за этими устройствами будущее в области освещения. Начиная с фундаментальной конструкции диода с pn-переходом, светодиоды обладают всеми функциями управления освещением и исключительными характеристиками для каждой из метрик. Технология сочетает в себе высокую тепловую эффективность, длительный срок службы, хорошую универсальность светового потока и дистанционное управление, что обеспечивает дальнейшее развитие технологии освещения.

Грозная текстура, исключительное визуальное качество и непревзойденная персонализация светодиодных источников света делают их передовыми технологиями освещения. Благодаря исследованиям и совершенствованию технологий дальнейшее улучшение светодиодов позволит расширить их применение в будущем освещении в целом.