LED diode brzo zamjenjuju žarulje sa žarnom niti iz gotovo svih područja gdje su se njihovi položaji činili nepokolebljivima. Konkurentske prednosti poluvodičkih elemenata pokazale su se uvjerljivima: niska cijena, dug radni vijek i, što je najvažnije, veća učinkovitost. Ako za svjetiljke nije prelazio 5%, onda neki proizvođači LED dioda deklariraju transformaciju u svjetlost najmanje 60% potrošene električne energije. Istinitost ovih izjava ostaje na savjesti marketinških stručnjaka, ali brzi razvoj potrošačkih svojstava poluvodičkih elemenata nesumnjivo je.
Sadržaj
Što je LED i kako radi
Svjetleća dioda (LED, LED) je konvencionalna poluvodička dioda, izrađen na bazi kristala:
- galijev arsenid, indijev fosfid ili cink selenid - za odašiljače optičkog raspona;
- galijev nitrid - za uređaje ultraljubičastog dijela;
- olovni sulfid - za elemente koji emitiraju u infracrvenom području.
Izbor ovih materijala je zbog činjenice da p-n spoj dioda izrađenih od njih emitira svjetlost kada se primijeni prednji napon. Za obične silikonske ili germanijeve diode ovo svojstvo je vrlo slabo izraženo - praktički nema sjaja.
Emisija LED-a nije povezana sa stupnjem zagrijavanja poluvodičkog elementa, već je uzrokovana prijelazom elektrona s jedne energetske razine na drugu tijekom rekombinacije nositelja naboja (elektrona i rupa). Svjetlost koja se emitira kao rezultat je monokromatska.
Značajka takvog zračenja je vrlo uzak spektar, a svjetlosnim filterima teško je odabrati željenu boju. A neke boje sjaja (bijela, plava) s ovim principom izrade su nedostižne. Stoga je trenutno široko rasprostranjena tehnologija u kojoj je vanjska površina LED-a prekrivena fosforom, a njezin sjaj inicira zračenje p-n spoja (koje može biti vidljivo ili ležati u UV području).
LED uređaj
LED je izvorno bio uređen na isti način kao i konvencionalna dioda - p-n spoj i dva izlaza. Samo kućište od prozirne smjese ili od metala s prozirnim prozorčićem za promatranje sjaja. Ali naučili su ugraditi dodatne elemente u školjku uređaja. Na primjer, otpornici - za uključivanje LED-a u krug potrebnog napona (12 V, 220 V) bez vanjskog cjevovoda. Ili generator s razdjelnikom za stvaranje bljeskajućih svjetlosnih elemenata. Također, kućište je počelo biti prekriveno fosforom, koji svijetli kada se p-n spoj zapali - tako je bilo moguće proširiti mogućnosti LED-a.
Trend prelaska na radio elemente bez elektroda nije zaobišao ni LED diode. SMD uređaji brzo osvajaju tržište rasvjete, s prednostima u tehnologiji proizvodnje. Takvi elementi nemaju zaključke. P-n spoj je postavljen na keramičku podlogu, napunjen spojem i obložen fosforom. Napon se primjenjuje preko kontaktnih jastučića.
Trenutno su rasvjetni uređaji počeli biti opremljeni LED diodama proizvedenim pomoću COB tehnologije. Njegova je bit da je nekoliko (od 2-3 do stotine) p-n spojeva montirano na jednu ploču, spojeno u matricu. Odozgo se sve stavlja u jedno kućište (ili se formira SMD modul) i prekriva fosforom. Ova tehnologija ima velike izglede, ali je malo vjerojatno da će u potpunosti zamijeniti druge verzije SD-a.
Koje vrste LED dioda postoje i gdje se koriste
LED diode optičkog raspona koriste se kao elementi za prikaz i kao rasvjetni uređaji. Svaka specijalizacija ima svoje zahtjeve.
Indikatorske LED diode
Zadatak LED indikatora je prikazati status uređaja (napajanje, alarm, rad senzora itd.). U ovom području široko se koriste LED diode sa sjajem p-n spoja. Nije zabranjeno koristiti uređaje s fosforom, ali nema puno smisla.Ovdje svjetlina sjaja nije na prvom mjestu. Prioritet je kontrast i širok kut gledanja. Izlazne LED diode (true hole) koriste se na pločama s instrumentima, izlazne LED i SMD se koriste na pločama.
LED rasvjeta
Za rasvjetu se, naprotiv, uglavnom koriste elementi s fosforom. To vam omogućuje da dobijete dovoljno svjetla i boje koje su bliske prirodnim. Izlazne LED diode iz ovog područja praktički su istisnute SMD elementima. COB LED diode se široko koriste.
U posebnu kategoriju možemo izdvojiti uređaje dizajnirane za prijenos signala u optičkom ili infracrvenom rasponu. Na primjer, za daljinske upravljače za kućanske aparate ili za sigurnosne uređaje. I elementi UV raspona mogu se koristiti za kompaktne ultraljubičaste izvore (detektori za valute, biološke materijale itd.).
Glavne karakteristike LED dioda
Kao i svaka dioda, LED ima općenite, "diodne" karakteristike. Granični parametri čiji višak dovodi do kvara uređaja:
- maksimalna dopuštena struja naprijed;
- maksimalni dopušteni napon naprijed;
- maksimalno dopušteni obrnuti napon.
Preostale karakteristike su specifičnog "LED" karaktera.
Boja sjaja
Boja sjaja - ovaj parametar karakterizira LED diode optičkog raspona. U rasvjetnim tijelima, u većini slučajeva, bijela s različitim svjetlosna temperatura. Indikatori mogu imati bilo koju od vidljivih boja.
Valna duljina
Ovaj parametar u određenoj mjeri duplicira prethodni, ali uz dva upozorenja:
- uređaji u IR i UV rasponima nemaju vidljivu boju, stoga je za njih ova karakteristika jedina koja karakterizira spektar zračenja;
- ovaj parametar je primjenjiviji za LED diode s izravnom emisijom - elementi s fosforom emitiraju u širokom pojasu, pa se njihova valna duljina ne može jednoznačno okarakterizirati (koju valnu duljinu može imati bijela boja?).
Stoga je valna duljina emitiranog vala prilično informativan podatak.
Trenutna potrošnja
Potrošena struja je radna struja pri kojoj je svjetlina zračenja optimalna. Ako je malo prekoračen, uređaj neće brzo propasti - i to je njegova razlika od maksimalno dopuštenog. Smanjenje je također nepoželjno - intenzitet zračenja će pasti.
Vlast
Potrošnja energije - ovdje je sve jednostavno. Kod istosmjerne struje, to je jednostavno umnožak potrošene struje i primijenjenog napona. Proizvođači rasvjetne tehnologije unose zabunu u ovaj koncept tako što na pakiranju u velikim brojevima naznačuju ekvivalentnu snagu - snagu žarulje sa žarnom niti, čiji je svjetlosni tok jednak toku dane žarulje.
Vidljivi čvrsti kut
Prividni čvrsti kut najlakše je predstaviti kao stožac koji izlazi iz središta izvora svjetlosti. Ovaj parametar jednak je kutu otvaranja ovog konusa. Za indikatorske LED diode određuje kako će se alarm vidjeti izvana. Za rasvjetne elemente svjetlosni tok ovisi o tome.
Maksimalni intenzitet svjetla
Maksimalni intenzitet svjetla u tehničkim karakteristikama uređaja je naznačen u kandelama. Ali u praksi se pokazalo prikladnijim za rad s konceptom svjetlosnog toka. Svjetlosni tok (u lumenima) jednak je umnošku svjetlosnog intenziteta (u kandelama) i prividnog krutog kuta.Dvije LED diode s istim intenzitetom svjetla daju različito osvjetljenje pod različitim kutovima. Što je veći kut, veći je svjetlosni tok. Tako je prikladnije za izračun rasvjetnih sustava.
Pad napona
Pad napona naprijed je napon koji pada na LED diodi kada je uključena. Znajući to, može se izračunati napon potreban, na primjer, za otvaranje niza elemenata koji emitiraju svjetlost.
Kako saznati za koji napon je LED dioda ocijenjena
Najlakši način da saznate nazivni napon LED-a je konzultirati referentnu literaturu. Ali ako naiđete na uređaj nepoznatog podrijetla bez oznake, onda ga možete spojiti na podesivi izvor napajanja i glatko podići napon od nule. Pri određenom naponu LED će jako treptati. Ovo je radni napon elementa. Prilikom provjere morate imati na umu nekoliko stvari:
- uređaj koji se testira može biti s ugrađenim otpornikom i dizajniran je za dovoljno visok napon (do 220 V) - nema svaki izvor napajanja takav raspon podešavanja;
- LED zračenje može biti izvan vidljivog dijela spektra (UV ili IR) - tada se trenutak paljenja ne može vizualno odrediti (iako se sjaj IR uređaja u nekim slučajevima može vidjeti kroz kameru pametnog telefona);
- potrebno je spojiti element na izvor konstantnog napona uz strogo poštivanje polariteta, inače je lako onemogućiti LED s obrnutim naponom koji premašuje mogućnosti uređaja.
Ako nema povjerenja u poznavanje pinouta elementa, bolje je podići napon na 3 ... 3,5 V, ako LED ne svijetli, uklonite napon, promijenite spoj polova izvora i ponovite postupak.
Kako odrediti polaritet LED-a
Postoji nekoliko metoda za određivanje polariteta vodova.
- Za elemente bez elektroda (uključujući COB), polaritet napona napajanja označen je izravno na kućištu - simbolima ili plimama na ljusci.
- Budući da LED ima redoviti p-n spoj, može se pozvati multimetrom u načinu testiranja dioda. Neki testeri imaju mjerni napon dovoljan da upali LED. Tada se ispravnost spoja može vizualno kontrolirati sjajem elementa.
- Neki uređaji koje proizvodi CCCP u metalnom kućištu imali su ključ (izbočinu) u području katode.
- Za izlazne elemente izlaz katode je duži. Na temelju toga moguće je odrediti pinout samo za nelemljene elemente. Korišteni LED vodiči su skraćeni i savijeni za montažu na bilo koji način.
- Konačno, saznajte mjesto anoda i katoda možda ista metoda kao i za određivanje napona LED-a. Sjaj će biti moguć samo kada je element ispravno uključen - katoda na minus izvora, anoda na plus.
Razvoj tehnologije ne miruje. Do prije nekoliko desetljeća LED je bila skupa igračka za laboratorijske pokuse. Sada je teško zamisliti život bez njega. Što će biti dalje – vrijeme će pokazati.
Slični članci:
