Информация лампы будущего светодиоды: Лампы будущего — светодиоды (доклад, 7 класс)

Содержание

Лампы будущего — светодиоды (доклад, 7 класс)

Лампы будущего — светодиоды (доклад, 7 класс)

Опубликовано: 12 октября 2018 года

За время своего существования человечество использовало для своих нужд не так много источников света. Это светильники, заправляемые маслом, факелы, свечи, газовые фонари и лампы, работающие от электрического тока. Наиболее эффективными являются электрические источники света, история которых начались с ламп накаливания почти двести лет тому назад.

Сегодня, наибольшей популярностью пользуются светодиодные лампы, основой которых являются полупроводниковый прибор – светодиод. Достоинства светодиодных светильников

  • главное преимущество светодиодных ламп, это срок службы, который достигает 50 000 часов. Это гораздо больше, чем у всех других типов осветительных приборов – ламп накаливания, галогенных, энергосберегающих, ламп дневного света;
  • потребление электроэнергии у таких ламп в разы меньше, чем у их предшественников. Например, светодиодная лампа одинаковой мощности с лампой накаливания, использует электроэнергии в 7-8 раз меньше. Это связано с тем, что светоотдача светодиодных ламп гораздо выше. Если рассмотреть лампы накаливания, то принцип их работы основан на разогреве нити, находящейся в стеклянной колбе. Нить из тугоплавкого металла разогревается под действием электротока и начинает излучать свет. В этом случае, помимо трат энергии на световое излучение, идут траты на тепло для разогрева нити, причем это занимает львиную долю от потребляемой энергии. Светодиодная лампа на разогрев ничего не тратит, всю получаемую энергию она преобразует в световое излучение;
  • светодиодная лампа способна выдавать свет различной цветовой температуры. Можно подобрать себе источники света под любую обстановку и любой дизайн;
  • светодиодные лампы абсолютно безвредны для человека. Их производство и утилизация не приносит вреда окружающей природе, в отличие от газоразрядных ламп, в составе которых находятся пары ртути, крайне вредные для человеческого организма;
  • для работы светодиодные лампы используют низковольтное напряжение. Этот фактор снижает риск возникновения пожара. Сами лампы при работе не нагреваются – ими невозможно обжечься, как лампами накаливания. Это делает удобным их эксплуатацию и позволяет осуществить быструю замену при необходимости;
  • разбить светодиодную лампу практически очень трудно, в отличие от других типов источников света.

Светодиодный светильник – это гениальное изобретение, которое позволяет получить длительно работающий и очень экономный источник света. Светодиодные светильники настолько быстро захватывают рынок, что уже сейчас приобрести ламы, работающие на других принципах, приобрести становиться достаточно сложно.

Оцените доклад: 

Уместны ли светодиоды там, где жарко? / Статьи и обзоры / Элек.ру

В современных условиях просто неудобно использовать в проектах освещения что-либо, кроме светодиодов — рискуешь прослыть ретроградом. Вот и ставят светодиодные светильники не только в прохладные кондиционируемые офисы, но и в литейные цеха, а то и в бани. И только печальный опыт эксплуатации способен научить некоторых потребителей, что светодиоды не любят высокие температуры. Неужели современные технологии так и не решили эту проблему?

Светодиод представляет собой полупроводниковый прибор, который чувствителен к изменению температуры. При увеличении температуры происходит увеличение количества дефектов в кристаллической решетке, из-за чего падает КПД устройства. Выводы, через которые на светодиод подается питание, выполнены из металла. При повышении температуры увеличивается диффузия атомов металла в структуру полупроводника, что также ухудшает параметры светодиодов. Вот почему при увеличении температуры светодиода срок его службы снижается.

Используемые для освещения белые светодиоды имеют еще один «фактор риска». У них кристалл, дающий синее излучение, покрыт слоем люминофора, благодаря которому в итоге и получается белое свечение. При высоких температурах люминофор деградирует, что сопровождается не только снижением светового потока, но и изменением спектра, в частности, увеличением размера так называемого «синего пика» до опасных для здоровья значений.

Но каким образом определить температурный предел, до которого можно эксплуатировать светодиоды и светильники на их основе?

Температура внутри и снаружи

Заглянув в технические данные современного светодиода, вы обнаружите, что он, как правило, способен работать при температуре до +125°C. Для более дорогих и продвинутых моделей светодиодов верхний предел простирается еще выше. В то же время температура в русской бане не поднимается выше +70°C, в финской сауне — выше +110°С. В рабочей зоне литейного цеха температура в реальности не более +37,4°C. Правда, светильники устанавливаются там под потолком, где температура может достигать +60°С, но, все-равно, она значительно ниже предельно допустимой. Казалось бы, нет никаких проблем для внедрения светодиодов. Но это только на первый взгляд.

Галогенные лампы с цоколем G9 до сих пор разрешены в Евросоюзе

В технических данных на светодиод указываются номинальное и максимально допустимое значения температуры p-n-перехода. Если отбросить технические подробности, то этот показатель означает температуру внутри кристалла светодиода. Под максимально допустимой подразумевается такая температура, выше которой светодиод очень быстро выйдет из строя. Для номинальной температуры p-n-перехода производитель нормирует основные технические параметры. При более низких температурах, чем номинальная, светодиоды показывают характеристики лучше заявленных. При более высоких — резко уменьшается срок службы и падает энергоэффективность. У самых современных светодиодов значение номинальной температуры p-n-перехода составляет 85°C. То есть в финскую сауну светодиодные светильники точно поставить невозможно.

На интуитивном уровне можно вывести правило: внутри светодиода температура выше, чем на внешней поверхности его корпуса. В свою очередь, внешняя поверхность корпуса светильника нагревается до меньшей температуры, чем внешняя поверхность корпуса светодиода. Но как это можно описать в виде формул?

Для определения срока службы светодиодов полный прогон на протяжении заявленного времени не применяется, так как за 50 000 часов (более 5 лет) испытываемая модель светодиода просто устареет. Опытные образцы тестируются за более короткие сроки (порядка 2000 часов) при повышенной температуре, далее определяется степень деградации, исходя из которой по специальным формулам вычисляется срок службы при номинальной температуре.

Тепловое сопротивление

Отвод тепла от светодиода с помощью пассивной системы подчиняется закону теплопроводности Фурье: в установившемся режиме поток энергии, передающийся посредством теплопроводности, прямо пропорционален градиенту температуры T на единице пути x этого потока со знаком «минус». В рассматриваемом случае поток энергии равен мощности P, рассеиваемой светодиодом:

P =  λ dT / dx

где λ — коэффициент теплопроводности материала.

Для практических целей удобно пользоваться понятием теплового сопротивления Rt. Тепловое сопротивление между двумя точками определяется как отношение разницы температур между ними к проходящему между ними тепловому потоку, в нашем случае — выделяемой светодиодом мощности:

Rt= T / P

Если мы имеем дело с однородной средой, то этот показатель связан с λ следующим соотношением:

Rt= h/(λS)

где h — толщина слоя материала, через который проходит поток тепловой энергии, а S — площадь теплообмена.

Тепловое сопротивление в системе СИ выражается в кельвинах на ватт (K/Вт). Но поскольку в формуле (2) используется только разность двух температур, а T, выраженные в K и °C численно равны, для инженерных целей используется также размерность °C/Вт.

Большинство правил, действующих для электрического сопротивления, точно так же действуют и для теплового сопротивления. В частности, при прохождении потока тепловой энергии через несколько элементов конструкции светильника их тепловые сопротивления суммируются. Исходя из (3), можно составить уравнение:

Rd + Rl = (Tj — Tout)/P

где Rd — тепловое сопротивление между p-n-пере-ходом и контактной площадкой корпуса светодиода, Rl — тепловое сопротивление между контактной площадкой корпуса светодиода и окружающей средой (включает в себя, при наличии, тепловое сопротивление монтажной платы, термопасты и радиатора), Tj — температура p-n-перехода светодиода, T

out — температура окружающей среды.

Отсюда следует, что значение температуры окружающей среды, при котором температура p-n-перехода будет иметь заданное значение, составит:

Tout = Tj — P(Rd + Rl)

Устойчивость драйвера к высокой температуре

Надежность светодиодного светильника определяется не только источником света, но и драйвером. Современной тенденцией является использование в драйверах транзисторов на основе GaN. Максимальная температура p-n-перехода для них составляет около 200°C. Поскольку в современных драйверах транзисторы работают в ключевом режиме, характеризующемся минимальным нагревом, продолжительная работа GaN транзисторов при температуре окружающей среды около +70°C вполне возможна.

Наиболее уязвимыми элементами драйвера являются электролитические конденсаторы.

Теплоотвод для светодиодов, в котором используются трубки, заполненные жидкостью.
Для заводского цеха вполне нормально, но в тесной парилке такой не поставишь

Поскольку они практически не выделяют тепла, то будут работать при температуре окружающей среды. Для современных электролитических конденсаторов номинальной температурой является +85°C. То есть современный уровень развития технологий позволяет создать драйвер для светодиодного светильника, который может работать в русской бане или в литейном цеху. Но способны ли выдержать такие условия светодиоды?

Оценка для лучшего типа светодиодов

Для того, чтобы дать оценку верхнего предела температуры окружающей среды, при которой может работать светильник, оснащенный пассивным радиатором, рассмотрим конструкцию на основе одного светодиода, специально предназначенного для работы в сложных условиях. Выберем один из самых современных светодиодов Cree Xlamp XP-L2. Его отличительными особенностями являются номинальная температура p-n-перехода +85°С и малое тепловое сопротивление между p-n-переходом и контактной площадкой — всего 2,2°C/Вт.

Если вам предлагают приобрести светодиодные светильники, предназначенные для установки внутри сауны, это, скорее всего, обман. Современные светодиоды не могут стабильно работать при температуре, характерной для сауны.

При токе, протекающем через светодиод, 1 А, падение напряжения на нем составляет около 3 В. То есть светодиод в нормальном режиме работы потребляет мощность 1 A х 3 В = 3 Вт. Световой поток в таком режиме будет составлять около 500 лм. КПД данного светодиода составляет около 40%, отсюда следует, что примерно 60% потребляемой энергии уходит в нагрев устройства. Но компания Cree рекомендует при расчетах теплоотвода в светильниках на основе данной серии светодиодов принять, что в нагрев уходит 75% потребляемой мощности, тем самым обеспечивается необходимый «запас прочности». Таким образом, светодиод рассеивает мощность, равную 0,75 х 3 Вт = 2,25 Вт.


Конструкция светодиода Cree Xlamp XP-L2 требует установки его на монтажную плату, которая, в свою очередь, крепится к теплоотводу. Минимальное значение теплового сопротивления платы на металлической основе с конструкцией, рекомендованной Cree, составляет 3,5°C/Вт. Тепловое сопротивление термопасты примем за 1°C/Вт.

Запрет на галогенные лампы в Евросоюзе относится главным образом к лампам с цоколями E14 и E27 и GU10. Галогенные лампы с цоколем G9 до сих пор разрешены, что позволяет финнам париться в сауне с искусственным освещением, а китайским производителям — выпускать для них светильники с соответствующими патронами. Под запрет также не попадают галогенные лампы, питающиеся от сети через понижающий трансформатор, а именно они должны использоваться по нормам во влажных условиях русской бани. В общем, еврочиновники не обидели своим запретом любителей попариться.

Используем в данной конструкции один из лучших радиаторов в своем классе MechaTronics CoolStar Black 8630 с тепловым сопротивлением 2,1°C/Вт. Получаем Rl = 3,5°C/Вт + 1°C/Вт + 2,1°C/Вт = 6,6°C/Вт. Подставляя данные в формулу (5), получаем, что температура p-n-перехода не превысит номинального значения +85°C, если Tout не превысит 65°C. Разница между температурой p-n-перехода и окружающей средой составит не менее 20°C.

Из этого следует, что такой светильник может использоваться в горячих цехах на производстве.

В русской бане возможно применение светодиодного освещения,
но дорогостоящие светильники не окупятся за счет экономии электроэнергии

В русской бане температура p-n-перехода составит более +90°C, что приведет к уменьшению срока службы светодиода и падению его энергоэффективности. Наконец, в финской сауне температура p-n-перехода составит +130°C, что означает практически мгновенный выход светодиода из строя.

Несколько улучшить тепловые показатели можно, заменив простой радиатор на систему охлаждения с трубками, заполненными специальной жидкостью. Ее тепловая температура составляет около 0,5°C/Вт. Тогда Rl = 5°C/Вт. Согласно формуле, Tout не должна превышать +69°C. Да, если все идеально изготовлено, то такой светильник можно и поставить, с некоторым допущением, в русскую баню. Только вот стоимость его будет настолько велика, что никогда не окупится выигрыш от замены галогенных ламп на светодиоды. А вот на производстве снижение температуры p-n-перехода даже на несколько градусов позволяет получить ощутимую выгоду за счет увеличения срока службы и повышения энергоэффективности светильника.

Выводы

Современные светодиоды и драйверы, специально разработанные для использования при высоких температурах, позволяют создавать светодиодные светильники, надежно работающие на производстве в горячих цехах при условии, что температура в месте их установки не превышает +60°C.

Использование светодиодных светильников в русской бане в случае применения теплоотвода с трубками, заполненными жидкостью, возможно, но с точки зрения экономии в настоящее время нецелесообразно.

Применение светодиодов для внутреннего освещения в финской сауне недопустимо.

Для того, чтобы правильно выбрать светодиодный светильник для работы в условиях высоких температур, следует ознакомиться с техническими характеристиками применяемых в нем светодиодов и драйвера. Их параметры должны нормироваться при высокой температуре (около +85°C). Без этих данных высокая предельная температура ничего не означает, поскольку при приближении к ней технические характеристики могут значительно снижаться.

И, самое главное, помните, что применение именно светодиодов не может быть самоцелью. В том случае, если температура в освещаемом помещении слишком высока для нормальной работы светодиодов, применение традиционных источников света (например, галогенных ламп) оказывается более выгодным.

Источник: Алексей Васильев, журнал «Электротехнический рынок» №3 Май-Июнь 2019

Светодиоды – это освещение будущего

Почти для каждого бюджета семьи экономия электроэнергии является важнейшим вопросом. Это объясняется тем, что  почти ежегодно  у нас в доме появляется очередной источник  потребления энергии (телевизор, компьютер и т. п.).

Все это делается на фоне постоянного увеличения тарифов, счета, получаемые за свет, растут и заставляют нас задумываться, как сэкономить на этом.

Одним из вариантов является применять менее затратный свет. Благо, сегодня рынок электротоваров, кроме привычных ламп накаливания, предлагает более совершенные и современные приборы – газоразрядные и светодиодные. Между ними, конечно, есть целый ряд параметров отличающих их друг от друга. Наиболее перспективными считаются светодиодные лампы.

Этот тип источника света позволяет более эффективно экономить электроэнергию. Считается, что со временем такие приборы полностью заменят существующие лампы (галогенные, накаливания и люминесцентные).

Если сравнить обычное осветительное оборудование и галогеновые лампочки, то светодиодные прожекторы являются намного экономичнее. При их применении сохраняется 80% энергии.

Главным преимуществом светодиодных прожектеров является хорошая освещаемость и лучшая восприимчивость объектов, которые они освещают.

И хотя на сегодняшний день они уступают этим источникам света по цене, но, как считают эксперты, в ближайшие годы стоимость их существенно снизится и станет почти, как у газоразрядных приборов.

В настоящее время светодиодные лампы нашли широкое применение в различного рода светильниках, фонарях, прожекторах и т. д.

Например, очень много компаний в  данный момент предлагает купить светодиодные прожекторы и другие источники света, которые просто созданы для освещения   спортивных сооружений, объектов рекламы, автостоянок и других складских, промышленных и строительных площадок, охраняемых периметров, общественных мест — набережных, мостов и парков. , а также загородных коттеджей, домов и дач.

Для освещения зданий, различных конструкций и предметов применяется большое разнообразие источников света. Но на высоте все же остаются светодиоды, которые имеют большое количество преимущество перед галогеном, неоном и др.

Для освещения архитектурной и декоративной подсветки в настоящее время светодиодные прожекторы незаменимы.

Проведенные специалистами исследования и расчеты показали, что несмотря на дороговизну, светодиодные лампы  могут дать экономический эффект по сравнению даже с газоразрядными приборами уже через несколько лет их применения.

В вопросах энергосбережения светодиодные приборы сегодня стали важным звеном в решении этой проблемы.

Светодиоды – это освещение будущего, незаменимые помощники, которые не подведут в любой ситуации.

Что такое светодиод (устройство, параметры, маркировка)

Светодиод (led) – это полупроводниковый элемент, в котором при прохождении электрического тока создается видимое глазу оптическое излучение. В настоящее время такие устройства используются практически в любом приборе: телефоны, бытовая техника, автомобили, светильники и многие другие. Led-элементы потребляют гораздо меньше энергии, что важно для энергосбережения.

Разные типы светодиодов.

История создания светодиода.

Она насчитывает всего чуть больше ста лет. Первое упоминание о свечении диода относится к 1907 году. Английский физик Генри Раунд заметил разноцветное излучение при течении электричества через соединения карбид кремния-металл. Такое явление получило название электролюминесценция.

Спустя почти двадцать лет в 1923 году российский ученый Олег Лосев проводил подобные эксперименты в Нижнем Новгороде. Физик обнаружил свечение на месте контакта карбида кремния и стальной проволоки. Лосев опубликовал результаты своих исследований, и обосновал, что электролюминесценция наблюдается именно на границе соприкосновения разнородных материалов. Теоретическую базу под открытие подвести не смогли, и дальнейшего развития оно не получило. Хотя Лосев предсказал использование электролюминесценции для создания маломощных и миниатюрных источников света. Физик даже придумал конструкцию светового реле, но дальше исследования не продолжились.

В 1961 году, еще через сорок лет, американские изобретатели Д. Р. Байард и Г. Питтман придумали технологию выпуска светодиодов из арсенида галлия. В 1962 году они получили патент, и начался промышленный выпуск. Однако, их led-элемент испускал инфракрасное излучение, то есть был не видим человеческому глазу.

Но в том же 1962 году американский физик Ник Холоньяк изобрел красный светодиод. В 1971 году его соотечественник Жак Панков придумал синий. А в 1972 Джордж Крафорд открыл желтый led.

Впрочем, до семидесятых годов XX века светоизлучающие диоды оставались очень дорогими. Фирма «Монсанто» первой в мире удалось организовать массовое производство led в качестве индикатора.

В семидесятых годах группе советских ученых под начальством Ж. Алферова удалось синтезировать неизвестные до этого полупроводниковые вещества. Их начали получать на предприятиях и в лабораториях. А на основе этих соединений запустили серийное изготовление светодиодов.

В 1983 году Citizen Electronics придумала и внедрила на своих предприятиях светодиоды плоской конструкции (SMD).

В девяностые годы японские ученые И. Акасаки, Х. Амано и С. Накамура придумали, как значительно удешевить производство синих led. Технологию успешно опробовала фирма Nichia с 1993 года. А с 1996 года они начали изготовление белых led-элементов, чей свет получается из сочетания красного, синего и зеленого. В дальнейшем на базе открытия японских ученых стали стремительно развиваться новые методы производства световой техники: лампочек, дисплеев с подсветкой и других приборов.

В 2003 Citizen Electronics придумали новейшую технологию производства СОВ (Chip-On-Board). Она заключается в монтаже полупроводникового элемента на подложку при помощи специального непроводящего клея.

Очевидно, что история светоизлучающих диодов только набирает обороты, а технологии становятся все более совершенными.

Для создания разных цветов потребовалось много времени.

Принцип работы.

Кристалл состоит из полупроводниковых материалов, которые расположены слоями. Свечение появляется после протекания электричества между границами их соприкосновения. В одном полупроводнике (n) преобладают электроны (отрицательные частицы), а в другом (p) –  ионы – дырки (положительные частицы). Полупроводниковые соединения способны пропускать электричество только  от p -слоя к n -слою, т.е. в одну сторону.

Схема появления излучения.

Под воздействием электричества электроны из n-слоя и дырки из р-слоя начинают двигаться к р-n-переходу. Происходит рекомбинация дырки и электрона — между р-n-границей протекает ток. Электроны переходят на низший энергетический уровень, с высоких орбиталей на более низкие. Освобождается энергия, которая  излучается в виде фотонов.

Описанный процесс протекает во всех полупроводниковых диодах. Но длина волны фотона не всегда находится в заметном человеческому глазу спектре. Для появления видимости необходимо движение элементарных частиц в определенном интервале: от 400 до 700 нм. Это достигается подбором определенных химических веществ. У каждого есть особая длина волны и цвет излучения.

Самые удачные материалы получаются из соединений типа AIIIBV и AIIBVI где II, III, V и VI – валентности элементов. Например, уже упоминавшийся арсенид галлия, фосфат индия или селенид цинка  и теллурид кадмия. Подобные соединения называют прямозонными. Возможно получение разнообразных  по свечению светодиодов: от ультрафиолетовых до инфракрасных.

К другой группе относятся непрямозонные полупроводники. Это карбид кремния, сам кремний, германий и другие. Диоды из них свет светят очень неярко. Впрочем, научные работы по использованию таких веществ продолжаются. Основные поиски решения ведутся в области технологий квантовых точек и фотонных кристаллов.

Кроме света при p-n-переходе освобождается еще и тепло. Для его отвода необходим теплоотвод (часто в этой роли выступает корпус изделия) или радиатор.

Виды и характеристики светодиодов.

Светоизлучающие диоды различают по конструкции корпуса:

  1. DIP – маломощные индикаторные цилиндрические элементы. Востребованы для подсветок экранов, индикации, световых гирлянд.
  2. «Пиранья» — четырехконтактный DIP. Они крепче держатся на своем месте и меньше греются. Востребованы в автомобильной промышленности для подсветок.
  3. SMD – внешне выглядит, как параллелепипед. За счет своей надежности и универсальности востребованы во многих отраслях светотехнической промышленности.
  4. PCB Star светодиоды. Разновидность SMD.
  5. СОВ – плоский SMD. Новейший тип.

Независимо от исполнения корпуса выделяют светодиоды:

  1. Двухцветные. Они излучают одновременно два цвета. Обладают тремя контактами, один из которых общий.
  2. Полноцветные RGB (красный-зеленый-синий). Изготавливаются из трех полупроводниковых кристаллов под общей линзой, обладают четырьмя электродами. По одному выводу для каждого полупроводникового элемента и один общий вывод. В SMD у прибора будет шесть выводов.

Пропорциональное смешение цветов дает всевозможные оттенки света. Например, при включении на 100% красного и зеленого получится желтый.

  1. Адресные светодиоды − разновидность полноцветных. Отличаются от обычных RGB тем, что включаются по собственному индивидуальному коду. Востребован в лентах, где на адресном светодиоде можно задать неповторяющийся цветовой оттенок. При этом led-диод обладает собственным адресом, на который поступают команды от специального управляющего драйвера. Управление цветами происходит через микрочипы, которые встраиваются рядом с адресными светодиодами.
  2. Сверхмощные (сверхяркие) светодиоды – элементы мощностью выше 1 Вт с силой тока от 300 мА. (Мощность обычных светодиодов измеряется чаще всего в милливаттах). Такие устройства светят очень ярким светом. Используются в фонариках, фарах, прожекторах и т.п.

Также led-элементы подразделяются на:

  1. Индикаторные — маломощные.
  2. Осветительные — приборы большой мощности.
  3. Инфракрасные – излучают невидимый человеческому глазу инфракрасный спектр.

Инфракрасные диоды. Благодаря специально подобранным материалам проводников они испускают невидимые глазу инфракрасные лучи. Они безвредны для живых существ, но заметны для электронных систем регистрации. Востребованы во многих технических устройствах  и станках во всевозможных отраслях промышленности.

Индикаторные led-диоды. Выступают в роли индикаторов для техники,  подсветок дисплеев и т.п. Их делят по типу используемых полупроводников на:

  • двойные – светят зеленым и оранжевым;
  • тройные – светят желтым и оранжевым;
  • тройные – светят красным и желто-зеленым.

Независимо от вида светодиоды характеризуются некоторыми параметрами.

Цвет излучения. Обусловлен химическим составом полупроводников. Некоторые вещества и соответствующие им цвета обозначены в таблице.

Яркость. Она пропорциональна силе тока, текущей сквозь элемент. Среди led-диоды, которые светят белым светом, выделяют яркие (20-25 милликандел) и сверхяркие (свыше 20 тысяч милликандел).

Сила тока. Светодиоды весьма чувствительны к силе тока. При превышении ее значения выше номинального led может перегореть. Поэтому не рекомендуется превышать максимальный прямой ток элемента. Точные значения для конкретного светодиода приводятся в техническом описании.

Падение напряжения. Характеризует допустимую разницу между величинами входного и выходящего напряжения. У значения напряжения для светодиодов есть максимальное значение, превышение которого приведет к поломке led. Значения указываются в техническом описании.

Полярность. Поскольку ток в светодиоде течет только от p -слоя к n -слою, для предотвращения поломок стоит полярность. Обычно ее определяют по внешнему виду, маркировке или особым пометкам на корпусе. (Подробнее смотрите в статье «определение полярности»). Также узнать полярность можно из технической документации.

Угол рассеивания света. Определяется формой линзы, конструкцией кристалла и от используемых для изготовления кристалла веществ. Может меняться от 15 до 180 градусов.

Устройство светодиода.

Led-диод состоит из полупроводникового кристалла, который закреплен на подложке, корпуса с контактами и оптической системы.

Устройства индикаторных (DIP), плоских (SMD) и СОВ элементов различаются снаружи. 

Конструктивное устройство DIP.

DIР-светодиод в разрезе.

В основании прибора монтируются контакты. Кристалл (один или несколько) закреплен на катоде. К кристаллу присоединяется проволока. Она соединяет полупроводники с анодом. Это необходимо для группировки двух проводников с различными типами проводимости. Сверху led-элемент герметично покрывается линзой. Корпус устройства изготавливается в виде цилиндра из эпоксидной смолы, край которого обрезан со стороны катода. Монтаж led-элемента происходит путем пайки длинных выводов.

Конструктивное устройство SMD.

SMD-светодиод в разрезе.

Корпус изготавливается параллелепипедом. Его основа – теплоотвод от кристалла. На  нее монтируется полупроводниковый элемент. Контактный провод соединяет его с анодом. Контакты выполняются плоскими. Сверху элемент герметично накрывается линзой.

Конструктивное устройство СОВ.

COB-технология – новейшее направление в производстве.

Такие светоизлучающие диоды имеют в основании теплопроводящую подложку (обычно алюминиевую). На нее непроводящим клеем закрепляют полупроводниковые кристаллы, которые объединены по последовательно-параллельной схеме. Сверху все покрывается люминофором.

Такой тип led легко монтируется, выдает хороший световой поток и не искажает цвета. Востребованы в производстве небольших, ярких прожекторов и декоративной подсветки. В отличие от DIP и SMD способны работать при повышенных температурах. Но из-за своего устройства имеют меньший срок эксплуатации по сравнению.

Если на одной подложке смонтировано множество кристаллов, то такой led-элемент называется светодиодной матрицей.

Конструктивное устройство PCB Star.

Состоит из одного большого кристалла, который монтируется на алюминиевую подложку в форме звезды. За счет увеличенной площади кристалла повышается мощность светодиода. Упрощается его фокусировка. Поэтому РCB Star востребованы в производстве ярких источников света: от фонариков до прожекторов.

Вольт-амперная характеристика светодиода.

Она имеет нелинейный характер. Led начинает пропускать ток с определенного значения напряжения. Оно называется пороговым. Пороговый вольтаж определяется химическими соединениями полупроводников.

Вольт-амперная зависимость.

Синяя кривая описывает протекание электричества при прямом включении. Красная кривая — при обратном включении.

UMAXи UMAXОБР – предельно допустимые значения напряжений. При их превышении элемент сгорает.

UMIN – минимальное величина напряжения. Начинается свечение.

Интервал между минимальным и максимальным — рабочая зона. Именно в ней диод светоизлучается.

IMAX – предельное допустимое значение тока. При превышении светодиод перегорает.

Подключение светодиода.

Самым простым случаем подключения светодиода является подключение с резистором. Последний необходим для токоограничения, чтобы исключить перегорание led при скачках напряжения.

При подключении led-элементов по любой схеме не забывайте придерживаться полярности! Иначе полупроводниковый прибор не будет светить и перегорит.

Электрическая схема соединения светодиода (LED) и резистора (R).

При соединении нескольких светоизлучающих диодов возможны разные варианты их соединения.

Последовательное подключение.

Схема последовательного соединения.

Элементы соединяются последовательно с учетом полярности. В цепи значение тока   постоянно, а напряжение на led-элементах суммируется.

Параллельное соединение.

Схема параллельного соединения светодиодов через один резистор.

В этом случае постоянным в цепи сохраняется напряжение, а силы тока на элементах складываются. У данного типа соединения есть недостаток. На разных светодиодах может быть неодинаковое падение напряжения. Поэтому ток на каком-нибудь элементе может превысить допустимый, что приведет к поломке.

Во избежание этого следует подключать к каждой параллельной цепи свой резистор.

Схема параллельного подключения.

Параллельно-последовательное соединение.

При подключении большого количества светодиодов стоит использовать параллельно-последовательную электрическую схему. При этом в параллельных ветках напряжение одинаковое.

Электрическая схема параллельно-последовательного соединения.

Производители светодиодов

Монтаж светодиодов.

В рейтинге производителей лидируют несколько фирм с мировым именем. Именно они выпускают самые качественные изделия на рынке.

  1. Philips. Пожалуй, производитель, с самым известным именем. Под этой маркой выпускается множество изделий от лампочек, до телефонов. Фирма имеет заводы более чем в шестидесяти странах. Активно вкладывается в новейшие разработки. Покупает другие, более мелкие заводы и производства, которые изготавливают светодиоды.
  2. Cree. Американская фирма, которая начинала свой путь с производства чипов для телефонов. Специализируется на производстве led-изделий разного назначения. РРаРазработали и выпускают светодиоды из карбида кремния, которые ярко светят.
  3. Nichia. Японская компания. Одна из старейших в области изготовления светодиодной техники. Именно она разработала и внедрила выпуск синих и белых цветов led. Специализируется на производстве кристаллов. Лидер на рынке по доходам от продаж.
  4. Osram. Немецкий изготовитель. Работает более ста лет в паре с Siemens. Выпускает светоизлучающие диоды, которые соответствуют мировым стандартам качества.

Из российских производителей можно отметить «Оптоган» и «Светлана-Оптоэлектроника». Обе фирмы располагаются в Санкт-Петербурге и производят светотехнические изделия. Впрочем, кристаллы для выпуска продукции закупаются за рубежом.

Цветовая маркировка.

Маркировка led в мире не стандартизирована. Изготовитель сам решает, что он будет обозначать на корпусе.

Светодиоды российского производства маркируются цветовым кодом. Он состоит из цветных кружочков или черточек. Примеры маркировки приведены ниже на рисунке.

Цветовая маркировка российских индикаторных светодиодов.

Рассмотрим маркировку известных мировых производителей.

Philips.

В качестве примера возьмем модель Luxeon Rebel. Она маркируется LXML-ABCD-EFGH. В этой аббревиатуре зашифровано следущее:

  • LXML – серия;
  • ABC – информация о свете:  как распределяется, цветовая температура;
  • D – величина тока;
  • E – запасная буква на будущие модели;
  • FGH – яркость (в люменах).

Cree.

Фирма предлагает обозначение SSSCCC-BD-0000-NNNNN, где:

  • SSS – серия;
  • CCC – описание цвета:
  • BD – индекс цветопередачи:
  • 0000 – код производителя;
  • NNNNN – индивидуальный номер по цветовой температуре и яркости. Стоит уточнить в техническом описании.

Достоинства и недостатки светодиодов

Плюсы

  • Высокая механическая и вибрационная стойкость.
  • Небольшой разогрев.
  • Маленькие габаритные размеры, легкий
  • Долговечность.
  • Низкое энергопотребление и мощность.
  • Возможность регулирования интенсивности свечения.
  • Высокие декоративные качества: разнообразие цветов и оттенков свечения.
  • Безынерционность: включаются сразу на полную мощность.
  • Возможность работы при низких температурах.
  • Низкая цена индикаторных светодиодов.
  • Безопасность: низкие рабочие значения напряжения и тока.

Минусы

  • Высокая цена SMD.
  • Ухудшения со временем качества кристалла: чем дольше светодиод работает, тем он тусклее.
  • Повышенные требования к источнику питания.
  • Недопустимы даже небольшие превышения минимальных и максимальных значений электрических параметров.

Интересные факты.

Светодиодная лента.

Получение белого цвета. Есть три варианта. Первый – по технологии RGB. Включение всех трех цветов на 100% дает белый цвет. Во втором случае на линзу наносят три люминофора: голубой, красный и зеленый. Третий вариант заключается в нанесении красного и зеленого люминофора на оптическую систему голубого светодиода.

Работа при повышенных температурах. С ростом температуры в области p-n-перехода уменьшается яркость свечения. Причем у красных и желтых падение яркости больше, чем у синих и зеленых. Поэтому нужно использовать хороший теплоотвод и не допускать эксплуатации led при повышенных температурах.

Как готовят полупроводники? В основном по технологии металлоорганической эпитаксии в атмосфере особо чистых газов. Выращиваются пленки толщиной от ангстремов до микрон. Разные слои легируются примесями, которые дадут слою высокую концентрацию электронов или дырок, то есть сформируют n или p структуру полупроводника. Зачем пленки травят, создают контакты к n и p слоям и делят на чипы нужных размеров.

Чем хороша СОВ-технология? Тем, что кристаллы монтируются на металлическую подложку, которая одновременно выполняет функции радиатора. Таким образом получают отличный теплоотвод непосредственно от полупроводникового кристалла. Дополнительно можно получить разную форму светодиода, разную гибкость и и.п.

Кто изобрел светодиод и светодиодные лампы?

Светодиодные лампы нашли применение в создании бытового, рекламного, декоративного, индикаторного и другого освещения. Человек подстраивает это изобретение под свои потребности во многих сферах деятельности. Светодиоды создают излучение для передачи телефонных и интернет сигналов по оптоволоконным кабелям, связывающих пульты управления с контролируемой техникой. LED-кристаллы делают мир ярче и светлее, но кому принадлежит авторство создания «суперсветильников»?

История создания светодиодов

Впервые о свечении твердого кристалла под влиянием тока человечество узнало в начале XX столетия.

1907 – британец Генри Раунд провел эксперименты, в процессе которых заметил цветное свечение при похождении электричества через соединение металла с карбидом кремния (карборундом). Так была открыта электролюминесценция.

1923 – в СССР ученый-физик Олег Лосев пропустил ток через соединение карбида кремния со сталью, и увидел слабый свет в точке соприкосновения карборунда с металлическим сплавом. Несмотря на публикацию в научных источниках, общество не придало значения этому открытию. Позже, в 1927 году, Лосев создал твердотельное «световое реле», работающее от источника питания 10 В.

1961 – следующим шагом в разработке современных ламп стало изобретение инфракрасного светодиода. Открытие сделали сотрудники американского производителя Texas Instruments. Г. Питтман и Р. Байард, которые чуть позже запатентовали свое детище.

1962 – первое применение светодиода на практике в американском гиганте General Electrics. Кристаллы с красным свечением были созданы в Университете Иллинойса Ником Холоньяком.

Себестоимость первых светодиодов достигала 200$ – огромные деньги для середины XX века. Научно-технический прогресс позволил удешевить производство твердотельных источников света, и с 1968 года крупные корпорации обратили внимание на возможную выгоду от использования таких элементов в своей продукции.

1971 – американец украинского происхождения Жак Панков в лабораторных условиях получает синее излучение от кристаллов. Начинается эра светодиодов, первые массовые партии индикаторов были произведены компанией Monsanto, и использованы в калькуляторах HP.

1972 – ученик Холоньяка Джордж Крафорд улучшает силу света красных светодиодов в 10 раз, и находит способ получить желтое излучение.

Изобретение светодиодной лампы

Несмотря на снижение стоимости, цена на светодиоды оставалась высокой вплоть до 1990-х гг. Исходящие световые лучи были слабоваты, и подходили только для использования в качестве индикаторов. Но в конце прошлого века три сотрудника японской корпорации Nichia Chemical Industries (Хироси Амано, Сюдзи Накамура и Исама Акасаки) сдвинули прогресс с мертвой точки, создав недорогой светодиод с синим свечением. Чуть позже на основе изобретения трех сотрудников Nichia началось массовое производство люминофорных светодиодов с белым свечением. В 2014 году Хироси Амано, Сюдзи Накамура и Исама Акасаки за свое изобретение были удостоены Нобелевской премии.

Благодаря низкой стоимости люминофорных светодиодов и довольно высокому световому потоку, стало возможным массовое производство светодиодных ламп.

Последним шагом на пути к созданию современных светодиодных ламп с высоким световым потоком стало производство первого модуля по технологии COB (Chip-on-Board) в 2003 году компанией Citizen Electronics. Citizen Electronics первыми начали использовать диэлектрический клей для монтажа кристаллов от Nichia на алюминиевую подложку, необходимой для поглощения выделяемого тепла.

Светодиодные лампы COB(Chip-on-Board) — технические характеристики, история появления, производство, фото и видео обзор

Автор Aluarius На чтение 6 мин. Просмотров 400 Опубликовано

Основным направлением светотехники является внедрение светодиодов в светильники всех мастей и видов. Но необходимо отметить, что единого направления данного развития нет. Сегодня кроме известных LED светильников на рынок поступают и так называемые COB светильники, в основе которых лежат более мощные светодиоды. Светодиодные лампы COB (Chip-on-Board) – это по сути, все те же светодиодные источники света, с помощью которых все хотят сэкономить потребление электроэнергии. Но среди специалистов до сих пор бушуют споры, в которых стороны никак не договорятся, как правильно выбирать.

Считается, что в современной светотехники до 2009 года было всего лишь одно направление развития – это увеличение мощности свечения диодов. И тогда, и сегодня это направление называют Power LED (мощный светодиод). Ученым удалось добиться значительных результатов – на свет появились светодиоды мощностью до 10 Вт. Хотя востребованными так и остались 3-6 ваттные приборы.

В чем же суть концепции Power LED? В принципе, все достаточно просто – снизить стоимость источников света. Считалось, что увеличение мощности, а соответственно и яркости, позволит уменьшить количество светодиодов. Но на самом деле всего этого не произошло. Стоимость светильников Power LED так и не снизилась, да и светоотдача повысилась ненамного. Почему так произошло?

  • Причина первая – светодиод является и всегда был точечным источником света. Но для основных условий эксплуатации любого светильника необходим рассеивающий свет. Поэтому диодные лампы для дома обеспечивались специальными оптическими системами. Без них источник света излучал яркость большой мощности, к тому же поток был ослепляющий. Но тут есть еще два фактора: во-первых, сами оптические системы стоили дорого, во-вторых, через них сам светильник терял определенное количество яркости (до 35%).
  • Причина вторая – сборка светодиодных ламп на COB диодах включает в себя достаточно большой объем ручного труда. Так что и здесь расходы сильно влияли на себестоимость изделия.

Прорыв

С 2009 года появились SMD диоды, мощность которых составляет 0,01-0,2 ватта. Состоят светодиоды данного типа из 1-3 кристаллов, которые приклеивались к керамической квадратной основе размерами от 1,4 до 6 мм. И каждый точечный диод покрыт сверху люминофором. Самое главное, что соединение светодиодов с плато происходит методом пайки. А, значит, весь технологический процесс можно полностью автоматизировать, избежав дорогого ручного труда.

Устройство светодиодной лампы

Но и это еще не все.

  • SMD диоды маломощные, для одного светильника приходится устанавливать их в большом количестве (до 700 штук). А это стопроцентный рассеивающий свет. То есть, нет необходимости использовать дорогие и сложные оптические системы. Оптимальный вариант – плафон из обычного стекла, у которого светопотери составляют всего лишь 8%.
  • Светодиоды располагаются на плато через определенные промежутки, которые в несколько раз превышают размеры самих кристаллов. Поэтому так хорошо видны сами диоды по отдельности, а не в общей массе. К тому же есть возможность увеличить оптимальное свечение в комнатах, где стоит компьютер. Можно просто установить светильники с молочными светодиодами.

Единственный минус SMD светильников – низкая их ремонтопригодность. Разобрать и перепаять сгоревший диод вручную практически невозможно. Так что лучше, если заменить полностью светильник новым. Обойдется это недорого.

Прорыв продолжается

Итак, возвращаемся к теме «диодная лампа COB». Никто не собирался отказываться от этих светодиодов, просто пришла необходимость видоизменить сам светильник, сделав его недорогим. Вариантов изменения конструкции было несколько, но оптимальным оказался один.

  • Во-первых, отказались от керамических подложек. То есть кристаллы стали устанавливать на плато напрямую.
  • Во-вторых, все кристаллы покрывались единым слоем люминофора. Поэтому светильник светится равномерно без видимых отдельных светящихся точек.

И вот тут COB матрицы стали выигрывать перед SMD матрицами. В схемах светодиодных ламп на 220 В помешалось до 70 кристаллов на один квадратный сантиметр. То есть, светильник становится в разы меньше, но его яркость не уступала другим моделям. В конце концов появилась возможность использовать в источниках света данного типа и отражатели, и рассеиватели, которые устанавливаются на традиционных лампах.

Процесс производства

COB матрицы изготавливаются в несколько автоматизированных этапов.

  • На подложку наносится клеевой состав, который обеспечит высокие адгезионные качестве.
  • Монтаж кристаллов.
  • Затвердение клея.
  • Чистка матрицы плазменной технологией.
  • Пайка кристаллов с плато.
  • Нанесение люминофора.

Внимание! В данной технологии люминофор смешивается с силиконом. Последний обеспечивает полную герметичность световой конструкции.

Cob светодиод

Самая сложная технологическая операция, которую до недавнего времени невозможно было реализовать, это нанесение тонкого адгезионного слоя. Все дело в том, что слой клея должен быть определенной толщины. Если он будет тонким, то кристаллы в процессе эксплуатации начнут отклеиваться. Если будет слишком толстым, то уменьшится тепловая отдача кристаллов на подложку. Эту проблему решили китайцы, которые предложили использовать метод магнетронного напыления. Поэтому новые матрицы теперь носят название MCOB, то есть Multi Chip-on-Board, что в переводе означает «многочисленные кристаллы на плате». Правда, от этого устройство светодиодной лампы не изменилось. Именно эта технология позволяет в настоящее время производить светодиодные лампы больших мощностей.

Параметры и характеристики

Итак, технические характеристики. Современные COB светильники могут достигать мощности 100 Вт. При этом яркость свечения достигает до 150 Лм/Вт, что является даже очень приличным показателем.

Размеры матрицы (она может быть квадратной или круглой) от 1 до 3 см. Это для внутреннего применения. Для уличных светодиодных ламп используются диоды с размером матрицы 3×12 см. Срок службы светодиодных ламп с COB диодами составляет 300000 часов, более мощные аналоги служат до 500000 часов.

Некоторые специалисты, учитывая небольшой срок службы, говорят о низкой способности данного вида светильников. Но тут есть один нюанс. Проверка срока эксплуатации ламп проводилась в экстремальных условиях. После чего математическими исчислениями подвели итог, что они в непрерывном режиме проработают 6 лет. А за это время, наверняка, появятся новые осветительные приборы, более экономичные, надежные и яркие.

Внимание! Практически все производители дают гарантийный срок эксплуатации 200000 часов, в течение которого они готовы провести ремонт.

В принципе, технические характеристики говорят о том, что светодиодные лампы на сегодняшний день это самый экономичный вариант системы освещения в доме. Конечно, он и самый дорогой в плане первого взноса (цена). Но стоит на них обратить внимание, если перед потребителем стоит проблемы экономии.

Заключение по теме

Для многих, наверное, уже не секрет, что многие европейские страны хотят отказаться от электроэнергии, которая выработана на расщеплении урана. Атомные электростанции ненадежны. К примеру, Швейцария до 2036 года закроет все АЭС, хотя на них ложиться до 41% выработки электроэнергии. Поэтому европейцы большие деньги вкладывают в разработку новых энергоемких технологий, где светодиодное освещение находится в приоритете.

И последнее по данной теме. Многие потребители задаются вопросом, какие светодиодные лампы все-таки лучше, как правильно выбрать? Если вы прочитали статью, тогда должны понять, что в этом вопросе нет смысла.

Будущее за светодиодами? Энергосбережение с помощью светодиодного освещения

Убедитесь, что в вашем браузере включен JavaScript. Если вы оставите отключенным JavaScript, вы получите доступ только к части предоставляемого нами контента. Вот как.
Области науки Энергия и мощность
Сложность
Требуемое время Long (2-4 недели)
Предварительные требования Предыдущий опыт использования цифрового мультиметра
Наличие материалов Специальные предметы (см. Список материалов)
Стоимость High (100 — 150 долларов)
Безопасность Так как этот научный проект связан с электричеством, рекомендуется присмотр взрослых.Светодиоды, используемые в этом проекте, используются в светофорах и очень яркие. Не смотрите прямо на светодиод во время его работы и обязательно надевайте солнцезащитные очки. Обязательно используйте защитные очки при работе с электроинструментом.

Абстрактные

Глобальное потепление, изменение климата, таяние ледяных шапок — все это большие события, которые влияют на нашу окружающую среду. Что мы можем сделать, чтобы уменьшить воздействие? Мы можем сократить, повторно использовать и переработать.Чем города могут помочь? Города могут избавиться от отходов за счет экономии энергии. Города по всему миру переходят с светофоров с лампами накаливания на светофоры со светодиодами для экономии энергии и денег. Это потому, что светодиоды более эффективны, чем лампы накаливания, а это означает, что светодиоды излучают больше света по сравнению с лампами накаливания при той же входной мощности. Так что со светодиодами вы получаете больше за меньшие деньги! В этом научном проекте вы узнаете, как используются светодиоды и почему так много городов и стран переходят на светодиодные технологии.

Объектив

Цель этого научного проекта — узнать о ключевом реальном применении светодиодов (LED): светофоре. Вы соберете три простые схемы, чтобы изучить, насколько эффективен светодиод по сравнению с обычной лампой накаливания. После этого вы сможете определить, какая технология лучше всего подходит для светофоров.

Поделитесь своей историей с друзьями по науке!

Да, Я сделал этот проект! Пожалуйста, войдите в систему (или создайте бесплатную учетную запись), чтобы сообщить нам, как все прошло.

Планируете ли вы сделать проект от Science Buddies?

Вернитесь и расскажите нам о своем проекте, используя ссылку «Я сделал этот проект» для выбранного вами проекта.

Вы найдете ссылку «Я сделал этот проект» на каждом проекте на веб-сайте Science Buddies, так что не забудьте поделиться своей историей!

Кредиты

Мишель Марановски, доктор философии, приятели науки.

Отредактировал Стивен Марановски, доктор философии, Philips Lumileds Lighting Company.

Автор благодарит Томаса Гоглио за строительство стенда.

Проект обновлен Беном Финио, доктором наук, Science Buddies

  • Lumileds TM является товарным знаком Philips Lumileds Lighting Company.
  • Texas Advanced Optoelectronic Solutions® является зарегистрированным товарным знаком Texas Advanced Optoelectronic Solutions, Inc.

цитировать эту страницу

Здесь представлена ​​общая информация о цитировании.Обязательно проверьте форматирование, включая использование заглавных букв, для метода, который вы используете, и обновите цитату по мере необходимости.

MLA Стиль

Сотрудники Science Buddies. «Будущее за светодиодами? Экономия энергии с помощью светодиодного освещения». Друзья науки , 20 ноя 2020, https://www.sciencebuddies.org/science-fair-projects/project-ideas/Energy_p003/energy-power/energy-savings-with-led-lighting. Доступ 26 ноября 2020 г.

APA Style

Сотрудники Science Buddies.(2020, 20 ноября). Будущее за светодиодами? Экономия энергии с помощью светодиодного освещения. Извлекаются из https://www.sciencebuddies.org/science-fair-projects/project-ideas/Energy_p003/energy-power/energy-savings-with-led-lighting

Дата последнего редактирования: 20.11.2020

Введение

Наша жизнь была бы совершенно другой без полупроводников . Все микросхемы интегральных схем (ИС) сделаны из полупроводников.ИС есть в наших машинах, самолетах и ​​в кухонной технике. Но что такое полупроводник? Полупроводник — это материал, функция которого находится где-то между изолятором (например, пластик) и проводником (например, медью). Полупроводники обладают способностью проводить электричество при определенных условиях, что приводит к появлению некоторых интересных и полезных устройств, таких как транзисторы , и лазеры . Вы можете узнать больше об основах электричества в Руководстве по электричеству, магнетизму и электромагнетизму Science Buddies.

Один из полупроводников, о котором вы, наверное, слышали, — это светоизлучающий диод (LED) , — полупроводниковое устройство, преобразующее электричество в свет. Ток в полупроводниках переносится электронами (отрицательно заряженными) и дырками (положительно заряженными). Светодиод состоит из слоя материала, богатого электронами, рядом со слоем материала, богатого дырками. Когда к светодиоду подается ток в определенном направлении, электроны движутся к дыркам, а дырки — к электронам.Когда электрон и дыра встречаются, они создают свет. Длина волны или цвет света зависит от материалов, которые используются для слоев, и от того, насколько богат электронами слой 1 и насколько богат дырками слой 2.


Рисунок 1. Вот два слоя светодиода. Когда они соединяются, электроны и дырки встречаются посередине.

Этот проект в области инженерных наук — отличный пример того, как различные области обучения пересекаются для решения проблемы.Например, как город может экономить энергию и деньги? Обслуживание городских служб, например светофоров, стоит денег. Это потому, что производство энергии стоит денег. Как городу сэкономить на светофорах? Ответ состоит в том, чтобы преобразовать светофоры с ламп накаливания на светоизлучающие (светодиодные) светофоры. Лампочка, называемая лампой накаливания , также преобразует электричество в свет. Однако светодиод излучает больше света при меньшей мощности, чем обычная лампочка.Это означает, что светодиоды более эффективны. Эффективность настенной розетки определяется как отношение выходной оптической мощности устройства к входной электрической мощности (то есть эффективность преобразования электрической энергии в оптическую). Эффективность розетки — это мера, которая используется для сравнения светодиодов друг с другом и с другими светоизлучающими устройствами, такими как лампа накаливания.

Дополнительные преимущества светодиодов заключаются в том, что они чрезвычайно прочны, могут выдерживать удары и вибрацию, компактны, служат дольше и не излучают столько тепла, как лампы накаливания.Фактически, около 90% энергии, которая используется для зажигания лампы накаливания, теряется на тепло!

Светодиоды не только являются более экологически чистым вариантом, чем обычные лампы накаливания, но и повышают безопасность на дорогах. Поскольку светодиоды такие яркие по сравнению с лампами накаливания и быстрее включаются, их легче увидеть. Светодиод включается почти мгновенно, примерно на 200 миллисекунд быстрее, чем лампа накаливания. Это означает, что автомобиль со светодиодными стоп-сигналами будет предупреждать других водителей позади них о том, что они останавливаются на 200 миллисекунд раньше.При скорости 65 миль в час это обеспечивает дополнительные 19 футов тормозного пути для водителей, смотрящих на светодиодный стоп-сигнал.


Рисунок 2. Показан зеленый светодиодный сигнал светофора.

В этом инженерном научном проекте вы будете измерять эффективность розетки светодиода и сравнивать ее с эффективностью розетки лампы накаливания. Для этого вы соберете три схемы, чтобы проверить эффективность розетки. Первая схема будет цепью постоянного тока, которая подает постоянный ток на светодиод на протяжении всего времени тестирования.Вторая схема будет схемой обнаружения света. Схема обнаружения света содержит преобразователь света в напряжение, который отслеживает любые изменения яркости света, исходящего от светодиода, и который пропорционален выходной мощности источника света. Третья схема подает напряжение на лампу накаливания. Развлекайтесь и помните, что вы вносите свой вклад в защиту окружающей среды.

Термины и понятия

  • Полупроводник
  • Изолятор
  • Проводник
  • Транзистор
  • Лазер
  • Светодиод (LED)
  • Диод
  • Лампа накаливания
  • Эффективность дюбеля
  • люмен

Вопросы

  • Что такое полупроводник? Сколько существует видов полупроводников?
  • Чем отличается лампа накаливания от светодиода?
  • Вы можете подтвердить, подходят ли светодиоды для светофоров?
  • Какие еще применения светодиодов вы можете найти помимо светофоров?

Библиография

Чтобы узнать больше о различных светодиодных продуктах, просмотрите несколько интересных изображений приложений и ознакомьтесь с интересными примерами:

Для простого объяснения того, как работают светодиоды, прочтите следующие записи:

Для получения информации по применению и спецификации драйвера постоянного тока для светодиодов прочтите:

В техническом паспорте преобразователя света в напряжение есть полные спецификации для моделей TSL250R, TSL251R и TSL252R.В этом научном проекте вы будете использовать TSL252R.

Лента новостей по этой теме

Примечание: Компьютерный алгоритм сопоставления предлагает указанные выше статьи. Это не так умно, как вы, и иногда может давать юмористические, нелепые или даже раздражающие результаты! Узнать больше о ленте новостей

Материалы и оборудование

Если не указано иное, электронные компоненты для этого проекта можно заказать в Jameco Electronics.

Тестовая сборка

  • Очки защитные
  • Сверло со сверлом ¾ дюйма
  • Линейка
  • Фанера, 8,5 x 11 дюймов, толщина 1 дюйм
  • Деревянный дюбель толщиной ¾ дюйма, длиной 18 дюймов
  • Клей плотницкий

Испытательная цепь постоянного тока

  • Адаптер для домкрата с косичками, номер детали 2114600
  • Адаптер питания переменного и постоянного тока 12 В, 500 мА, номер по каталогу 1940694
  • Драйвер постоянного тока для светодиодов, 350 мА, номер детали 2155891
  • Поводки с зажимом типа «аллигатор» (10 шт.), Арт. № 10444
  • Мощный белый светодиод (3), номер детали 2096843
  • Цифровой мультиметр.Jameco Electronics предлагает широкий выбор мультиметров. Если вы планируете делать больше проектов в области электроники в будущем, возможно, стоит приобрести более дорогой мультиметр.
  • Солнцезащитные очки
  • Листок бумаги

Схема лампы накаливания

Схема обнаружения света

Дополнительные предметы

  • 2-дюймовые зажимы (2) (Home Depot, деталь № 80002)
  • Малярная лента
  • Линейка
  • Лабораторный блокнот
  • Миллиметровка

Заявление об отказе от ответственности: Science Buddies участвует в партнерских программах с Инструменты для дома, Amazon.ком Каролина Биологический и Jameco Electronics. Доходы от партнерских программ помогают поддерживать Science Buddies, общественной благотворительной организации 501 (c) (3), и делаем наши ресурсы бесплатными для всех. Наш главный приоритет — обучение студентов. Если у вас есть какие-либо комментарии (положительные или отрицательные), связанные с покупками, которые вы сделали для научных проектов из рекомендаций на нашем сайте, сообщите нам об этом. Напишите нам на [email protected]

Методика эксперимента

Примечание перед началом: Этот проект научной ярмарки требует подключения одно или несколько устройств в электрической цепи.Базовую помощь можно найти в Электроника Праймер. Однако, если у вас нет опыта сборки электрические схемы, возможно, вам будет полезно иметь кого-то, кто сможет ответить на вопросы и поможет устранить неполадки, если ваш проект не работает. Учитель естествознания или родитель может быть хорошим ресурсом. Если вам нужно найти другого наставника, попробуйте найти кого-нибудь, у кого есть хобби, например, робототехника, электроника или сборка и ремонт компьютеров. Возможно, вам также придется продвигаться к этому проекту, начав с проекта электроники, который имеет более низкий уровень сложности.

Примечание по безопасности: Помните, что никогда не должен смотреть прямо на светодиод, когда он работает. Наденьте солнцезащитные очки.

Материалы Примечание: Список материалов для этого проекта был обновлен с момента его написания. Ваши детали могут не выглядеть точно так, как показано на фотографиях.

Хотя инструкций много, пусть это вас не беспокоит. Вот краткое объяснение каждого раздела и его цели.Эта процедура разделена на пять разделов:

  1. Создание тестовой сборки
  2. Построение испытательной цепи постоянного тока
  3. Построение цепи лампы накаливания: чтобы электрически проверить светодиод относительно лампы накаливания, вам необходимо включить устройства, подав постоянный ток и постоянное напряжение соответственно, поэтому сначала вы создаете две схемы в разделах 2 и 3. .
  4. Построение схемы обнаружения света: В этом разделе вы построите схему для количественной оценки и сравнения яркости света, исходящего от светодиода и лампы накаливания.
  5. Тестирование и сбор данных: в разделах 4 и 5 подробно описывается , как тестировать светодиоды и лампу накаливания, чтобы получить ваши данные.

Создание тестовой сборки

  1. Создайте тестовую сборку, чтобы свет светодиода мог светить прямо на открытое окно преобразователя света в напряжение. Пробная сборка должна высохнуть в течение ночи, поэтому сначала выполните этот шаг.
  2. Просверлите отверстие в куске фанеры размером 8,5 x 11 дюймов.Просверлите отверстие вдоль длинной стороны детали примерно 1 3/4 дюйма от края и по центру. Обязательно наденьте защитные очки.
  3. Приклейте деревянный дюбель в отверстие с помощью столярного клея. Убедитесь, что деревянный дюбель стоит прямо и перпендикулярно фанере. Дайте ему высохнуть на ночь, чтобы дюбель не сдвинулся.
    Рисунок 3. Вот деревянный стенд из сборки тестовой сборки.

Создание испытательной цепи постоянного тока

Соберите схему испытания светодиодов постоянного тока, как показано на Рисунке 4 и описано в этих шагах.

  1. Подключите адаптер питания 12 В к розетке.
  2. Вставьте цилиндрический штекер адаптера питания в адаптер для пигтейла.
  3. Используйте мультиметр, чтобы определить, какой провод адаптера гибкого кабеля положительный, а какой отрицательный. Настройте мультиметр на измерение напряжения и подключите по одному щупу к каждому проводу адаптера пигтейла. Если напряжение отображается как отрицательное, поменяйте местами щупы. Положительный щуп мультиметра теперь подключен к положительному проводу, а отрицательный щуп — к отрицательному.Пометьте провода (например, кусочками ленты, на которых вы пишете), чтобы их было легко различить.
  4. Используйте зажимы «крокодил» для подсоединения переходника гибкого кабеля к выводам «Vin» драйвера светодиода. Подключите положительный провод к контакту «Vin +» (красный провод), а отрицательный провод — к контакту «Vin -» (черный провод).
  5. Наденьте солнцезащитные очки.
  6. Закройте заднюю сторону платы светодиодов небольшим листом бумаги. Это важно для предотвращения коротких замыканий, потому что задняя часть платы светодиодов металлическая.

Более светлое будущее для светодиодов: NIST представляет новую лабораторию калибровки ламп

Вопрос: Сколько ученых-замерщиков нужно, чтобы вкрутить светодиодную лампочку? Ответ: Для исследователей из Национального института стандартов и технологий (NIST) — вдвое меньше, чем несколько недель назад.

В июне NIST начал предлагать более быструю, точную и менее трудоемкую услугу калибровки для оценки яркости светодиодных ламп и других твердотельных осветительных приборов.Заказчиками услуги являются производители светодиодных ламп, военные США и другие калибровочные лаборатории.

Хорошо откалиброванные фонари гарантируют, что светодиодная лампа мощностью 60 Вт в настольной лампе действительно эквивалентна, например, 60 Вт, или что для пилота истребителя имеется надлежащее освещение взлетно-посадочной полосы.

Компании, которые производят твердотельные осветительные приборы, такие как светодиоды, полагаются на калибровочные лаборатории, подобные этой в NIST, для проверки мощности своих ламп. Ученые NIST недавно отремонтировали лабораторию, которую они используют для этих тестов, что позволило им проводить одни из лучших фотометрических измерений в мире.Раньше перед каждым тестом ученые настраивали фонари и детекторы вручную. Теперь, когда тесты автоматизированы, измерения можно проводить вдвое быстрее. Видео предоставлено: Дженнифер Лорен Ли / NIST. Музыкальный кредит: Blue Dot Sessions (http://freemusicarchive.org/music/Blue_Dot_Sessions/Skittle/Greylock)

Производители светодиодов должны гарантировать, что лампы, которые они производят, действительно такие же яркие, какими они должны быть. Для этого они калибруют эти лампы с помощью фотометра — инструмента, который измеряет яркость на всех длинах волн, принимая во внимание естественную чувствительность человеческого глаза к разным цветам.

На протяжении десятилетий фотометрическая лаборатория NIST удовлетворяла потребности отрасли, предлагая услуги по калибровке яркости светодиодов и фотометров. Услуга включает измерение яркости светодиодов и других твердотельных ламп клиентов, а также калибровку собственных фотометров клиентов. До недавнего времени лаборатория NIST измеряла яркость лампы с достаточно низкой погрешностью — от 0,5% до 1,0%, наравне с обычными услугами калибровки.

Кредит: Дженнифер Лорен Ли / NIST

Источник света, называемый лампой FEL, светит с одного из столов нового автоматизированного оборудования.В этой таблице содержатся все источники света, которые либо проверяются, либо используются для проверки детектора.

Теперь, благодаря модернизации лаборатории, команда NIST уменьшила эти неопределенности в три раза, до 0,2% или меньше. Это достижение делает новую службу калибровки яркости светодиодов и фотометра одной из лучших — если не — то самой лучшей — в мире.

«Сейчас мы уменьшили всех основных неопределенностей», — сказал исследователь NIST Юцинь Цзун.

Ученые также значительно сократили время калибровки.В старой системе на выполнение одной калибровки для заказчика уходил почти целый день. По словам исследователя NIST Кэмерона Миллера, большая часть этого была посвящена настройке каждого измерения — замене источника света или детектора, ручной проверки расстояний между ними, а затем перенастройки оборудования для следующего измерения.

Но теперь лаборатория состоит из двух автоматизированных столов с оборудованием, один для источников света, а другой для детекторов. Столы перемещаются по рельсовой системе, которая размещает детекторы на расстоянии от 0 до 5 метров от ламп.Расстояние можно регулировать с точностью до 50 миллионных долей метра (микрометра), что составляет примерно половину ширины человеческого волоса.

Кредит: Дженнифер Лорен Ли / NIST

Юцинь Цзун из NIST (слева) и Кэмерон Миллер в новой, полностью автоматизированной фотометрической лаборатории NIST.

Зонг и Миллер могут запрограммировать перемещение столов относительно друг друга, не требуя постоянного вмешательства человека. То, что раньше занимало большую часть дня, теперь можно сделать за часы.

«Мне больше не нужно менять какое-либо оборудование. Здесь все в порядке — все инструменты на одной линии и готовы к использованию », — сказал Миллер. «Это дает нам большую свободу делать много вещей одновременно, потому что это полностью автоматизировано. Мы могли бы вернуться в наш офис и заняться другой работой, пока он работает ».

Исследователи

NIST ожидают, что их клиентская база расширится, поскольку их лаборатория добавила несколько дополнительных возможностей. Например, новая установка позволяет им калибровать гиперспектральные камеры, которые измеряют намного больше длин волн света, чем обычные видеокамеры, которые обычно фиксируют только три или четыре цвета.Гиперспектральные камеры становятся все более популярными для всего, от получения медицинских изображений до анализа спутниковой съемки Земли. Информация, которую космические гиперспектральные камеры предоставляют о погоде и растительности на нашей планете, позволяет ученым прогнозировать голод и наводнения, а также может помочь сообществам в планировании действий в чрезвычайных ситуациях и помощи при стихийных бедствиях.

Новая лаборатория также позволяет исследователям более легко и эффективно калибровать дисплеи смартфонов, телевизионных и компьютерных мониторов.

Прохождение (правильного) расстояния

Для калибровки фотометра покупателя ученые NIST использовали для освещения детектора широкополосный источник света — по сути, белый свет, содержащий несколько длин волн (или цветов), яркость которого очень хорошо изучена, поскольку ее измеряют с помощью стандартных фотометров NIST. В отличие от лазерного света, этот белый свет некогерентен, что означает, что все световые волны разных длин не совпадают друг с другом.

В идеале, чтобы проводить наиболее точные измерения, исследователи должны использовать свет, создаваемый перестраиваемым лазером, длину волны которого можно контролировать так, чтобы на детектор одновременно попадала только одна длина волны света.Использование перестраиваемого лазера увеличивает отношение сигнал / шум при их измерениях.

Однако в прошлом перестраиваемый лазер нельзя было использовать для калибровки фотометров, потому что лазерный свет с одной длиной волны интерферирует сам с собой, добавляя различное количество шума к сигналу в зависимости от того, какие длины волн использовались.

Кредит: Дженнифер Лорен Ли / NIST

Ряд идентичных фотометров (детекторов света), стоящих на одном из столов нового автоматизированного оборудования в лаборатории NIST.Для каждого измерения используется несколько идентичных детекторов, чтобы исследователи могли гарантировать точность показаний.

В рамках усовершенствования лаборатории Zong из NIST создал индивидуальный дизайн фотометра, который минимизировал этот шум «до такой степени, что он незначителен», — сказал Миллер. Это позволило впервые использовать перестраиваемый лазер для калибровки фотометра с небольшими погрешностями.

У нового дизайна есть дополнительное преимущество, заключающееся в том, что светосборное оборудование намного легче чистить, так как хрупкое отверстие теперь защищено герметичным стеклянным окном.

Для измерения интенсивности необходимо точно знать, как далеко детектор находится от источника света. И до недавнего времени, как и большинство других фотометрических лабораторий, лаборатория NIST не имела высокоточного способа измерения этого расстояния. Отчасти это связано с тем, что отверстие детектора, через которое собирается свет, слишком хрупкое, чтобы к нему могло прикоснуться измерительное оборудование.

Один из распространенных обходных путей заключается в том, что исследователи сначала измеряют освещенность источника света — количество света, исходящего от источника и освещающего поверхность определенной площади — на нескольких расстояниях.Затем они используют эту информацию, чтобы определить, какие именно расстояния использовались по закону обратных квадратов, который описывает, как интенсивность источника света экспоненциально уменьшается по мере удаления от него. Но это двухэтапное измерение непросто реализовать и вносит дополнительные неопределенности, сказал Миллер.

Благодаря новой системе команда теперь может отказаться от метода обратных квадратов и напрямую определять расстояние.

В методе используются камеры на базе микроскопов. Один микроскоп располагается на столе источника света и фокусируется на маркере положения на столе детектора.Второй микроскоп находится на столе детектора и фокусируется на маркере положения на столе источника света. Расстояния определяются путем настройки апертур детектора и положения источников света относительно точек фокусировки соответствующих микроскопов.

«Микроскопы очень чувствительны к расфокусировке», — сказал Цзун. «Несколько микрометров — и микроскоп покажет. Они будут размывать резкость изображений ».

Новые измерения расстояния также позволили исследователям измерить «истинную интенсивность» светодиодов — единственное число, которое указывает, сколько света излучает светодиод независимо от расстояния.

Новая услуга для новых клиентов

В дополнение к этим новым возможностям ученые NIST также добавили инструменты, такие как устройство, называемое гониофотометром, которое позволяет им вращать светодиодную лампу для измерения количества света, испускаемого под разными углами. В следующие несколько месяцев Миллер и Зонг надеются адаптировать гониофотометр для нового типа услуг: измерения ультрафиолетового (УФ) излучения светодиодов.

Потенциальные применения светодиодов, производящих УФ-излучение, включают облучение пищевых продуктов для продления их срока хранения, а также стерилизацию источников воды и медицинского оборудования.

Традиционно при коммерческом облучении использовался УФ-свет, излучаемый ртутными лампами. Но в последнее десятилетие компании пытались адаптировать светодиоды для этой цели. Проблема в том, что в настоящее время калибровочные лаборатории не могут откалибровать эти УФ-светодиоды.

NIST пытается «думать на опережение», имея эту возможность для «растущей, развивающейся области», — сказал Миллер. Исследователи надеются, что к концу года будет готова новая услуга по калибровке светодиодов UV.

— Сообщено и написано Дженнифер Лорен Ли

Топ 10 лучших светодиодных настольных ламп в 2020 Обзоры

Лампы накаливания больше не лучший вариант для освещения рабочего места. Это потому, что он увеличивает счета за электричество каждый день. Кроме того, есть идеальные светодиодные настольные лампы, которые удовлетворят потребности вашего напряженного образа жизни. К счастью, эти лампы могут противостоять ежедневным злоупотреблениям благодаря своей долговечности. Кроме того, они излучают регулируемую яркость и мягкий свет в соответствии с любой деятельностью или настроением.

Вам понравятся настольные светодиодные лампы, так как в них есть порты USB для интеллектуального питания ваших мобильных телефонов. Отсутствие отвлекающих факторов при концентрации света на определенной области поверхности. Вот превосходные светодиодные настольные лампы.

Список лучших светодиодных настольных ламп в 2020 году

Предварительный просмотр Товар
TW Lighting IVY-40BK Настольная светодиодная лампа IVY с USB-портом, 3-позиционный сенсорный переключатель, черный Получить продукт на Amazon
Светодиодная настольная лампа, настольная лампа для ухода за глазами, Настольная лампа с 5 уровнями яркости и 5 цветовыми режимами , USB… Получить продукт на Amazon
Настольная лампа, JUKSTG 36pcs LEDs 14W 7 Dimming Levels Настольные лампы с 4 режимами освещения, складные … Получить продукт на Amazon
Переносная светодиодная настольная лампа STARPIE Аккумуляторная лампа с питанием от батареек, которая подходит для любого дома или офиса -… Получить продукт на Amazon
Bostitch Office KT-VLED1502-BLK Светодиодная настольная лампа на гибкой стойке с USB-портом для зарядки, диммируемая, черная Получить продукт на Amazon
Светодиодная настольная лампа Lampat, Настольная светодиодная лампа с регулируемой яркостью, черная, 4 режима освещения, 5-уровневый диммер… Получить продукт на Amazon
Светодиодная настольная лампа с беспроводной зарядкой, заботливая складная настольная лампа, металлическая офисная лампа с регулируемой яркостью и USB … Получить продукт на Amazon
Светодиодная настольная лампа TaoTronics с регулируемой яркостью, расширенной зоной освещения, USB-портом для зарядки, 4 цвета… Получить продукт на Amazon
Настольная лампа — настольный светильник 7 Вт, поворотный рычаг на 350 °, энергосберегающий светодиодный стол, заботливый стол для чтения … Получить продукт на Amazon
Зажим для настольной лампы OTUS Architect — Высокий рабочий светильник с активированным движением — Регулируемые качели для защиты глаз… Получить продукт на Amazon

№ 10. TW Lighting IVY-40BK Настольная светодиодная лампа

Получить продукт на Amazon

Настольная светодиодная лампа от TW Lighting оснащена встроенным USB-портом. Лампа имеет регулируемую шейку, трехуровневый регулятор яркости, компактную конструкцию и низкое энергопотребление.

Кроме того, встроенного USB-порта для зарядки устройства и телефона достаточно, чтобы поддерживать питание вашего устройства. Светодиод снижает потребление энергии на 35%, что продлевает срок его службы.

Идеально подходит для гостиницы, дома, общежития колледжа, офиса и школы. Кроме того, это отличная электрическая лампа с поворотной шейкой, яркостью с регулируемой яркостью и зарядной розеткой + станцией. Он также характеризуется мощностью 7 Вт и внесением в список UL, яркостью 500 люмен, 80+ CRI, мощностью 12 В и мощностью 4000 Кельвинов.

Характеристики продукта

  • Поворотная шейка
  • Весит 1 фунт
  • Имеет 500 люменов 80+ CRI
  • Имеет 3-х уровневый диммер
  • Встроенный выходной порт USB

№ 9. Светодиодная настольная лампа HOMTECH

Получить продукт на Amazon

С этой лампой вы можете настроить освещение 25 способами. Среди этих способов есть пять цветовых режимов и пять уровней яркости.К счастью, эта лампа имеет функцию памяти, которая сохраняет настройки яркости и цвета света. Он также экономит место благодаря множеству регулировок. Для идеального освещения вы можете повернуть ось цоколя лампы на 90 градусов или повернуть рычаг на 180 градусов. Кронштейн и головка лампы складываются, что позволяет экономить место

Лампа Homtech с 42 светодиодными бусинами высшего качества излучает немерцающий, мягкий и равномерный свет, который может эффективно защитить ваши глаза и уменьшить усталость глаз. Имеет встроенный USB-порт для зарядки устройств сотового телефона.Также к вашим услугам круглосуточная служба поддержки клиентов и 18-месячная гарантия.

Характеристики продукта

  • Поставляется с 25 световыми настраиваемыми опциями
  • Включает 5 цветовых режимов
  • Тип материала: ABS + PC
  • Настольная лампа для ухода за глазами
  • Чувствительное управление
  • Вес: 22,2 унции
  • Функция памяти
  • USB-порт для зарядки
  • 5 уровней яркости

№ 8.JUKSTG 4 режима освещения Светодиодная настольная лампа

Получить продукт на Amazon

Светодиодная настольная лампа JUKSTG имеет 7 уровней яркости и четыре режима освещения. Он также имеет чувствительное сенсорное управление для четырех режимов освещения и семи регулировок яркости, которые лучше всего подходят для сна, чтения, учебы или отдыха. С пожизненной гарантией замены вы можете без проблем пользоваться услугами светодиодных настольных ламп на протяжении всего срока службы.

Кроме того, лампа позволяет оптимизировать освещение с помощью функции регулировки нескольких углов.Для лучшего освещения вы можете повернуть основание лампы на 90 градусов или повернуть кронштейн на 180 градусов. Лампа позволяет удобно заряжать ваш гаджет через USB выход 5V / 1A USB. Он также автоматически отключается через 1 час, чтобы снизить счет за электроэнергию.

Характеристики продукта

  • Сенсорное управление
  • 4 режима освещения
  • Очень прочное основание
  • USB-порт для зарядки
  • Весит 1,75 фунта
  • Автоматический таймер на 1 час

№ 7.Светодиодная настольная лампа STARPIE 3 режима освещения

Светодиодная упаковка для ламп — Технология, продукты, рынок, производственный процесс

  • А светоизлучающий диод (LED) — это полупроводниковый диод, излучающий некогерентный узкоспектральный свет при электрическом смещении в прямое направление p-n перехода. Этот эффект является формой электролюминесценция. Светодиод обычно представляет собой источник небольшой площади, часто с дополнительной оптикой, добавляемой к чипу, который формирует его диаграмма направленности.Цвет излучаемого света зависит от состав и состояние используемого полупроводящего материала, и может быть инфракрасным, видимым или почти ультрафиолетовым.
  • светодиодные чипы и пластины: —
    Полупроводниковый чип состоит из активных слоев, излучающих свет и подложка, которая поддерживает структуру и на которой выращиваются активные слои. Как и в случае с вычислительными чипами, они производятся в виде вафель, а затем нарезаются на стружку.
  • В упаковке Светодиоды
    Светодиодный корпус обеспечивает следующие функции:
    защищает полупроводник,
    обеспечивает контакты для электроники, обеспечивает базовую оптику для прямой свет по мере необходимости и преобразует узкоспектральный свет от диода в белый свет широкого спектра, обычно на
    с использованием люминофора.
  • Освещение модулей:
    Светодиодный корпус интегрирован в модуль с питанием и управляющая электроника и дополнительная оптика. Модуль может содержат более одной светодиодной упаковки для обеспечения необходимого люмена выход.
  • Лампы и системы освещения:
    Затем модуль интегрируется с остальным освещением. система. Он значительно различается
    в зависимости от приложения, но обычно состоит из минимум один светодиодный модуль, радиатор, светильник (освещение приспособление) и систему управления.
  • Синие светодиоды основаны на широкозонных полупроводниках GaN (галлий нитрид) и InGaN (нитрид индия-галлия). Их можно добавить к существующим красным и зеленым светодиодам, чтобы произвести впечатление белый свет, хотя белые светодиоды сегодня редко используют этот принцип. Ультрафиолетовые светодиоды становятся доступными на рынке в диапазон длин волн. Большинство «белых» светодиодов в производстве сегодня — это на основе структуры InGaN-GaN и излучают синий свет длины волн от 450 нм до 470 нм синий Ga.
  • Первоначально светодиоды были доступны в трех цветах: красный, зеленый и Янтарь (синий не мог быть произведен), но обычно использовался для внутренние системы из-за ограничений по интенсивности и долговечности для использования на открытом воздухе. По мере совершенствования технологий производители смогли производить дисплеи, которые имели интенсивность и долгую жизнь требовались для использования на открытом воздухе, но имели ограниченный угол обзора.
  • Первый была технология жидкокристаллических дисплеев (ЖКД), затем была плазма, затем — Эмиттер электронов с поверхностной проводимостью (SED).Сейчас же к этим трем вот-вот присоединится четвертый плоский экран технология, которая потенциально может быть свернутой, обои экран фантастики. Это называется OLED или органический свет. Технология излучающих диодов, и она обещает произвести революцию почти все, что использует дисплеи сотовых телефонов, КПК и клавиатуры, компьютерные мониторы и телевизоры высокой четкости.
  • The Проект по производству корпусных светодиодов попал под высокие электронная технология и имеет очень широкое применение и marke т
  • Согласно по мнению некоторых консультантов, проект можно реализовать, получив технологии и оборудование от доминирующих игроков в мир сейчас, и инвестиции, необходимые для строительства завода, будут порядка одного миллиона долларов США
Генеральная Информация
  • LED — Основы
  • светодиод Информация

Продукты

  • SSL — твердотельное освещение, охватывающее видимый спектр
  • Белый светодиод Продукция
  • светодиод Дисплеи, лампы и панели
  • светодиод Электрическая ручка с подсветкой
  • светодиод Продукция
  • Лампа Luxem HB LED
  • Luxeon Светодиоды и продукция
  • Новинки
  • Круглый светодиод Лампа
  • Гиперион Светодиодные лампы
  • светодиод Модули дорожных сигналов
  • Кри Запуск линейки светодиодных продуктов XLamp

Технологии

  • Технология осаждения
  • Технический профиль
  • Выходные данные Достижения литографии в производстве светодиодов
  • светодиод Контроллер освещения интегрируется с интерфейсом Ethernet
  • светодиод Технологии производства сборок
  • Технологии Вызовы
  • Основы светоизлучающей диодной технологии
  • OLED-телевизор — новейшая технология

Патент

  • Светодиодная матрица и светодиодный модуль
  • Светодиодная лампа Строительство
  • Светодиодная головка
  • Высокая мощность Светодиод
  • светодиод Осветитель
  • LED и Светодиодная лампа
  • Светодиодная лампа и метод производства светодиодной лампы
  • Свет Пакет для смешивания
  • Светодиодная лампа Пакет для упаковки светодиодного драйвера со светодиодом
  • Светодиодная лампа Производственный процесс
  • светодиод Фонарь со сменным светодиодом
  • LED и Светодиодный источник света

Цепи

  • Лампа 60 Вт
  • Ультра Яркая светодиодная лампа
  • Диммер
  • Дом построен Светодиодное освещение
  • Белый светодиод Фара головная
  • Светодиодная лампа

Производственный процесс

  • Кремний Изготовление и определение характеристик карбидных светоизлучающих диодов
  • Изготовление светоизлучающих микрорезонаторов из нитрида галлия Диоды
  • Органические светодиоды высокой плотности от nanoimprint технологии
  • Светодиоды
  • Дизайн и Характеристика органических светоизлучающих диодов с Структура микрополости
  • Роман структура катода для светодиодов
  • Органический Светодиоды
  • Электронный Бумага
  • Свет Излучающие диоды (светодиоды) для общего освещения
  • Процесс изготовления светодиода (LED)
  • навалом Решения по поставке аммиака для производства светодиодов
  • Белый органические светодиоды, изготовленные из плавленого органического твердого вещества метод решения

Завод Детали

  • Инновации лидер Horsch
    открывает новый завод
  • Завод-производитель
  • Несс Дисплей устанавливает производственный комплекс
  • Техас Instruments Builds Chip-Fab Plant
  • Универсальный Display и Novaled объявляют о разработке рекордно красного цвета Устройства PHOLED
  • Ёнэдзава Схема завода
Проекты
  • Информация о проекте
  • Краткое описание проекта — Китай
  • Консультант — Отчет по проекту
  • Консультант по проектированию
  • Низкая стоимость, Высокоэффективная светодиодная лампа со шкалой для чипов
  • Свет Излучающий диод (системы освещения)
  • Светодиод Moonlighting Project
  • Неорганический Разработка и применение светоизлучающих диодов (LED) в Япония
  • Проект под руководством Ренсселера по улучшению управления дорожным движением Национальное признание
  • Проект модернизации светоизлучающих диодов (LED) для светоизлучающих сигналов
Маркет
  • Аналитик Определяет «критический перекресток» для рынка светодиодов
  • Дисплеи и бытовая электроника заимствует у природы
  • Глобальный рынок светодиодов для автомобильного экстерьера
  • LED рынок горит
  • Яркий будущее OLED, прогнозируется в отчете
  • OLED Инвестиционный
  • IFC проект стимулирует рынок светодиодов для автономного освещения
  • Белая светодиодная лампа рынок светлеет

Машины

  • Светодиодная лампа поставщики производственного оборудования
  • Die Bonder
  • Пластик Термопластавтомат
  • Микроскопы
  • Optomistic Продукция
  • Бондер Станки

Сырье Материалы

  • Галлий Арсенидные вафли
  • Аммиак Поставщики
  • Бриллиант Поставщики
  • Поставщики галлия
  • Германий Поставщики
  • Германий Производители
  • Kyma Technologies предлагает нитрид галлия и линейка продуктов для шаблонов из нитрида алюминия
  • Свинец Поставщики сульфидов
  • Азот Поставщики
  • Азот Поставщики из Индии
  • Сапфир Поставщики
  • цинк Поставщики селенидов
  • Кремний Поставщики
  • Кремний Твердосплавные материалы
  • Силикон поставщики
  • теллур Поставщики
  • теллур Производители
  • Аммиак — Поставщики в Великобритании
  • цинк Производители селенида

Компания Профили

  • китайский Компания
  • Калифорния Компания
  • американский Компания
  • итальянский Компания
  • Великобритания Компания
  • США Компания
  • Индийская Компания
  • Лаки Лайт
  • Японский Компания
  • Компания из Китая
  • Тайвань Компания
  • светодиод Производитель
  • Миссури Компания
  • Другой Компания из Китая

Производителей и поставщиков

  • светодиод Производители
  • Глобальный производители широкого ассортимента стандартных светодиодов и Оптоэлектроника
  • Светодиодные лампы Поставщики
  • Светодиодная лампа Производители
  • китайский Поставщики
  • светодиод Веб-сайты производителей
  • Фотодиоды и детекторы

Отчет

  • Энергия Оценка экономии светоизлучающих диодов в освещении ниш Приложения
  • Lightscape Technologies представит новые светодиодные продукты в Гонконге Kong International Lighting Fair 2007
  • Рынок Оценка
  • Grote Industries сотрудничает с Henkel в области современного светодиодного освещения Решение
  • Компания Seoul Semiconductor представила LED на выставке 420 Люмен
  • Кри и Роли, Северная Каролина, запуск первого города нации со светодиодной подсветкой Экономичное городское освещение
  • светодиод Освещение для спелеологов
  • Технологии Оценка светоизлучающих диодов (LED)


Закажите компакт-диск сегодня

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *