Jaudīgi gaismas diožu bloki apgaismojumā: ierīces un lietojumprogrammu funkcijas

Kopš Ilinoisas Universitātes profesora Nika Holonjaka pirmās praktiski pielietojamās gaismas diodes izstrādes 1962. gadā ir pagājis vairāk nekā pusgadsimts, tomēr revolucionārais izgudrojums līdz šai dienai piedzīvo pakāpeniskas izmaiņas, kļūstot pilnīgākiem, tehnoloģiskākiem un noderīgākiem.

Pusvadītāju pārejas elektroluminiscence ar elektronu un caurumu rekombināciju tagad ir superekonomisku gaismas avotu pamatā. LED, ko bieži sauc par LED (īsumā - angļu valodas gaismas diode), lampas pakāpeniski iegūst stabilu vietu moderno enerģijas taupīšanas apgaismojuma tehnoloģiju tirgū gan sadzīves vajadzībām, gan uzņēmumiem un pat ielu apgaismojuma sistēmām.

LED spuldzes pārspēj drošību kompaktas dienasgaismas lampas, kas satur dzīvsudrabu, un kvēlspuldzes un tagad pilnībā kļūst par tālas pagātnes reliktu.

Galvenais iemesls, kāpēc kvēlspuldzes tiek aizstātas ar LED gaismas avotiem, ir tāpēc, ka kvēlspuldze izstaro ļoti plašā spektrā, no kuras ievērojama daļa vienkārši nedarbojas apgaismojumam. Tikai 5 procenti no visas kvēlspuldzes patērētās enerģijas tiek tērēti apgaismojumam, bet pārējā daļa tiek izmantota apkurei.

Tāpēc nesen tirgū tik plaši tiek pārstāvēti ļoti jaudīgi gaismas diodes un LED bloki (monolīti mezgli), lai aizstātu rūpnieciskos gaismekļus. Gaismas diode izstaro diezgan šaurā spektra diapazonā, piemēram, oranžas gaismas diodes viļņa garums ir diapazonā no 590 līdz 610 nm.

LED gaismas avotu priekšrocībās ietilpst:

• augsta gaismas jauda, ​​kas salīdzināma ar nātrija lampām (tiek sasniegta vērtība 160 lūmeni uz vatu),

• izturība un vibrācijas izturība, ilgs kalpošanas laiks (līdz 100000 stundām),

• plašs klāsts gaismas temperatūras izvēlei (no siltas 2700 K līdz aukstai 6500 K),

• spektrālā tīrība, ko nodrošina pati ierīce.

Zemās inerces dēļ gaisma nekavējoties ieslēdzas ar pilnu spilgtumu neatkarīgi no apkārtējās vides temperatūras, un ieslēgšana / izslēgšana būtiski neietekmē gaismas diožu kalpošanas laiku. Apstarojuma leņķis var būt no 15 līdz 180 grādiem.

Šādu produktu lietošana cilvēkiem ir pilnīgi droša zemā barošanas sprieguma, zemās darba temperatūras un, protams, videi draudzīguma dēļ, ko nodrošina dzīvsudraba un fosfora trūkums, kā arī radiācijas ultravioletā daļa spektrā. Tomēr jāatceras, ka augsta temperatūra ir kaitīga jebkuram pusvadītājam, tāpēc jums nevajadzētu ļaut sildīties virs 60-70 grādiem pēc Celsija.

Jaudīgi LED bloki ir vairāku kristālu bloki vienā blokā. Ar fosforu pārklāti izstarojošie kristāli ir savienoti virknē paralēli, lai optimizētu strāvas patēriņu.

Bloka līdzena virsma ir caurspīdīgs plastmasas pārklājums, kas ļauj uzstādīt papildu optiku, lai izveidotu nepieciešamo gaismas izkliedes modeli. Matricas tiek piegādātas ar diezgan biezu vara vai alumīnija substrātu ar montāžas atverēm vienības uzstādīšanai uz siltuma izlietnes.

Pamatnes gluda virsma nodrošina drošu vienības kontaktu ar siltuma izlietni. Uzstādīšana jāveic uzmanīgi, lai nedeformētu vai nesabojātu apvalku. Siltumvadoša pasta jāuzklāj uz visas pamatnes virsmas.

Savienojošo vadu šķērsgriezumam nevajadzētu būt mazākam par 0,5 kvadrātmetriem, un siltuma izlietnes laukumam uz vatu jābūt apmēram 20-30 kvadrātcentimetriem apkārtējo priekšmetu temperatūrā 25-35 grādi pēc Celsija. Šādas matricas ir pieejamas ar dažādu nominālo jaudu, līdz 300 vatiem vai vairāk. Būtībā matricu lielumam nav ierobežojumu.

Viena kristāla darba sprieguma vidējā vērtība ir aptuveni 3,4 volti, un strāvas stiprums ir aptuveni 350 miliampri. Šīs vērtības var nedaudz atšķirties, taču nevajadzētu pārsniegt konkrētam blokam atļauto spriegumu, jo gaismas diodēm ir strauji augošs strāvas sprieguma raksturlielums, un tās ātri izdeg, ja strāva pārsniedz kristāla kritisko vērtību.

Radiatora izmantošana ar nelielu platību ir vislabākā garantija ilgstošai, uzticamai un bez traucējumiem LED matricas darbībai. Ja jūs ierobežosit strāvu caur kristālu līdz 320 milimetriem, gaismas plūsma samazināsies par 3-5%, bet tajā pašā laikā LED kristāla kalpošanas laiks palielināsies par lielumu, praksē apstākļi tā barošanas nodrošināšanai būs ideāli.

Gaismas diožu strāvas avots var būt jebkurš avots ar slodzes strāvas stabilizāciju, un, ja strāvas stabilizācijas nav, tad jāparedz ievērojama rezerve maksimālās pieļaujamās strāvas pārsniegšanai. Barošanas sprieguma izmaiņas par 1 voltu var izraisīt strāvas stipruma palielināšanos par koeficientu no diviem līdz trim, un rezultāts būs kristāla noārdīšanās (kristāls tiks sabojāts - gaismas plūsma samazināsies) vai fosfora tumšāka.

Izstrādājot gaismas diožu grupu kombinācijas virknē paralēlu savienojumu, vēlams sērijas savienojumu, lai izvairītos no lielām darbības strāvām.

Ja kristāla darba temperatūra ilgā laika posmā pārsniedz optimālo vērtību, fosfors kļūst tumšāks un temperatūras ietekmē zaudē savu funkciju. Fosfora aptumšošana un iznīcināšana var izraisīt tiešus saules starus, ja tie turpina ietekmēt gaismas diodes virsmu.

Strāvas avota dizainā ir vēlams iekļaut termisko releju, novietojot tā sensoru uz lampas radiatora.

Ja ziemā plānojat izmantot LED matricu uz ielas, jums jāņem vērā, ka barošanas avota elektrolītiskajiem kondensatoriem ir lietošanas ierobežojums zemā temperatūrā, tāpēc labākais risinājums būtu strāvas padeves ievietošana telpā.

Lietojot LED matricas uz ielas zemā temperatūrā, jāatceras, ka efektivitāte ievērojami palielināsies, un gaismas jauda palielināsies par 10-20 procentiem no nominālās. Un pēc 500–1000 darba stundām gaismas izstarojums jebkurā gadījumā būs par 5–10 procentiem lielāks, šo kristālu īpašību sauc par „treniņa efektu”.

Ielu apgaismojuma radiatora izvēlei nepieciešama arī īpaša uzmanība, tajā nedrīkst būt nevajadzīgi izvirzījumi, padziļinājumi un līkumi, lai dabiskā konvekcija būtu maksimāla, un uz tās virsmas nevarētu uzkrāties gruži un netīrumi.

Ir vēlams sakārtot luktura barošanas bloku tā, lai viss mitrums, kas uzkrājas lampas iekšpusē, vismazāk neietekmētu ķēdes elementus.

Katru gadu tiek uzlabota lieljaudas LED bloku ražošanas tehnoloģija, ražotāji meklē labākās fosfora iespējas. Pašlaik vairums ražotāju izmanto dzeltenās fosfora, tās ir itrija-alumīnija granāta modificētas versijas, kas leģētas ar trīsvērtīgo cēriju.

LED apgaismojuma tehnoloģijas ir efektīvas, un to dizains ir diezgan vienkāršs. Tos plaši izmanto prožektoros, lampās, LED lentēs, dekoratīvajā apgaismojumā un vienkāršās lukturītēs. Viņu gaismas jauda sasniedz 5000 lm.

Mūsdienās LED moduļi tiek izmantoti ēku, ielu, reklāmas konstrukciju, tuneļu un tiltu, strūklaku apgaismošanai, tos izmanto biroju un ražošanas telpu, mājas interjera un mēbeļu elementu apgaismošanai, kā arī dažādos mūsdienu dizaina projektos.

Svētku laikā jaudīgas LED apgaismojuma sistēmas rotā ēku, koku un citu priekšmetu fasādes. LED gaismas avotu uzticamība ļauj tos izmantot vietās, kurām ir grūti piekļūt, lai tos bieži nomainītu.

Pašlaik daudzās pasaules valstīs LED apgaismojums ir ātri aizstājis citus. Daudzas pilsētas plāno drīz pāriet uz LED ielu apgaismojumu.