I LED possono emettere direttamente luce rossa, gialla, blu, verde, ciano, arancione, viola e bianca.
LED (Light Emitting Diode), un dispositivo semiconduttore allo stato solido che converte l'energia elettrica in luce visibile, converte l'elettricità direttamente in luce. Il cuore del LED è un wafer semiconduttore con un'estremità collegata a un supporto, un'estremità è il polo negativo e l'altra estremità è collegata all'anodo del Alimentazione LED, in modo che l'intera cialda sia incapsulata in resina epossidica.
Il wafer semiconduttore è costituito da due parti, una parte è un semiconduttore di tipo P, in cui domina la lacuna, e l'altra estremità è un semiconduttore di tipo N, che qui è principalmente costituito da elettroni. Ma quando i due semiconduttori sono collegati, formano una giunzione PN. Quando una corrente viene applicata al wafer attraverso il filo, gli elettroni vengono spinti verso la regione P. Nella regione P, gli elettroni si ricombinano con le lacune e quindi l'energia viene emessa sotto forma di fotoni. Questo è il principio di emissione della luce LED. La lunghezza d'onda della luce, che è il colore della luce, è determinata dal materiale che forma la giunzione PN.
I LED possono emettere direttamente luce rossa, gialla, blu, verde, ciano, arancione, viola e bianca.
Il LED era originariamente utilizzato come sorgente luminosa di segnalazione per la strumentazione. Successivamente, vari LED di colore chiaro sono stati ampiamente utilizzati nei semafori e nei display di grandi dimensioni, con conseguenti buoni benefici economici e sociali. Prendendo come esempio un semaforo rosso da 12 pollici, negli Stati Uniti, una lampada a incandescenza da 140 watt con prestazioni a lunga durata e bassa luminosità è stata utilizzata come sorgente luminosa, che ha prodotto 2000 lumen di luce bianca. Dopo aver superato il filtro rosso, la perdita di luce è del 90%, lasciando solo 200 lumen di luce rossa. Nella lampada di nuova concezione, Lumileds ha utilizzato 18 sorgenti luminose a LED rossi, comprese le perdite del circuito, per consumare 14 watt di elettricità, che avrebbero prodotto lo stesso effetto luminoso. Anche le luci di segnalazione per autoveicoli sono un'area importante per le applicazioni delle sorgenti luminose a LED.
Per l'illuminazione generale, le persone hanno bisogno di una sorgente di luce bianca. Nel 1998, sono stati sviluppati con successo i LED bianchi. Questo LED è realizzato incapsulando un chip GaN e granato di ittrio e alluminio (YAG). Il chip GaN emette luce blu (λp=465nm, Wd=30nm) e il fosforo YAG contenente Ce3+ preparato tramite sinterizzazione ad alta temperatura viene eccitato dalla luce blu per emettere luce gialla e il valore di picco è 550n lampada LED m. Il substrato LED blu è montato in una cavità riflettente a forma di ciotola ricoperta da un sottile strato di resina miscelata con YAG, circa 200-500 nm. La porzione blu del substrato LED viene assorbita dal fosforo e l'altra porzione della luce blu viene miscelata con la luce gialla emessa dal fosforo per ottenere luce bianca.
Per il LED bianco InGaN/YAG, modificando la composizione chimica del fosforo YAG e regolando lo spessore dello strato di fosforo, è possibile ottenere luce bianca di vari colori con una temperatura di colore da 3500 a 10000 K. Questo metodo di ottenimento della luce bianca da un LED blu ha i vantaggi di una struttura semplice, basso costo e alta maturità tecnica, e quindi è il più utilizzato.
1. Origine della barra luminosa a LED
Negli anni '1960, scienziati e tecnici svilupparono diodi LED a emissione di luce utilizzando il principio della luce a giunzione PN semiconduttrice. Il LED utilizzato a quel tempo era fatto di GaASP e il suo colore luminescente era il rosso. Dopo quasi 30 anni di sviluppo, i LED che sono molto familiari a tutti sono stati in grado di emettere rosso, arancione, giallo, verde, blu e altri colori. Tuttavia, i LED bianchi richiesti per l'illuminazione sono stati sviluppati solo dopo il 2000. Qui, ai lettori verranno presentati i LED bianchi per l'illuminazione.
sviluppo di
La prima applicazione della sorgente luminosa a LED realizzata mediante il principio della luce a giunzione PN semiconduttrice è stata introdotta nei primi anni '1960. Il materiale utilizzato a quel tempo era GaAsP, che emette luce rossa (λp = 650 nm). Quando la corrente di pilotaggio è di 20 mA, il flusso luminoso è di soli pochi millesimi di lumen e le prestazioni ottiche corrispondenti sono di circa 0.1 lm/W.
A metà degli anni '1970, furono introdotti gli elementi In e N per produrre luce verde (λp=555 nm), luce gialla (λp=590 nm) e luce arancione (λp=610 nm); anche le prestazioni ottiche furono migliorate a 1 lm/W.
All'inizio degli anni '1980 è comparsa la sorgente luminosa a LED in GaAlAs, che ha portato le prestazioni ottiche dei LED rossi fino a 10 lumen per watt.
Nei primi anni '1990, lo sviluppo di due nuovi materiali, GaAlInP, che emette luce rossa e gialla, e GaInN, che emette luce verde e blu, ha migliorato notevolmente le prestazioni ottiche dei LED.
Nel 2000, la prima ha realizzato LED nelle regioni del rosso e dell'arancione (λp=615nm) con un'efficienza luminosa di 100 lumen per watt, mentre la seconda ha realizzato LED con un'efficienza luminosa di 50 lumen nella regione del verde (λp=530nm). /watt.
Memorabilia di illuminazione
- 1879 Edison inventò la luce elettrica;
- Sono disponibili 1938 lampade fluorescenti;
- È disponibile la lampada alogena del 1959;
- 1961 esce la lampada al sodio ad alta pressione;
—Lampada a ioduri metallici del 1962;
—1969 La prima luce LED (rossa);
—Luce LED verde del 1976;
—1993 luce LED blu;
—1999 luce LED bianca;
—2000 LED vengono utilizzati nell'illuminazione interna.
Lo sviluppo dei LED rappresenta la seconda rivoluzione nei 120 anni trascorsi dallo sviluppo dell'illuminazione a calore bianco.
- All'inizio del XXI secolo, i LED, sviluppati attraverso il meraviglioso incontro tra natura, uomo e scienza, diventeranno l'innovazione nel mondo della luce, la rivoluzione della tecnologia verde essenziale per l'umanità.
—I LED rappresenteranno una nuova rivoluzione nel campo dell'illuminazione, da quando Edison inventò la lampadina.
L'illuminazione a LED si basa principalmente su una singola lampada LED bianca ad alta potenza. I primi tre produttori di illuminazione a LED al mondo sono garantiti per tre anni. Le particelle grandi sono maggiori o uguali a 100 lumen per watt e le particelle piccole sono maggiori o uguali a 110 lumen per watt. Il decadimento della luce delle particelle grandi è inferiore al 3% all'anno e il decadimento della luce delle particelle piccole è inferiore al 3% all'anno.
I lampioni solari a LED, i fari a LED, le plafoniere a LED e le lampade fluorescenti a LED sono già in produzione di massa. Ad esempio, una lampada fluorescente a LED da 10 watt può sostituire una lampada fluorescente ordinaria da 40 watt o una lampada a risparmio energetico.
Le lampade LED a risparmio energetico sono sempre più diffuse nelle case della gente comune, ma non sono ancora molto diffuse!
1. Risparmio energetico: il consumo energetico dei LED bianchi è solo 1/10 di quello delle lampade a incandescenza e 1/4 di quello delle lampade a risparmio energetico.
2. longevità: la durata prevista fino a 100,000 ore o più, per l'illuminazione domestica ordinaria, può essere descritta come "una tantum".
3, può funzionare ad alta velocità: se la lampada a risparmio energetico viene accesa o spenta frequentemente, il filamento diventerà nero e si romperà rapidamente, quindi è più sicuro.
4, imballaggio allo stato solido, è un tipo di sorgente di luce fredda. Quindi è molto facile da trasportare e installare e può essere installato in qualsiasi apparecchiatura in miniatura e chiusa, non teme le vibrazioni.
5, la tecnologia LED avanza ogni giorno che passa, la sua efficienza luminosa sta facendo incredibili progressi e i prezzi sono in costante calo. L'era del LED bianco che entra in casa sta arrivando rapidamente.
6, protezione ambientale, nessuna sostanza nociva di mercurio. I componenti assemblati delle lampadine LED possono essere facilmente smontati e montati e possono essere riciclati da altri senza il riciclaggio dal produttore.
7. La tecnologia di distribuzione della luce espande la sorgente luminosa puntiforme a LED in una sorgente luminosa di superficie, aumenta la superficie luminosa, elimina l'abbagliamento, sublima l'effetto visivo ed elimina l'affaticamento visivo.
8. La lente e il paralume sono integrati. La lente ha anche la funzione di concentrare e proteggere, evitando lo spreco ripetuto di luce e rendendo il prodotto più semplice e bello.
9. Pacchetto cluster planare LED ad alta potenza e design integrato di dissipatore di calore e portalampada. Garantisce completamente i requisiti di dissipazione del calore e la durata del LED e soddisfa fondamentalmente il design arbitrario della struttura e della forma della lampada LED e ha le caratteristiche distintive della lampada LED.
10. Il risparmio energetico è notevole. La sorgente luminosa LED ad alta potenza ultra-luminosa, combinata con un alimentatore ad alta efficienza, consente di risparmiare oltre l'80% di elettricità rispetto alle tradizionali lampade a incandescenza e la luminosità è 10 volte superiore a quella delle lampade a incandescenza con la stessa potenza.
11. La lunga durata è di oltre 50,000 ore, ovvero più di 50 volte superiore a quella delle tradizionali lampade al tungsteno. Il LED utilizza un processo di confezionamento altamente affidabile e avanzato, la saldatura eutettica, per garantire completamente la lunga durata del LED.
12, senza strobo. Il funzionamento in pura corrente continua elimina l'affaticamento visivo causato dall'illuminazione stroboscopica.
13, protezione verde e ambientale. Non contiene elementi inquinanti come piombo e mercurio e non inquina l'ambiente.
14, resistenza all'impatto, forte anti-luce, nessuna radiazione ultravioletta (UV) e infrarossa (IR). Nessun filamento e involucro di vetro, nessun problema di frammentazione del tubo della lampada tradizionale, nessun danno al corpo umano, nessuna radiazione.
15. Lavorare a bassa tensione termica è sicuro e affidabile. Temperatura superficiale ≤ 60 °C (a temperatura ambiente Ta = 25 °C).
16, ampio intervallo di tensione, luci LED universali e alimentatori. Corrente costante a gamma di tensione completa da 85 V ~ 264 V CA, per garantire che la durata e la luminosità non siano influenzate dalle fluttuazioni di tensione.
17, utilizzando la tecnologia a corrente costante PWM, elevata efficienza, basso calore, elevata precisione della corrente costante.
18. Ridurre la perdita di linea e nessun inquinamento alla rete elettrica. Fattore di potenza ≥ 0.9, distorsione armonica ≤ 20%, EMI soddisfa gli indicatori globali, riducendo la perdita di potenza della linea di alimentazione ed evitando l'inquinamento da interferenze ad alta frequenza alla rete elettrica.
19. Il portalampada standard universale può sostituire direttamente la lampada alogena, la lampada a incandescenza e la lampada fluorescente esistenti.
20, il tasso di efficienza luminosa può arrivare fino a 80 lm/w, una varietà di temperature di colore delle luci LED opzionali, elevato indice di resa cromatica, buona resa cromatica.
Ovviamente, finché il costo delle luci LED diminuisce con il continuo miglioramento della tecnologia LED, le lampade a risparmio energetico e le lampade a incandescenza sono destinate a essere sostituite dalle lampade LED.
Il Paese presta sempre più attenzione al risparmio energetico nell'illuminazione e alle problematiche di tutela ambientale, e promuove attivamente l'uso delle lampade a LED.
Vantaggi e svantaggi
* Problema di dissipazione del calore: se la dissipazione del calore non è buona, la durata sarà notevolmente ridotta.
* La lampada LED di fascia bassa è comunque meno efficiente dal punto di vista energetico rispetto alla lampada a risparmio energetico (tubo a catodo freddo, CCFL).
* Il costo di acquisto iniziale è più elevato.
* A causa della forte direzionalità della sorgente luminosa a LED, la progettazione dell'apparecchio di illuminazione deve tenere conto delle particolari caratteristiche ottiche dei LED.
Di seguito è riportato un confronto tra luci al neon e luci a LED, aggiungendo la più recente tecnologia LED per il confronto, non le informazioni che tutti hanno già visto in rete.
1. La sorgente luminosa a LED ha una durata di 100,000 ore?
Secondo il decadimento della luce del 7%, l'effettiva durata è di circa 50,000 ore. Secondo il decadimento della luce del 3%, l'effettiva applicazione può raggiungere le 80,000 ore.
2. La striscia LED non si riscalda?
Sì, è necessario dissipare il calore.
3. I LED possono sostituire le lampade a incandescenza?
Il flusso luminoso, l'efficienza luminosa e la resa cromatica possono esserlo, ma sono troppo costosi e non diminuiranno negli ultimi anni. Tuttavia, il costo della sostituzione delle lampade a incandescenza può essere ridotto aumentando il flusso luminoso del prodotto.
4. I LED possono essere utilizzati semplicemente come normali fonti di luce?
No, per alimentare la potenza, le luci LED ottiche e la conduzione del calore.
5. Confronto delle prestazioni e dei vantaggi di due sorgenti luminose
I vantaggi del neon sono stati sfruttati dai LED, ma il prezzo di questi ultimi è troppo alto.
6. Confronto delle fonti di alimentazione per due sorgenti luminose
La bassa tensione del LED è buona, ma la corrente è troppo grande. La corrente di ingresso della singola lampada LED da 1 watt a particelle grandi è di 350 mA.
7. Confronto delle tecniche di controllo per due sorgenti luminose
I LED sono facili da implementare, ma le luci al neon sono più adatte.
8. Confronto della stabilità delle due sorgenti luminose
I LED sono incoerenti e le luci al neon sono piuttosto stabili. Alcuni produttori possono essere relativamente stabili, come la combinazione di chip CREE con AOD per sfruttare i rispettivi chip.
9. Confronto dei prezzi delle due fonti luminose
I LED sono più costosi, ma il giallo e il rosso sono abbastanza uguali. La luce bianca a LED è la più costosa.
10. Confronto di due tipi di sorgenti luminose per uso esterno
Le luci a LED possono essere completamente impermeabili e antipolvere.
11. Confronto tra due mercati di sorgenti luminose
Il valore della produzione annuale di prodotti di illuminazione a livello mondiale è pari a 42 miliardi di dollari USA (contro i 15 miliardi di dollari USA della Cina); la sorgente luminosa a LED è inferiore all'1%.
sorgente luminosa
1 Nuova sorgente luminosa ecologica: il LED utilizza una sorgente luminosa fredda, l'abbagliamento è ridotto, nessuna radiazione, nessuna sostanza nociva viene prodotta durante l'uso. Il LED ha una bassa tensione di esercizio, adotta la modalità di azionamento CC, un consumo energetico ultra basso (tubo singolo 0.03~0.06 W) e la conversione di potenza elettro-ottica è vicina al 100%, che è un risparmio energetico di oltre l'80% rispetto alla tradizionale sorgente luminosa con lo stesso effetto di illuminazione. I LED hanno migliori vantaggi ambientali, nessun raggio ultravioletto e infrarosso nello spettro e i rifiuti possono essere riciclati, nessun inquinamento, nessun mercurio e possono essere toccati in sicurezza. È una tipica fonte di illuminazione ecologica.
2 lunga durata: il LED è una solida sorgente di luce fredda, un pacchetto di resina epossidica, antivibrazione, non ci sono parti allentate nel corpo della lampada, non ci sono carenze come emissione di luce del filamento, deposizione di calore, decadimento della luce, ecc. La durata di servizio può raggiungere 60,000~100,000. Le ore sono più di 10 volte la durata di servizio delle tradizionali sorgenti luminose. Le prestazioni del LED sono stabili e possono funzionare normalmente in un ambiente da -30~+50°C.
3 multi-trasformazione: la sorgente luminosa a LED può utilizzare i tre colori primari rosso, verde e blu. Sotto il controllo della tecnologia informatica, i tre colori hanno 256 livelli di grigio e possono essere miscelati arbitrariamente, il che può produrre 256X256X256 (ovvero 16777216) colori, formando diversi colori di luce. La combinazione. Il colore della combinazione LED è vario, consentendo una varietà di cambiamenti dinamici e varie immagini.
4 Alta tecnologia: rispetto all'effetto di emissione di luce delle tradizionali sorgenti luminose, la sorgente luminosa a LED è un prodotto microelettronico a bassa tensione, che combina con successo tecnologia informatica, tecnologia di comunicazione di rete, tecnologia di elaborazione delle immagini e tecnologia di controllo incorporata. La dimensione del chip utilizzato nella lampada a LED convenzionale è 0.25 mm × 0.25 nm e la dimensione del LED per l'illuminazione è generalmente 1.0 mm × 1.0 mm o più. La struttura del tavolo da lavoro a matrice di LED, la struttura a piramide invertita e il design flip-chip possono migliorare la sua efficienza luminosa ed emettere più luce. Le innovazioni nella progettazione del package LED includono substrati a blocchi metallici ad alta conduttività, design flip-chip e leadframe fusi a piastra nuda. Questi metodi possono essere utilizzati per progettare dispositivi ad alta potenza e bassa resistenza termica e questi dispositivi hanno un'illuminazione maggiore rispetto ai LED convenzionali. L'illuminamento del prodotto è maggiore.
Un tipico dispositivo LED ad alta produttività può generare lumen da diversi lumen a decine di lumen, e un design aggiornato può integrare più LED in un singolo dispositivo o installare più dispositivi in un singolo assemblaggio, con conseguente emissione di lumen equivalenti. Per piccole lampade a incandescenza. Ad esempio, un dispositivo LED monocromatico a 12 chip ad alta potenza può emettere 200 lm di energia luminosa, che consuma tra 10 e 15 W.
L'applicazione della sorgente luminosa a LED è molto flessibile e può essere realizzata in prodotti leggeri, corti e corti di varie forme come punto, linea e superficie. Il controllo del LED è molto buono. Finché la corrente viene regolata, può essere attenuata a piacimento; la combinazione di diversi colori di luce è multi-end e viene utilizzato il circuito di controllo della temporizzazione. , può ottenere una varietà di cambiamenti dinamici. I LED sono stati ampiamente utilizzati in una varietà di apparecchiature di illuminazione, come torce elettriche a batteria, luci in miniatura attivate vocalmente, luci di sicurezza, luci stradali esterne e scale interne ed edifici e luci continue contrassegnate.
