Superbright-LED'er: Funktioner i installation, strøm, design

Belysningsenheder, hvor superbride LED'er bruges som lyskilder, overrasker ingen. Efterspørgslen efter sådanne enheder vokser konstant, dette er direkte relateret til det lave strømforbrug på disse enheder. I betragtning af at ca. 25-35% af den forbrugte elektricitet bruges på belysning, vil besparelserne være meget mærkbare.

Men i betragtning af de relativt høje omkostninger ved superlys LED, på grund af deres designfunktioner, er det endnu ikke rettidigt at tale om en komplet overgang til denne type belysning. Ifølge eksperter vil denne proces tage fra 5 til 10 år, den vil være så meget behov for debugging og implementering af nye teknologier.

Ydeevne kort

Belysningsanordningens effektivitet betragtes som forholdet mellem den genererede lysstrøm (målt i lumen) til den forbrugte elektricitet (watt). En glødelampe af høj kvalitet har en virkningsgrad på ca. 16 lumen pr. Watt, lysstofrør (energibesparende) - fire gange mere (64 lm / W), for lange dagslygter er denne indikator i regionen 80 lm / W.

Effektiviteten af ​​superbride LED'er, der er masseproduceret i øjeblikket, er omtrent den samme som for lysstofrør. Bemærk, at vi taler om masseproduktion. Hvad angår den teoretiske grænse for superbride LED-kilder, er den defineret ved en tærskel på 320 lm / W.

Som mange producenter lover, kan effektiviteten i de næste par år øges til 213 lm / W.

Påvirkning af designfunktioner på omkostninger

Til fremstilling af superbride LED-lyskilder kan en af ​​to metoder anvendes:

• For at opnå lys tæt i spektrum til hvidt bruges tre krystaller installeret i et hus. Den ene er rød, den anden er blå og den tredje er grøn;
• der bruges en krystal, der udsender i det blå eller ultraviolette spektrum; det lyser linsen belagt med en fosfor; som et resultat omdannes strålingen til lys, der er tæt i spektret til naturligt lys.

På trods af det faktum, at den første mulighed er mere effektiv, er dens implementering noget dyrere, hvilket negativt påvirker udbredelsen. Derudover er spektret af lys, der udsendes af en sådan kilde, forskellig fra det naturlige.

Enhederne, der er produceret af den anden teknologi, har mindre effektivitet. Det skal også huskes, at fosfor indeholder en sammensat sammensætning af cerium og yttrium baseret på sammensætning, som ikke er billige i sig selv. Dette forklarer faktisk de relativt høje omkostninger ved superbride hvide LED'er. Designet af en sådan anordning er vist på figuren.

Forklaring:

• A - trykt leder;
• B - base med øget varmeledningsevne;
• C - enhedens beskyttelseshus;
• D - loddemasse;
• E - LED-krystal, der udsender ultraviolet eller blåt lys;
• F - phosphorbelægning;
• G - lim (kan erstattes af en eutektisk legering);
• H er ledningen, der forbinder krystallen og udgangen;
• K er reflektoren;
• J er kølelegemets base;
• L - effekt;
• M er det dielektriske lag.

Monteringsfunktioner

Driften af ​​superbride LED'er påvirkes af graden af ​​opvarmning af krystallen og selve pn-krydset. Enhedens levetid afhænger direkte af den første og niveauet af lysstrøm på det andet. Derfor er det nødvendigt at organisere en pålidelig køleplade for den lange levetid for superbride LED'er, dette gøres ved hjælp af en radiator.

Det skal bemærkes, at de varmeledende baser i disse halvledere som regel leder elektricitet. Når flere elementer er installeret på en radiator, skal man derfor sørge for pålidelig elektrisk isolering af baserne.

Resten af ​​installationsreglerne er næsten de samme som med konventionelle dioder, dvs. polariteten skal overholdes, både når man installerer selve delen og når man tilslutter strømmen.

Strømfunktioner

I betragtning af de relativt høje omkostninger til superbride LED'er er det meget vigtigt at bruge til deres arbejde pålidelige strømforsyninger af høj kvalitet, da disse halvlederelementer er kritiske for strømmen overbelastning.

Efter en unormal tilstand kan enheden forblive i drift, men effekten af ​​den udsendte lysstrøm reduceres markant. Derudover vil et sådant element sandsynligvis forårsage skade på andre, sammenkoblede LED'er.

Inden vi taler om drivere til superlysdioder, taler vi kort om funktionerne i deres strømforsyning. For det første er det nødvendigt at tage hensyn til følgende faktorer:

• kraften i den lysstrøm, der udsendes af disse elementer, afhænger direkte af størrelsen af ​​den elektriske strøm, der strømmer gennem dem;
• superbride LED'er er kendetegnet ved en ikke-lineær I-V-karakteristik (volt-ampere-karakteristik);
• temperatur har en stærk indflydelse på I - V karakteristika for disse halvlederanordninger.

Ændringen i I - V-karakteristikken ved temperaturen på halvlederelementet (superbright smd LED) er 20 ° C og 70 ° C.

Som det ses af grafen, når en stabil spænding på 2 V påføres halvlederen, ændres den elektriske strøm, der passerer gennem den, afhængig af temperaturen. Når krystallen opvarmes til 20 ° C, vil den være lig med 14 mA, når temperaturen stiger til 70 ° C, vil denne parameter svare til 35 mA.

Resultatet af en sådan forskel vil være en ændring i lysstrømmen med den samme forsyningsspænding. Baseret på dette er det nødvendigt at stabilisere ikke spændingen, men den elektriske strøm, der passerer gennem halvlederen.

Sådanne strømforsyninger kaldes LED-drivere, de er almindelige strømstabilisatorer. Denne enhed kan købes færdigfremstillet eller samlet på egen hånd, i det næste afsnit leverer vi nogle typiske driverordninger.

Hjemmelavet LED-driver

Vi gør opmærksom på flere muligheder for drivere baseret på specialiserede chips fra Monolithic Power System-virksomheden, hvis anvendelse i høj grad forenkler designet. Ordningerne er givet som et eksempel, en fuld beskrivelse af den typiske inkludering kan findes i databladet på mikrokredsløbet.

Valgmulighed én baseret på MP4688 buck-konverter.

Denne driver kan arbejde med spændinger fra 4,5 til 80 V, den maksimale udgangsstrømgrænse er 2 A, hvilket gør det muligt for armaturet at blive drevet af ultra-lyse højeffekt-LED'er. Niveauet af elektrisk strøm, der passerer gennem lysdioderne, reguleres af modstanden R_FB. Implementeringen af ​​PWM-dæmpning med en frekvens på 20 kHz giver dig mulighed for glat at ændre den elektriske strøm, der strømmer gennem LED.

Den anden version af driveren er baseret på MP2489-chippen. Dets kompakte hus (QFN8 eller TSOT23-5) gør det muligt at placere driveren i MR16-basen, der bruges af halogenlamper, hvilket gør det muligt at udskifte sidstnævnte med LED-lampe. Et typisk MP2489-forbindelsesdiagram er vist på figuren.

Ovenstående kredsløb giver dig mulighed for at tænde for to parallelle LED'er, der hver har en driftsstrøm på 350 mA.

Den seneste driver baseret på MP3412-chip, der kan bruges i bærbare lommelygter. Et karakteristisk træk ved en sådan ordning er muligheden for at arbejde fra et AA AA-batteri.