Superbright LED-id: paigaldamise omadused, toide, disain

Valgustusseadmed, kus valgusallikatena kasutatakse ülikergeid LED-e, ei üllata kedagi. Nõudlus selliste seadmete järele kasvab pidevalt, see on otseselt seotud nende seadmete väikese energiatarbega. Arvestades, et umbes 25-35% tarbitavast elektrist kulub valgustusele, on kokkuhoid väga märgatav.

Kuid arvestades eriti heledate LED-ide suhteliselt kõrgeid hindu, pole nende disainifunktsioonide tõttu veel õige aeg rääkida täielikku üleminekut seda tüüpi valgustusele. Asjatundjate sõnul võtab see protsess 5–10 aastat, seda on nii palju vaja silumiseks ja uute tehnoloogiate juurutamiseks.

Etenduse lühikokkuvõte

Valgustusseadme efektiivsuseks loetakse tekitatud valgusvoo (mõõdetuna luumenites) ja tarbitud elektrienergia (vattides) suhe. Kvaliteetse hõõglambi efektiivsus on umbes 16 luumenit vatti kohta, fluorestsents (energiasääst) - neli korda rohkem (64 lm / W), pikkade päevatulelaternate puhul on see indikaator selles piirkonnas 80 lm / W

Praegu masstoodanguna toodetud ülikergete LED-de efektiivsus on umbes sama kui luminofoorlampidel. Pange tähele, et me räägime masstootmisest. Mis puutub ülikergete LED-valgusallikate teoreetilisse piirmäära, siis see on määratletud künnisega 320 lm / W.

Nagu paljud tootjad lubavad, võib lähiaastatel suurendada kasutegurit 213 lm / W.

Kujundusfunktsioonide mõju maksumusele

Ülitugevate LED-valgusallikate tootmiseks võib kasutada ühte kahest meetodist:

• Valgele spektrile lähedase valguse saamiseks kasutatakse ühte korpusesse kolme kristalli. Üks on punane, teine ​​on sinine ja kolmas on roheline;
• kasutatakse sinises või ultraviolettkiirguses spektrit kiirgavaid kristalle; see valgustab fosforiga kaetud objektiivi; selle tulemusel muundatakse kiirgus valguseks, mis on spektri lähedal loodusliku valgusega.

Vaatamata asjaolule, et esimene võimalus on tõhusam, on selle rakendamine mõnevõrra kallim, mis mõjutab levimust negatiivselt. Lisaks on sellise allika kiirgav valgusspekter erinev looduslikust.

Teise tehnoloogia abil toodetud seadmetel on väiksem efektiivsus. Samuti tuleks meeles pidada, et fosfor sisaldab kompositsioonil põhinevat tseeriumi ja ütriumi komposiitkompositsiooni, mis pole iseenesest odav. Tegelikult seletab see ülitäpsate valgete LED-ide suhteliselt kõrgeid kulusid. Sellise seadme disain on näidatud joonisel.

Nimetused:

• A - trükitud dirigent;
• B - suurenenud soojusjuhtivusega alus;
• C - seadme kaitsekorpus;
• D - jootepasta;
• E - ultraviolett- või sinist valgust kiirgavad LED-kristallid;
• F - fosforkate;
• G - liim (saab asendada eutektilise sulamiga);
• H on kristalli ja väljundit ühendav juhe;
• K on helkur;
• J on jahutusradiaatori alus;
• L - väljundvõimsus;
• M on dielektriline kiht.

Paigaldusfunktsioonid

Ülisuurte valgusdioodide tööd mõjutavad kristalli kuumutusaste ja pn-ristmik ise. Seadme eluiga sõltub otseselt esimesest ja teisest valgusvoo tugevus. Seetõttu on ülikergete valgusdioodide pika kasutusea jaoks vaja korraldada usaldusväärne jahutusradiaator, seda tehakse radiaatori abil.

Tuleb märkida, et nende pooljuhtide soojusjuhtivad alused juhivad reeglina elektrit. Seega, kui ühele radiaatorile on paigaldatud mitu elementi, tuleb hoolikalt jälgida aluste usaldusväärset elektrilist isolatsiooni.

Ülejäänud paigaldusreeglid on peaaegu samad kui tavaliste dioodide puhul, see tähendab, et nii detaili enda paigaldamisel kui ka toite ühendamisel tuleb järgida polaarsust.

Toiteomadused

Arvestades ülikergete LED-ide suhteliselt kõrgeid kulusid, on nende tööks väga oluline kasutada usaldusväärsed ja kvaliteetsed toiteallikad, kuna need pooljuhtelemendid on voolu suhtes kriitilised ülekoormus.

Pärast ebanormaalset režiimi võib seade jääda tööle, kuid kiirgava valgusvoo võimsus väheneb märkimisväärselt. Lisaks võib selline element tõenäoliselt kahjustada teisi ühiselt ühendatud LED-e.

Enne ülikergete LED-ide draiveritest rääkimist räägime lühidalt nende toiteallika omadustest. Esiteks on vaja arvestada järgmiste teguritega:

• nende elementide kiirgatav valgusvoo võimsus sõltub otseselt neist läbi voolava elektrivoolu suurusest;
• ülikergeid LED-e iseloomustab mittelineaarne I-V karakteristik (volt-ampri karakteristik);
• temperatuur mõjutab tugevalt nende pooljuhtseadmete I - V omadusi.

Allpool on näidatud I - V muutused pooljuhtelemendi (ülikerge SMD LED) temperatuuril 20 ° C ja 70 ° C.

Nagu graafikult võib näha, kui pooljuhile rakendatakse stabiilset pinget 2 V, muutub seda läbiv elektrivool sõltuvalt temperatuurist. Kui kristall kuumutatakse temperatuurini 20 ° C, on see võrdne 14 mA-ga, kui temperatuur tõuseb 70 ° C-ni, vastab see parameeter 35 mA-le.

Sellise erinevuse tulemuseks on valgusvoo võimsuse muutus samal toitepingel. Selle põhjal on vaja stabiliseerida mitte pinget, vaid pooljuhti läbivat elektrivoolu.

Selliseid toiteallikaid nimetatakse LED draiveriteks, need on tavalised voolu stabilisaatorid. Seda seadet saab osta valmis kujul või ise kokku panna, järgmises jaotises pakume mõnda tüüpilist draiveriskeemi.

Kodune LED-draiver

Toome teie tähelepanu juhtide autojuhtidele mitmele võimalusele, mis põhinevad ettevõtte Monolithic Power System spetsialiseeritud kiipidel, mille kasutamine lihtsustab disaini oluliselt. Skeemid on toodud näitena, tüüpilise kaasamise täieliku kirjelduse leiate mikrolülituse andmelehelt.

Esimene võimalus põhineb MP4688 buck-muunduril.

See juht saab töötada pingega 4,5–80 V, maksimaalne väljundvoolu lävi on 2 A, mis võimaldab valgustit toita ülikergete suure võimsusega LED-ide abil. LED-e läbiva elektrivoolu taset reguleerib takistus R_Fb. PWM-i hämardamise rakendamine sagedusega 20 kHz võimaldab teil sujuvalt muuta LED-st voolavat elektrivoolu.

Draiveri teine ​​versioon põhineb MP2489 kiibil. Selle kompaktne korpus (QFN8 või TSOT23-5) võimaldab juhi paigutada halogeenlampide kasutatavasse MR16 alusesse, mis võimaldab viimase asendada LED-lampidega. Tüüpiline MP2489 ühendusskeem on näidatud joonisel.

Ülaltoodud vooluring võimaldab teil sisse lülitada kaks paralleelset LED-i, millest igaühe töövool on 350 mA.

Viimane draiver põhineb MP3412 kiibil, mida saab kasutada kaasaskantavates taskulampides. Sellise skeemi eripäraks on võime töötada AA AA patareiga.