Superbright-ledit: asennuksen, virran, suunnittelun ominaisuudet

Valaistuslaitteet, joissa valonlähteinä käytetään erittäin kirkkaita LED-valoja, eivät yllättä ketään. Tällaisten laitteiden kysyntä kasvaa jatkuvasti, tämä liittyy suoraan näiden laitteiden alhaiseen virrankulutukseen. Kun otetaan huomioon, että noin 25–35% kulutetusta sähköstä käytetään valaisemiseen, säästöt ovat erittäin huomattavia.

Mutta kun otetaan huomioon erittäin kirkkaiden LEDien suhteellisen korkeat kustannukset niiden suunnitteluominaisuuksien vuoksi, ei ole vielä aika puhua täydellisestä siirtymisestä tämän tyyppiseen valaistukseen. Asiantuntijoiden mukaan tämä prosessi vie 5-10 vuotta, sitä tarvitaan niin paljon virheenkorjaukseen ja uuden tekniikan käyttöönottoon.

Suorituskyky lyhyt

Valaistuslaitteen hyötysuhteeksi katsotaan syntyneen valonvuon (mitattu lumeneina) suhde kulutettuun sähköön (watteina). Laadukkaan hehkulampun hyötysuhde on noin 16 lumenia / watti, fluoresoiva (energiansäästö) - neljä kertaa enemmän (64 lm / W), pitkillä päivälampuilla tämä indikaattori on alueella 80 lm / W.

Tällä hetkellä massavalmistettujen supervaloisten LEDien tehokkuus on suunnilleen sama kuin loistelamppujen. Huomaa, että puhumme massatuotannosta. Superbright LED -lähteiden teoreettinen raja määritellään kynnysarvolla 320 lm / W.

Kuten monet valmistajat lupaavat, seuraavien vuosien aikana hyötysuhdetta voidaan nostaa arvoon 213 lm / W.

Suunnitteluominaisuuksien vaikutus kustannuksiin

Superbright LED -valolähteiden valmistuksessa voidaan käyttää yhtä kahdesta menetelmästä:

• Valon saamiseksi spektristä lähellä valkoista käytetään yhdessä kotelossa kolme kideä. Yksi on punainen, toinen on sininen ja kolmas on vihreä;
• käytetään sinisessä tai ultraviolettispektrissä säteilevää kideä; se valaisee fosforilla päällystetyn linssin; seurauksena säteily muuttuu valoon, joka on spektrissä lähellä luonnollista valoa.

Huolimatta siitä, että ensimmäinen vaihtoehto on tehokkaampi, sen toteutus on hieman kalliimpaa, mikä vaikuttaa kielteisesti esiintyvyyteen. Lisäksi tällaisen lähteen lähettämä valonspektri on erilainen kuin luonnollinen.

Toisen tekniikan valmistamilla laitteilla on vähemmän tehokkuutta. On myös syytä harkita, että fosfori sisältää seriumin ja yttriumin yhdistelmäkomposiittia, jotka ovat koostumukseltaan monimutkaisia ​​ja jotka itse ovat kalliita. Oikeastaan ​​tämä selittää erittäin kirkkaiden valkoisten LEDien suhteellisen korkeat kustannukset. Tällaisen laitteen rakenne on esitetty kuvassa.

Selitykset:

• A - painettu johdin;
• B - base, jolla on lisääntynyt lämmönjohtavuus;
• C - laitteen suojakotelo;
• D - juotospasta;
• E - ultravioletti- tai sinistä valoa säteilevä LED-kide;
• F - fosforipinnoite;
• G - liima (voidaan korvata eutektisella seoksella);
• H on kide ja lähtö yhdistävä johdin;
• K on heijastin;
• J on jäähdytyselementti;
• L - lähtöteho;
• M on dielektrinen kerros.

Asennusominaisuudet

Superbright-LEDien toimintaan vaikuttaa kiteen kuumennusaste ja itse pn-liitos. Laitteen käyttöikä riippuu suoraan ensimmäisestä ja valovirran tasosta toisessa. Siksi superbright-LEDien pitkän käyttöiän ajaksi on tarpeen järjestää luotettava jäähdytyselementti, tämä tapahtuu jäähdyttimellä.

On huomattava, että näiden puolijohteiden lämpöä johtavat kanavat johtavat pääsääntöisesti sähköä. Siksi, kun useita elementtejä on asennettu yhdelle jäähdyttimelle, kannattaa olla varovainen jalustien luotettavan sähköeristyksen suhteen.

Muut asennussäännöt ovat melkein samat kuin tavanomaisissa diodeissa, toisin sanoen, napaisuutta on noudatettava sekä itse asennettaessa että virta kytkettäessä.

Virtaominaisuudet

Ottaen huomioon erittäin kirkkaiden LEDien suhteellisen korkeat kustannukset, on erittäin tärkeää käyttää niitä työssään luotettavia ja laadukkaita virtalähteitä, koska nämä puolijohde-elementit ovat kriittisiä virralle ylikuormitus.

Epänormaalin moodin jälkeen laite saattaa pysyä toiminnassa, mutta säteilevän valonvuon teho vähenee merkittävästi. Lisäksi tällainen elementti todennäköisesti vaurioittaa muita, yhdessä kytkettyjä LED-valoja.

Ennen kuin puhumme erittäin kirkkaiden LEDien ohjaimista, puhumme lyhyesti niiden virtalähteen ominaisuuksista. Ensinnäkin on otettava huomioon seuraavat tekijät:

• näiden elementtien lähettämän valonvuon teho riippuu suoraan niiden läpi virtaavan sähkövirran suuruudesta;
• superbright-LEDeille on ominaista epälineaarinen I-V-ominaisuus (volttia-ampeeri-ominaisuus);
• lämpötilalla on voimakas vaikutus näiden puolijohdelaitteiden I - V ominaisuuksiin.

I - V-ominaisuuden muutos puolijohde-elementin (superbright smd LED) lämpötilassa on 20 ° C ja 70 ° C.

Kuten kaaviosta voidaan nähdä, kun puolijohteeseen kohdistetaan vakaa 2 V jännite, sen läpi kulkeva sähkövirta muuttuu lämpötilasta riippuen. Kun kide lämmitetään 20 ° C: seen, se on yhtä suuri kuin 14 mA, kun lämpötila nousee 70 ° C: seen, tämä parametri vastaa 35 mA.

Tällaisen eron seurauksena on valovirran tehon muutos samalla syöttöjännitteellä. Tämän perusteella on välttämätöntä vakauttaa ei jännitettä, vaan puolijohteen läpi kulkevaa sähkövirtaa.

Sellaisia ​​virtalähteitä kutsutaan LED-ohjaimiksi, ne ovat tavallisia virranvakaimia. Tämän laitteen voi ostaa valmiina tai koota itse, seuraavassa osiossa esitetään joitain tyypillisiä ohjainjärjestelmiä.

Kotitekoinen LED-ohjain

Tuomme huomioihisi useita vaihtoehtoja kuljettajille, jotka perustuvat Monolithic Power System -yrityksen erikoistuneisiin siruihin, joiden käyttö yksinkertaistaa suunnittelua huomattavasti. Kaaviot on annettu esimerkkinä. Täydellinen kuvaus tyypillisestä sisällyttämisestä löytyy mikrosirun teknisestä taulukosta.

Vaihtoehto yksi perustuu MP4688-buck-muuntimeen.

Tämä ohjain voi toimia jännitteillä 4,5 - 80 V, suurin lähtövirtaraja on 2 A, mikä mahdollistaa valaisimen virran ultrakirkkain suuritehoisilla LEDillä. LEDien läpi kulkevan sähkövirran tasoa säätelee vastus R_FB. PWM-himmennyksen toteuttaminen taajuudella 20 kHz antaa sinun muuttaa sujuvasti LEDin läpi virtaavaa sähkövirtaa.

Ohjaimen toinen versio perustuu MP2489-siruun. Sen kompakti kotelo (QFN8 tai TSOT23-5) mahdollistaa kuljettajan sijoittamisen halogeenilamppujen käyttämään MR16-alustaan, mikä mahdollistaa jälkimmäisen korvaamisen LED-lampuilla. Tyypillinen MP2489-kytkentäkaavio on esitetty kuvassa.

Yllä olevan piirin avulla voit kytkeä päälle kaksi rinnakkaista LEDiä, joiden molempien toimintavirta on 350 mA.

Uusin ohjain perustuu MP3412-siruun, jota voidaan käyttää kannettavissa taskulamppuissa. Tällaisen järjestelmän erottuva piirre on kyky työskennellä AA AA -paristolla.