Superbright LED-ek: a telepítés, az energiaellátás, a formatervezés jellemzői

A világítóberendezések, amelyekben fényszóróként szuperfényes LED-eket használnak, senkit sem fog meglepni. Az ilyen eszközök iránti igény folyamatosan növekszik, ez közvetlenül kapcsolódik ezeknek az eszközöknek az alacsony fogyasztásához. Tekintettel arra, hogy az elfogyasztott villamos energia kb. 25–35% -át világításra fordítják, a megtakarítás nagyon észrevehető lesz.

Mivel azonban a szupervilágos LED-ek viszonylag magas költségei miatt - a tervezési jellemzőik miatt - még nem időszerű beszélni az ilyen típusú világításra történő teljes átállásról. A szakértők szerint ez a folyamat 5-10 évig tart, annyira szükséges a hibakereséshez és az új technológiák bevezetéséhez.

Teljesítmény rövid

A világítóberendezés hatékonyságát a generált fényáram (lumenben mérve) és az elfogyasztott villamos energia (watt) arányának tekintik. Egy minőségi izzólámpa hatékonysága körülbelül 16 lumen / watt, fluoreszkáló (energiatakarékos) - négyszer több (64 lm / W), hosszú nappali lámpák esetén ez a mutató a régióban van 80 lm / W

A jelenleg nagy tömegben előállított szuperfényes LED-ek hatékonysága nagyjából megegyezik a fénycsövek hatékonyságával. Felhívjuk figyelmét, hogy a tömegtermelésről beszélünk. Ami a szuperfényes LED-források elméleti határát illeti, azt egy 320 lm / W küszöb határozza meg.

Mint sok gyártó ígéri, a következő években a hatékonyság 213 lm / W-ra növelhető.

A tervezési jellemzők hatása a költségekre

A szuperfényes LED-fényforrások gyártásához a két módszer egyikét lehet alkalmazni:

• A fehér színhez közeli fény elérése érdekében három kristályt használnak egy házba. Az egyik piros, a második kék és a harmadik zöld;
• egy kék vagy ultraibolya spektrumban sugárzó kristályt használnak, foszforral bevont lencsét megvilágítják, ennek eredményeként a sugárzás olyan fényré alakul, amely spektruma közel áll a természetes fényhez.

Annak ellenére, hogy az első lehetőség hatékonyabb, végrehajtása valamivel drágább, ami negatívan befolyásolja az előfordulást. Ezenkívül az ilyen forrás által kibocsátott fény spektruma különbözik a természetes fénytől.

A második technológiával előállított eszközök kevésbé hatékonyságúak. Azt is érdemes figyelembe venni, hogy a foszfor kompozit cérium és ittrium kompozitját tartalmazza, amelyek összetétele összetett, és amelyek maguk is drágák. Valójában ez magyarázza a szuperfényes fehér LED-ek viszonylag magas költségeit. Az ilyen eszköz kialakítását az ábra szemlélteti.

Legend:

• A - nyomtatott kar;
• B - megnövelt hővezető képességű alap;
• C - a készülék védőburkolata;
• D - forrasztópaszta;
• E - ultraibolya vagy kék fényt bocsátó LED kristály;
• F - foszfor bevonat;
• G - ragasztó (eutektikus ötvözettel helyettesíthető);
• H a huzal, amely összeköti a kristályt és a kimenetet;
• K a reflektor;
• J a hűtőborda alapja;
• L - kimenő teljesítmény;
• M az dielektromos réteg.

Szerelési jellemzők

A szuperfényes LED-ek működését befolyásolja a kristály felmelegedésének mértéke és maga a pn-csomópont. Az eszköz élettartama közvetlenül az elsőtől függ, a második pedig a fényáram szintjétől függ. Ezért a szuperfényes LED-ek hosszú élettartamához megbízható hűtőbordát kell megszervezni, ezt radiátorral kell elvégezni.

Meg kell jegyezni, hogy ezen félvezetők hővezető alapjai általában villamos energiát vezetnek. Ezért, amikor több elem van felszerelve egy radiátorra, ügyelni kell az alapok megbízható elektromos szigetelésére.

A többi szerelési szabályok majdnem megegyeznek a hagyományos diódákkal, azaz a polaritást figyelembe kell venni, mind a rész telepítésekor, mind az áram csatlakoztatásakor.

Tápellátás jellemzői

Tekintettel a szuperfényes LED-ek viszonylag magas költségeire, nagyon fontos, hogy ezeket munkájuk során felhasználják megbízható és kiváló minőségű tápegységek, mivel ezek a félvezető elemek kritikusak az áram szempontjából túlterhelés.

Rendellenes üzemmód után a készülék működhet, de a kibocsátott fényáram teljesítménye jelentősen csökken. Ezen túlmenően egy ilyen elem valószínűleg kárt okoz más, közösen csatlakoztatott LED-ekben.

Mielőtt a szuper-fényes LED-ek meghajtóiról beszélnénk, röviden megbeszéljük az áramellátás jellemzőit. Mindenekelőtt a következő tényezőket kell figyelembe venni:

• ezen elemek által kibocsátott fényáram teljesítménye közvetlenül függ az ezeken átfolyó villamos áram nagyságától;
• a szuperfényes LED-eket nemlineáris I-V karakterisztika jellemzi (volt-amper karakterisztika);
• A hőmérséklet erősen befolyásolja ezen félvezető eszközök I - V tulajdonságait.

Az I - V karakterisztika változása a félvezető elem (nagy fényű smd LED) hőmérsékleten 20 ° C és 70 ° C.

Amint a grafikonból kiderül, amikor 2 V stabil feszültséget alkalmaznak a félvezetőre, az rajta áthaladó elektromos áram a hőmérséklettől függően változik. Ha a kristályt 20 ° C-ra hevítik, akkor ez 14 mA-nak felel meg, amikor a hőmérséklet 70 ° C-ra emelkedik, ez a paraméter 35 mA-nak felel meg.

Egy ilyen különbség eredménye a fényáram teljesítményének megváltozása ugyanazon tápfeszültség mellett. Ennek alapján nem a feszültséget, hanem a félvezetőn áthaladó áramot kell stabilizálni.

Az ilyen tápegységeket LED meghajtóknak nevezik, ezek szokásos áramerősség-stabilizátorok. Ezt az eszközt megvásárolhatja készen is, vagy saját maga is összeállítva, a következő részben néhány tipikus illesztőprogramot mutatunk be.

Házi LED meghajtó

Felhívjuk a figyelmünkre a járművezetők számára a Monolithic Power System cég speciális chipein alapuló számos lehetőséget, amelyek használata jelentősen leegyszerűsíti a kialakítást. A sémákat példaként adjuk meg. A tipikus beillesztés teljes leírása megtalálható a mikroáramkör adatlapján.

Az 1. lehetőség az MP4688 buck konverter alapján.

Ez a meghajtó 4,5 és 80 V közötti feszültséggel képes működni, a maximális kimeneti áramküszöbérték 2 A, ami lehetővé teszi a lámpatest táplálását ultra fényes, nagy teljesítményű LED-ekkel. A LED-eken áthaladó elektromos áram szintjét az R ellenállás szabályozza_FB. A PWM tompítása 20 kHz frekvenciával lehetővé teszi a LED-en átáramló villamos áram zökkenőmentes megváltoztatását.

Az illesztőprogram második verziója az MP2489 chipen alapul. Kompakt háza (QFN8 vagy TSOT23-5) lehetővé teszi a vezető meghelyezését a halogénlámpák által használt MR16 alapba, amely lehetővé teszi az utóbbi LED-ekkel való cseréjét. Az ábrán egy tipikus MP2489 csatlakozási diagram látható.

A fenti áramkör lehetővé teszi két párhuzamos LED bekapcsolását, amelyek mindegyike 350 mA üzemi árammal rendelkezik.

A legújabb illesztőprogram az MP3412 chip alapján, amely hordozható zseblámpákban használható. Az ilyen séma megkülönböztető jele az a képesség, hogy AA AA elemből dolgozik.