LED luminosi: design e principio di funzionamento, dove vengono utilizzati, tipi di lampade superluminose

Grazie alle moderne tecnologie, negli ultimi anni si è assistito ad un importante ammodernamento degli apparecchi di illuminazione. Le solite lampade ad incandescenza sono state sostituite da altre più economiche e durevoli. Una fase speciale è l'emergere di lampade a LED, caratterizzate da un'elevata luminosità. I LED luminosi hanno trovato applicazioni in vari campi.

Varietà di lampade

Oggi la gamma di lampade per l'illuminazione si presenta in vari modelli dallo standard all'ultramoderno. Hanno tutte caratteristiche diverse:

• Lampade ad incandescenza. Per molto tempo sono state le uniche sorgenti luminose con una potenza da 15 a 300 watt. Le lampade moderne sono divise in due tipi. In krypton, viene utilizzato il krypton a gas inerte, che fornisce una buona emissione di luce. La loro potenza minima è 40 W, la massima è 100 W. I modelli bispirali funzionano grazie a un filamento di tungsteno arcuato, possono avere una superficie a specchio, trasparente o opale.
instagram viewer
• Luminescente. Emettono luce grazie a un rivestimento al fosforo, che è esposto ai raggi ultravioletti di una scarica di gas. Forniscono una luce morbida e diffusa di diversa potenza (da 8 a 80 W). Danno 7-8 volte più flusso luminoso rispetto alle lampade ad incandescenza, durano 10-20 volte di più. Si distinguono per la luce tremolante e la sensibilità alle temperature estreme.
• Alogeno. Disponibile in diverse forme e dimensioni. La luce da essi emessa può essere diffusa o sotto forma di fasci concentrati. A causa della capacità di brillare in colori saturi molto luminosi, le lampade alogene sono ampiamente utilizzate dal design moderno per creare soluzioni di illuminazione originali negli spazi residenziali ed esterni. Le lampade alogene hanno una varietà di opzioni di installazione. Possono essere appese in alto oa parete, incassate nel controsoffitto sotto forma di punti di fissaggio, oppure fissate ai mobili. I modelli girevoli hanno uno speciale supporto rotante che permette di dirigere i fasci luminosi nella direzione desiderata.

Tra l'intera gamma di lampade per illuminazione, i LED si distinguono con il minor consumo energetico, quindi sono molto popolari tra i consumatori. Sono caratterizzati da un'elevata luminosità, trasmissione della luce dell'ordine di 60 - 80 lm / W. La durata dei dispositivi con una potenza da 7 a 21 W / h può raggiungere le 100 mila ore.

Un tipo separato di LED sono lampade indipendenti alimentate da batterie ricaricabili e solari. Tali lampade sono efficaci sia ad alte (+50) che a basse (-30) temperature. Tendono ad accendersi indipendentemente con l'inizio dell'oscurità, quindi vengono utilizzati con successo per l'illuminazione stradale.

Costruzione LED

L'apparecchio a LED ha una struttura piuttosto complessa. Il suo design include diversi elementi, ognuno dei quali svolge una funzione specifica:

• Chip LED. Agiscono come le parti principali che forniscono il bagliore. A seconda delle dimensioni dell'apparecchio e della potenza desiderata, può contenere da una a diverse dozzine di chip interconnessi. Se uno di loro si rompe, anche gli altri smettono di funzionare. Le caratteristiche della lampada e la sua durata dipendono dalla qualità dei chip.
• Scheda a circuito stampato. È realizzato in leghe di alluminio che dissipano bene il calore e forniscono la temperatura necessaria per il funzionamento dei trucioli.
• Termosifone. Dissipa il calore dal circuito stampato con i chip. Sono realizzati in leghe di alluminio e stampi con molte piastre individuali. Con l'aiuto di queste piastre, viene aumentata l'area di dissipazione del calore del radiatore.
• Autista. Leviga, riduce e stabilizza la tensione all'ingresso del circuito elettrico. Può essere remoto o integrato. Il secondo tipo è usato più spesso.
• Condensatore. Elimina la tensione di ripple che arriva dal driver ai cristalli LED.
• Base / zoccolo. Serve per collegare le cartucce. Per la sua produzione viene utilizzato ottone nichelato. Questi materiali forniscono una buona adesione e una protezione dalla corrosione a lungo termine.
• Base polimerica. Aderendo saldamente allo zoccolo, garantisce la protezione della cassa contro i guasti elettrici. Inoltre, la base protegge gli utenti da lesioni elettriche durante la sostituzione delle lampadine.
• Diffusore. Ha la forma di una semisfera, realizzata in policarbonato satinato o plastica trasparente, che elimina il rischio di danneggiamento in caso di caduta. Progettato per aumentare l'angolo di diffusione uniforme del raggio luminoso. Praticamente non si scalda quando la lampada è accesa.

La particolarità dei LED è la posizione della massima area di riscaldamento. Se in altri tipi di lampade di illuminazione, l'energia termica viene distribuita dall'esterno della superficie, nelle lampade a diodi il circuito stampato si riscalda dall'interno. Pertanto, è necessaria una regolare dissipazione del calore dalla lampada per garantire un funzionamento efficiente e sicuro.

Tipi e caratteristiche

Con lo sviluppo di tecnologie basate su lampadine a LED convenzionali, inizia la produzione di dispositivi a semiconduttore, caratterizzati da un'intensità luminosa molto elevata. I LED Superbright hanno una classificazione specifica.

Le lampade del produttore taiwanese Epistar sono caratterizzate da dimensioni compatte e indicatori di alta qualità. Hanno una durata molto lunga.

I prodotti a marchio Smd hanno diverse serie (3528,3014, 3020, 2835, ecc.) R.). I LED luminosi più richiesti della serie SMD 5050, caratterizzati da un potente bagliore bianco (la potenza raggiunge 1 W). Sono spesso utilizzati in combinazione con alimentatori speciali che riducono la tensione di esercizio a 12 V.

La gamma di XLamp è composta da tre LED ultra luminosi: XR, XP e MC. Ciascuno è dimensionato e modellato individualmente, ma tutti utilizzano una grande corrente operativa superiore a 350 mA e dispongono di un sistema di dissipazione del calore altamente efficiente. Sono utilizzati per l'illuminazione interna ed esterna delle auto moderne.

Uno degli esempi eclatanti di LED ad alta potenza sono le lampade dell'azienda americana Cree. Produce corpi illuminanti in diverse custodie:

• Con derivazioni STD (374, 512, 503, 4SM, 5SM, ecc.) R.). Le custodie standard hanno una sezione circolare di 3 e 5 mm e una sezione ovale di 4 e 5 mm.
• Nella custodia "Piranha" del tipo P4 (serie P41, P42, P43).
• In un pacchetto di tipo PLCC (serie LM1, LM3, LM4, LP6, LN6, LA1, ecc.) ). Adatto per il montaggio in superficie.

Indipendentemente dal tipo, i LED superbright funzionano secondo lo stesso principio di un flusso di elettroni diretto dall'anodo p al catodo n. Per formare una giunzione, i chip LED all'interno della lampada sono rivestiti con droganti. L'ombra e la lunghezza d'onda del flusso luminoso in ciascuna lampada ad alta luminosità sono determinate dalla larghezza della zona p-n di lavoro.

La qualità dei diodi è determinata dalla luminosità del flusso luminoso e dall'angolo di dispersione. A seconda della temperatura, il bagliore può essere arancione, ambra, verde, blu, rosso o bianco. La luce bianca è divisa in fredda (5000 - 7000K) e calda (2700-3500K).

Anche l'angolo di diffusione varia da 15 a 120 gradi. A causa delle lampadine con diversi angoli di diffusione, vengono create soluzioni di illuminazione originali con l'evidenziazione di diverse zone.

Caratteristiche di installazione

Prima di installare un LED ultra luminoso, dovresti prestare attenzione a quali caratteristiche attuali ha. La grandezza principale è la sua corrente di esercizio costante. La media per la maggior parte dei dispositivi ultra luminosi è nell'intervallo 15-20 mA. I valori massimi delle lampade ultraluminose raggiungono 1 A.

Il prossimo indicatore importante - tensione operativa - dipende dall'ombra della luce emessa. Il colore a infrarossi è caratterizzato da un valore minimo da 1,5 a 1,9 V, per il bianco - un valore massimo, che raggiunge 3,7 V. Un driver con una tensione di uscita costante di 12 V può essere collegato a 4 diodi luminosi con una tensione di 3 V o 12 diodi da 1 V ciascuno. Un driver con una tensione di uscita di 12 V dovrebbe essere collegato a 220 V.

La condizione principale per l'installazione di qualsiasi lampada a diodi è il rispetto della polarità dell'alimentazione. Poiché gli apparecchi ad alta luminosità riscaldano fortemente i cristalli di luce, è necessario fornire un sistema di raffreddamento efficiente. Nella maggior parte dei modelli super luminosi, viene implementato utilizzando radiatori a dissipazione di calore. Se tali radiatori non sono forniti dal produttore, è necessario occuparsi personalmente del raffreddamento. Durante il processo di installazione, è necessario fornire un isolamento elettrico di alta qualità.

Una lampada a LED correttamente installata può funzionare per almeno 50 mila ore. Allo stesso tempo, il suo utilizzo sarà economicamente redditizio e non danneggerà l'ambiente a causa dell'assenza di vapori di gas, mercurio e altri componenti pericolosi. I LED luminosi sono caratterizzati da qualità come immunità a picchi di tensione e temperatura, resistenza alle vibrazioni e resistenza agli urti. Le lampade compatte sono in grado di resistere a un gran numero di avviamenti.

Tutti i vantaggi dei diodi SuperBright si riflettono nel loro costo. Il loro prezzo è piuttosto elevato, ma la loro lunga durata e le caratteristiche di alta qualità consentono di ottenere un rimborso dei dispositivi.

Ogni apparecchio a LED ha le sue caratteristiche. Pertanto, con l'aiuto di più lampade a diodi, è difficile ottenere un'illuminazione uniforme (anche se sono prodotte dallo stesso produttore e appartengono alla stessa serie). Inoltre, la resa cromatica dichiarata non sempre corrisponde a quella reale. Non tutti gli apparecchi di illuminazione sono dotati di dimmer.

Area di applicazione

Gli elevati indicatori tecnici e operativi consentono un uso diffuso di LED super luminosi. Le applicazioni più comuni sono:

• Dispositivi mobili. Svolgono il ruolo di retroilluminazione sia nei display monocromatici che in quelli multicolori che operano su cristalli liquidi.
• Segnali stradali. Sono utilizzati nei semafori, nella segnaletica stradale, poiché non richiedono frequenti manutenzioni dopo l'installazione.
• Pubblicità illuminata. Utilizzato per illuminare lettere volumetriche, light box, insegne pubblicitarie e light box ultrasottili. La luce bianca emessa dai diodi è un'alternativa più efficiente al neon precedentemente utilizzato.
• Tabelloni alfanumerici. La luce diretta serve come strumento per trasmettere informazioni su tabelloni monocromatici e display video a colori nei centri commerciali e negli stadi sportivi.
• Trasporto. Grazie alle ridotte dimensioni e all'elevatissima luminosità, garantiscono il funzionamento dei dispositivi di segnalazione esterni (indicatori di direzione, luci dei freni) e cruscotti installati negli interni dei veicoli (auto, bus, moto, aereo).
• Architettura e paesaggio. Mostrano un'elevata efficienza quando illuminano le facciate degli edifici e varie composizioni paesaggistiche.

I diodi ad alta luminosità vengono utilizzati non solo nell'uso generale, ma anche nella vita di tutti i giorni. Ad esempio, stanno sostituendo sempre più l'illuminazione tradizionale durante l'installazione di soffitti tesi.