Superbright LED: funksjoner i installasjon, strøm, design

Belysningsenheter, der superbride LED-er brukes som lyskilder, vil ikke overraske noen. Etterspørselen etter slike enheter øker stadig, dette er direkte relatert til det lave strømforbruket til disse enhetene. Tatt i betraktning at omtrent 25-35% av forbrukt strøm brukes på belysning, vil besparelsene være veldig merkbare.

Men gitt de relativt høye kostnadene for superlyse LED-er, på grunn av deres designfunksjoner, er det ennå ikke betimelig å snakke om en fullstendig overgang til denne typen belysning. I følge eksperter vil denne prosessen ta fra 5 til 10 år, den vil være så mye behov for feilsøking og implementering av nye teknologier.

Performance Brief

Effektiviteten til belysningsanordningen anses å være forholdet mellom den genererte lysstrømmen (målt i lumen) og den forbrukte elektrisiteten (watt). En glødelampe av høy kvalitet har en virkningsgrad på rundt 16 lumen per watt, lysstoffrør (energibesparende) - fire ganger mer (64 lm / W), for lange dagslykter er denne indikatoren i regionen 80 lm / W.

Effektiviteten til superbrette LED-er, masseprodusert for øyeblikket, er omtrent den samme som for lysrør. Vær oppmerksom på at vi snakker om masseproduksjon. Når det gjelder den teoretiske grensen for superbride LED-kilder, er den definert av en terskel på 320 lm / W.

Som mange produsenter lover, kan effektiviteten i løpet av de neste årene økes til 213 lm / W.

Påvirkning av designfunksjoner på kostnader

For fremstilling av superbride LED-lyskilder kan en av to metoder brukes:

• For å få lys nær spekteret til hvitt, brukes tre krystaller installert i ett hus. Den ene er rød, den andre er blå og den tredje er grønn;
• en krystall som sender ut i det blå eller ultrafiolette spekteret blir brukt; det lyser opp linsen belagt med en fosfor; som et resultat blir strålingen omdannet til lys som ligger i spekteret til naturlig lys.

Til tross for at det første alternativet er mer effektivt, er implementeringen av det noe dyrere, noe som påvirker utbredelsen negativt. I tillegg er spekteret av lys som sendes ut av en slik kilde forskjellig fra det naturlige.

Enhetene produsert av den andre teknologien har mindre effektivitet. Det må også tas i betraktning at fosfor inneholder en sammensatt kompositt av cerium og yttrium basert på sammensetning, som ikke er billige i seg selv. Egentlig forklarer dette de relativt høye kostnadene for superbrite hvite LED-er. Utformingen av en slik enhet er vist på figuren.

Legend:

• A - trykt leder;
• B - base med økt varmeledningsevne;
• C - beskyttelseshus på enheten;
• D - loddemasse;
• E - LED-krystall som avgir ultrafiolett eller blått lys;
• F - fosforbelegg;
• G - lim (kan erstattes av en eutektisk legering);
• H er ledningen som forbinder krystall og utgang;
• K er reflektoren;
• J er kjøleribben;
• L - kraftuttak;
• M er det dielektriske laget.

Monteringsfunksjoner

Driften av superbride LED-er påvirkes av graden av oppvarming av krystallen og selve pn-krysset. Enhetens levetid avhenger direkte av den første, og nivået av lysstrøm på den andre. Derfor er det nødvendig å organisere en pålitelig kjøleribbe for lang levetid for superbride LED-er, dette gjøres ved hjelp av en radiator.

Det skal bemerkes at de varmeledende basene til disse halvlederne som regel leder strøm. Derfor, når flere elementer er installert på en radiator, bør man passe på pålitelig elektrisk isolasjon av basene.

Resten av installasjonsreglene er nesten de samme som med konvensjonelle dioder, det vil si polariteten må overholdes, både når du installerer selve delen og når du kobler til strømmen.

Strømfunksjoner

Gitt de relativt høye kostnadene for superbride LED-er, er det veldig viktig å bruke til deres arbeid pålitelige og høykvalitets strømforsyninger, siden disse halvlederelementene er avgjørende for strøm overbelastning.

Etter en unormal modus kan enheten forbli i drift, men effekten til den utsendte lysstrømmen vil bli betydelig redusert. I tillegg vil sannsynligvis et slikt element skade andre, sammen koblede LED-er.

Før vi snakker om drivere for superlyse LED-er, vil vi kort snakke om funksjonene i strømforsyningen deres. Først av alt er det nødvendig å ta hensyn til følgende faktorer:

• kraften til lysstrømmen fra disse elementene avhenger direkte av størrelsen på den elektriske strømmen som strømmer gjennom dem;
• superbrette LED-er er preget av en ikke-lineær I-V-karakteristikk (volt-ampere-karakteristikk);
• temperaturen har sterk innflytelse på I - V-egenskapene til disse halvlederenhetene.

Endringen i I - V-karakteristikken ved temperaturen til halvlederelementet (superbrett SMD LED) på 20 ° C og 70 ° C er vist nedenfor.

Som det fremgår av grafen, når en stabil spenning på 2 V tilføres halvlederen, endres den elektriske strømmen som går gjennom den avhengig av temperaturen. Når krystallen varmes opp til 20 ° C, vil den være lik 14 mA, når temperaturen stiger til 70 ° C, vil denne parameteren tilsvare 35 mA.

Resultatet av en slik forskjell vil være en endring i kraften til lysstrømmen ved den samme forsyningsspenningen. Basert på dette er det nødvendig å stabilisere ikke spenningen, men den elektriske strømmen som går gjennom halvlederen.

Slike strømforsyninger kalles LED-drivere, de er vanlige strømstabilisatorer. Denne enheten kan kjøpes ferdig eller montert på egen hånd, i neste avsnitt gir vi noen typiske driveroppsett.

Hjemmelaget LED-driver

Vi gjør oppmerksom på flere alternativer for drivere basert på spesialiserte brikker fra Monolithic Power System-selskapet, hvis bruk forenkler designet i stor grad. Oppgavene er gitt som eksempel, en full beskrivelse av den typiske inkluderingen finner du i databladet på mikrokretsen.

Alternativ 1 basert på MP4688 buck converter.

Denne driveren kan jobbe med spenninger fra 4,5 til 80 V, den maksimale terskel for utgangsstrøm er 2 A, noe som gjør at armaturen kan drives av ultralydde LED-lyser med høy effekt. Nivået på elektrisk strøm som går gjennom lysdiodene reguleres av motstanden R_FB. Implementeringen av PWM-demping med en frekvens på 20 kHz lar deg jevnt endre den elektriske strømmen som strømmer gjennom lysdioden.

Den andre versjonen av driveren er basert på MP2489-brikken. Det kompakte huset (QFN8 eller TSOT23-5) gjør det mulig å plassere driveren i MR16-basen som brukes av halogenlamper, noe som gjør det mulig å erstatte sistnevnte med LED-lampe. Et typisk MP2489-tilkoblingsskjema er vist på figuren.

Ovennevnte krets gir deg mulighet til å slå på to parallelle LED, som hver har en driftsstrøm på 350 mA.

Den siste driveren basert på MP3412-brikken, som kan brukes i bærbare lommelykter. Et særtrekk ved et slikt opplegg er muligheten til å jobbe fra et AA AA-batteri.