Jasne diody LED: budowa i zasada działania, gdzie są stosowane, rodzaje superjasnych lamp

Dzięki nowoczesnym technologiom w ostatnich latach nastąpiła poważna modernizacja opraw oświetleniowych. Zwykłe żarówki zostały zastąpione bardziej ekonomicznymi i trwałymi. Szczególnym etapem jest pojawienie się lamp LED, charakteryzujących się wysoką jasnością. Jasne diody LED znalazły zastosowanie w różnych dziedzinach.

Odmiany lamp

Dziś gama lamp do oświetlenia prezentowana jest w różnych modelach od standardowych po ultranowoczesne. Wszystkie mają różne cechy:

• Lampy żarowe. Przez długi czas były jedynymi źródłami światła o mocy od 15 do 300 watów. Nowoczesne lampy dzielą się na dwa rodzaje. W kryptonie stosuje się krypton z gazu obojętnego, który zapewnia dobrą wydajność świetlną. Ich minimalna moc to 40 W, maksymalna to 100 W. Modele bispiralne działają dzięki łukowatym włóknom wolframowym, mogą mieć powierzchnię lustrzaną, przezroczystą lub opalizującą.
• Świecący. Emitują światło dzięki powłoce luminoforowej, która jest wystawiona na działanie promieni ultrafioletowych wyładowania gazowego. Zapewniają miękkie rozproszone światło o różnej mocy (od 8 do 80 W). Dają 7-8 razy większy strumień świetlny niż żarówki, działają 10-20 razy dłużej. Wyróżnia je migotanie światła i wrażliwość na ekstremalne temperatury.
  instagram viewer
• Fluorowiec. Dostępne w różnych kształtach i rozmiarach. Emitowane przez nie światło może być rozproszone lub w postaci skoncentrowanych wiązek. Ze względu na zdolność świecenia w bardzo jasnych nasyconych barwach szeroko stosowane są lampy halogenowe w nowoczesnym designie do tworzenia oryginalnych rozwiązań oświetleniowych w przestrzeniach mieszkalnych i zewnętrznych. Lampy halogenowe mają wiele możliwości montażu. Można je zawiesić na górze lub na ścianie, zatopić w suficie podwieszanym w formie uchwytów punktowych lub przymocować do mebli. Modele obrotowe mają specjalny obrotowy uchwyt, który pozwala skierować wiązki światła w pożądanym kierunku.

Spośród całej gamy lamp oświetleniowych, diody LED wyróżniają się najniższym zużyciem energii, dlatego cieszą się dużą popularnością wśród konsumentów. Charakteryzują się wysoką jasnością, przepuszczalnością światła rzędu 60 - 80 lm/W. Żywotność urządzeń o mocy od 7 do 21 W/h może sięgać 100 tys. godzin.

Odrębnym typem diod są lampy wolnostojące zasilane z akumulatorów i baterii słonecznych. Takie lampy są skuteczne zarówno w wysokich (+50) jak i niskich (-30) temperaturach. Mają tendencję do samodzielnego włączania się wraz z nadejściem ciemności, dlatego z powodzeniem stosuje się je do oświetlenia ulicznego.

Konstrukcja LED

Oprawa LED ma dość złożoną konstrukcję. Jego konstrukcja obejmuje kilka elementów, z których każdy pełni określoną funkcję:

• Chipy LED. Działają jako główne części, które zapewniają blask. W zależności od wielkości oprawy i pożądanej mocy może zawierać od jednego do kilkudziesięciu połączonych ze sobą chipów. Jeśli jeden z nich się zepsuje, pozostałe również przestaną działać. Właściwości lampy i jej żywotność zależą od jakości wiórów.
• Płytka drukowana. Wykonany jest ze stopów aluminium, które dobrze odprowadzają ciepło i zapewniają temperaturę niezbędną do funkcjonowania wiórów.
• Kaloryfer. Odprowadza ciepło z płytki drukowanej za pomocą chipów. Wykonane są ze stopów aluminium i form z wieloma indywidualnymi płytami. Za pomocą tych płyt zwiększa się powierzchnia rozpraszania ciepła grzejnika.
• Kierowca. Wygładza, zmniejsza i stabilizuje napięcie na wejściu obwodu elektrycznego. Może być zdalny lub wbudowany. Drugi typ jest częściej używany.
• Kondensator. Eliminuje tętnienie napięcia pochodzące ze sterownika do kryształów LED.
• Podstawa / cokół. Służy do łączenia wkładów. Do jego produkcji używany jest mosiądz niklowany. Materiały te zapewniają dobrą przyczepność i długotrwałą ochronę przed korozją.
• Baza polimerowa. Mocno przylegający do cokołu, gwarantuje ochronę obudowy przed przebiciami elektrycznymi. Ponadto podstawa chroni użytkowników przed porażeniem prądem elektrycznym podczas wymiany żarówek.
• Dyfuzor. Ma kształt półkuli, wykonany z matowego poliwęglanu lub przezroczystego tworzywa, co eliminuje ryzyko uszkodzenia w przypadku upuszczenia. Zaprojektowany w celu zwiększenia kąta równomiernego rozpraszania wiązki światła. Praktycznie nie nagrzewa się, gdy lampa jest włączona.

Cechą diod LED jest lokalizacja maksymalnej powierzchni grzewczej. Jeżeli w innych typach lamp oświetleniowych energia cieplna rozprowadzana jest z zewnątrz powierzchni, to w lampach diodowych płytka drukowana nagrzewa się od wewnątrz. Dlatego wymagane jest regularne odprowadzanie ciepła z lampy, aby zapewnić wydajną i bezpieczną pracę.

Rodzaje i cechy

Wraz z rozwojem technologii opartych na konwencjonalnych żarówkach LED rozpoczęto produkcję urządzeń półprzewodnikowych, charakteryzujących się bardzo wysokim natężeniem światła. Superjasne diody LED mają specyficzną klasyfikację.

Lampy tajwańskiego producenta Epistar charakteryzują się kompaktowymi wymiarami oraz wysokiej jakości wskaźnikami. Mają bardzo długą żywotność.

Produkty marki Smd mają kilka serii (3528,3014, 3020, 2835 itd.) R.). Najbardziej pożądane jasne diody LED serii SMD 5050, charakteryzujące się silną białą poświatą (moc sięga 1 W). Często są używane w połączeniu ze specjalnymi zasilaczami, które obniżają napięcie robocze do 12 V.

Asortyment XLamp składa się z trzech ultrajasnych diod LED - XR, XP i MC. Każdy ma indywidualny rozmiar i kształt, ale wszystkie wykorzystują duży prąd roboczy przekraczający 350 mA i mają wysoce wydajny system rozpraszania ciepła. Służą do oświetlenia wewnętrznego i zewnętrznego nowoczesnych samochodów.

Jednym z uderzających przykładów diod LED dużej mocy są lampy amerykańskiej firmy Cree. Produkuje oprawy oświetleniowe w różnych obudowach:

• Z przewodami STD (374, 512, 503, 4SM, 5SM itd.) R.). Obudowy standardowe mają przekrój okrągły 3 i 5 mm oraz przekrój owalny 4 i 5 mm.
• W obudowie „Piranha” typu P4 (seria P41, P42, P43).
• W pakiecie typu PLCC (seria LM1, LM3, LM4, LP6, LN6, LA1 itp.) ). Nadaje się do montażu natynkowego.

Niezależnie od typu, superjasne diody LED działają na tej samej zasadzie ukierunkowanego przepływu elektronów od p-anody do n-katody. Aby utworzyć złącze, chipy LED wewnątrz lampy są pokryte domieszkami. Odcień i długość fali strumienia świetlnego w każdej lampie o wysokiej jasności są określone przez szerokość roboczej strefy p-n.

O jakości diod decyduje jasność strumienia świetlnego i kąt rozproszenia. W zależności od temperatury blask może być pomarańczowy, bursztynowy, zielony, niebieski, czerwony lub biały. Białe światło dzieli się na zimne (5000 - 7000K) i ciepłe (2700-3500K).

Kąt rozproszenia również waha się od 15 do 120 stopni. Dzięki żarówkom o różnych kątach rozproszenia powstają oryginalne rozwiązania oświetleniowe z podświetleniem różnych stref.

Funkcje instalacji

Przed zainstalowaniem ultrajasnej diody LED należy zwrócić uwagę na jej aktualne właściwości. Główną wielkością jest jego stały prąd roboczy. Średnia dla większości ultrajasnych urządzeń mieści się w zakresie 15-20 mA. Maksymalne wartości lamp ultrajasnych sięgają 1 A.

Kolejny ważny wskaźnik - napięcie robocze - zależy od odcienia emitowanego światła. Kolor podczerwony charakteryzuje się wartością minimalną od 1,5 do 1,9 V, dla bieli - wartością maksymalną sięgającą 3,7 V. Do jednego sterownika o stałym napięciu wyjściowym 12 V można podłączyć 4 jasne diody o napięciu 3 V lub 12 diod 1 V każda. Sterownik o napięciu wyjściowym 12 V należy podłączyć do 220 V.

Głównym warunkiem instalacji dowolnej lampy diodowej jest przestrzeganie polaryzacji zasilania. Ponieważ oprawy o wysokiej jasności mocno nagrzewają kryształy świetlne, należy zapewnić wydajny system chłodzenia. W większości super jasnych modeli jest realizowany za pomocą grzejników rozpraszających ciepło. Jeśli takie grzejniki nie są dostarczane przez producenta, musisz sam zadbać o chłodzenie. Podczas procesu instalacji musisz zapewnić wysokiej jakości izolację elektryczną.

Prawidłowo zainstalowana lampa LED może pracować przez co najmniej 50 tys. godzin. Jednocześnie jego stosowanie będzie opłacalne ekonomicznie i nie zaszkodzi środowisku ze względu na brak oparów gazu, rtęci i innych niebezpiecznych składników. Jasne diody LED charakteryzują się takimi właściwościami jak odporność na przepięcia i przepięcia, odporność na wibracje oraz odporność na wstrząsy. Lampy kompaktowe są w stanie wytrzymać dużą liczbę rozruchów.

Wszystkie zalety diod superjasnych znajdują odzwierciedlenie w ich kosztach. Ich cena jest dość wysoka, ale ich długa żywotność i wysokiej jakości cechy umożliwiają osiągnięcie zwrotu z urządzeń.

Każda oprawa LED ma swoją własną charakterystykę. Dlatego przy pomocy kilku lamp diodowych trudno jest uzyskać równomierne oświetlenie (nawet jeśli są wykonane przez tego samego producenta i należą do tej samej serii). Deklarowane odwzorowanie kolorów również nie zawsze odpowiada rzeczywistemu. Nie wszystkie oprawy oświetleniowe są wyposażone w ściemniacze.

Obszar zastosowań

Wysokie wskaźniki techniczne i operacyjne pozwalają na szerokie zastosowanie superjasnych diod LED. Najczęstsze zastosowania to:

• Urządzenia mobilne. Pełnią rolę podświetlenia zarówno w jednokolorowych, jak i wielokolorowych wyświetlaczach działających na ciekłych kryształach.
• Znaki drogowe. Stosowane są w sygnalizacji świetlnej, znakach drogowych, ponieważ nie wymagają częstej konserwacji po montażu.
• Reklama świetlna. Służy do podświetlania liter wolumetrycznych, kasetonów, szyldów reklamowych oraz ultracienkich kasetonów. Białe światło emitowane przez diody jest wydajniejszą alternatywą dla dotychczas stosowanego neonu.
• Tablice wyników alfanumerycznych. Światło bezpośrednie służy jako narzędzie do przekazywania informacji na jednokolorowych tablicach i pełnokolorowych ekranach wideo w centrach handlowych i na stadionach sportowych.
• Transport. Dzięki swoim niewielkim rozmiarom i ultrawysokiej jasności zapewniają pracę zewnętrznych urządzeń sygnalizacyjnych (kierunkowskazy, światła hamowania) oraz deski rozdzielcze montowane we wnętrzach pojazdów (samochody, autobusy, motocykle, samolot).
• Architektura i krajobraz. Wykazują wysoką skuteczność podczas oświetlania elewacji budynków oraz różnych kompozycji krajobrazowych.

Diody o wysokiej jasności znajdują zastosowanie nie tylko w powszechnym użyciu, ale także w życiu codziennym. Na przykład coraz częściej zastępują tradycyjne oświetlenie podczas montażu sufitów napinanych.