Superbright LED: vlastnosti inštalácie, napájanie, dizajn

Osvetľovacie zariadenia, v ktorých sa ako svetelné zdroje používajú superbright LED, nikoho neprekvapia. Dopyt po takýchto zariadeniach neustále rastie, čo priamo súvisí s nízkou spotrebou energie týchto zariadení. Vzhľadom na to, že približne 25 - 35% spotrebovanej elektrickej energie sa vynakladá na osvetlenie, úspory budú veľmi viditeľné.

Ale vzhľadom na relatívne vysoké náklady na mimoriadne jasné LED diódy nie je vzhľadom na ich konštrukčné vlastnosti ešte aktuálne hovoriť o úplnom prechode na tento typ osvetlenia. Podľa odborníkov bude tento proces trvať 5 až 10 rokov, bude toľko potrebné pre ladenie a implementáciu nových technológií.

Krátky výkon

Účinnosť osvetľovacieho zariadenia sa považuje za pomer vytvoreného svetelného toku (meraného v lúmenoch) k spotrebovanej elektrine (vo wattoch). Kvalitná žiarovka má účinnosť asi 16 lúmenov na watt, žiarivka (úspora energie) - štyrikrát viac (64 lm / W), v prípade denných svetiel je tento indikátor v tejto oblasti 80 lm / W.

Účinnosť vysokosvietivých LED diód, ktoré sa v súčasnosti vyrábajú vo veľkom, je približne rovnaká ako účinnosť žiariviek. Upozorňujeme, že hovoríme o hromadnej výrobe. Pokiaľ ide o teoretický limit pre superbright LED zdroje, je definovaný prahom 320 lm / W.

Ako mnohí výrobcovia sľubujú, v nasledujúcich rokoch možno zvýšiť účinnosť na 213 lm / W.

Vplyv konštrukčných prvkov na cenu

Na výrobu superľahkých svetelných zdrojov LED sa môže použiť jedna z dvoch metód:

• Na získanie svetla blízkeho spektru bieleho sa používajú tri kryštály umiestnené v jednom kryte. Jeden je červený, druhý modrý a tretí zelený;
• Používa sa kryštál emitujúci v modrom alebo ultrafialovom spektre, osvetľuje šošovku potiahnutú fosforom, v dôsledku čoho sa žiarenie prevádza na svetlo, ktoré má spektrum blízke prirodzenému svetlu.

Napriek skutočnosti, že prvá možnosť je efektívnejšia, jej implementácia je o niečo drahšia, čo negatívne ovplyvňuje prevalenciu. Okrem toho sa spektrum svetla vyžarovaného takýmto zdrojom líši od prirodzeného.

Zariadenia vyrobené druhou technológiou majú menšiu účinnosť. Malo by sa tiež pamätať na to, že fosfor obsahuje kompozitný kompozit céru a ytria na báze zloženia, ktoré samy osebe nie sú lacné. V skutočnosti to vysvetľuje relatívne vysoké náklady na superbiele biele LED. Konštrukcia takého zariadenia je znázornená na obrázku.

Legenda:

• A - tlačený vodič;
• B - základňa so zvýšenou tepelnou vodivosťou;
• C - ochranné puzdro zariadenia;
• D - spájkovacia pasta;
• E - LED kryštál emitujúci ultrafialové alebo modré svetlo;
• F - fosforový povlak;
• G - lepidlo (môže byť nahradené eutektickou zliatinou);
• H je drôt spájajúci kryštál a výstup;
• K je reflektor;
• J je základňa chladiča;
• L - výkon;
• M je dielektrická vrstva.

Montážne vlastnosti

Činnosť superbright LED je ovplyvnená stupňom zahrievania kryštálu a samotného spojenia pn. Životnosť zariadenia priamo závisí od prvého a od úrovne svetelného toku na druhom. Preto je pre dlhú životnosť superbright LED nutné usporiadať spoľahlivý chladič, čo sa robí pomocou radiátora.

Je potrebné poznamenať, že tepelne vodivé bázy týchto polovodičov spravidla vedú elektrinu. Preto, ak je na jeden radiátor nainštalovaných niekoľko prvkov, je potrebné dbať na spoľahlivú elektrickú izoláciu podstavcov.

Ostatné inštalačné pravidlá sú takmer rovnaké ako v prípade konvenčných diód, to znamená, že pri inštalácii samotnej súčasti aj pri pripájaní napájania je potrebné dodržať polaritu.

Funkcie napájania

Vzhľadom na relatívne vysoké náklady na superbright LED je veľmi dôležité používať ich prácu spoľahlivé a vysokokvalitné napájacie zdroje, pretože tieto polovodičové prvky sú pre prúd kritické preťaženie.

Po neobvyklom režime môže zariadenie zostať v prevádzke, ale výkon vyžarovaného svetelného toku sa výrazne zníži. Okrem toho je pravdepodobné, že taký prvok spôsobí poškodenie iných spoločne pripojených LED.

Predtým, ako budeme hovoriť o ovládačoch pre mimoriadne jasné LED diódy, budeme krátko hovoriť o vlastnostiach ich napájania. Najprv je potrebné zohľadniť tieto faktory:

• sila svetelného toku vyžarovaného týmito prvkami priamo závisí od veľkosti elektrického prúdu, ktorý nimi prechádza;
• Superbright LED sa vyznačujú nelineárnou charakteristikou I-V (voltampérová charakteristika);
• teplota má výrazný vplyv na vlastnosti I - V týchto polovodičových prvkov.

Zmena charakteristiky I - V pri teplote polovodičového prvku (superbright smd LED) je 20 ° C a 70 ° C.

Ako je možné vidieť z grafu, keď sa na polovodič privádza stabilné napätie 2 V, elektrický prúd, ktorý ním prechádza, sa mení v závislosti od teploty. Keď sa kryštál zahreje na 20 ° C, bude sa rovnať 14 mA, keď teplota stúpne na 70 ° C, tento parameter bude zodpovedať 35 mA.

Výsledkom takého rozdielu bude zmena výkonu svetelného toku pri rovnakom napájacom napätí. Na základe toho je potrebné stabilizovať nie napätie, ale elektrický prúd prechádzajúci polovodičom.

Takéto napájacie zdroje sa nazývajú LED ovládače, sú to bežné stabilizátory prúdu. Toto zariadenie je možné zakúpiť pripravené alebo zmontované samostatne. V ďalšej časti uvádzame niektoré typické schémy ovládačov.

Domáce LED Driver

Upozorňujeme na niekoľko možností pre vodičov založených na špecializovaných čipoch spoločnosti Monolithic Power System, ktorých použitie výrazne zjednodušuje návrh. Schémy sú uvedené ako príklad, úplný opis typického začlenenia je uvedený v údajovom liste na mikroobvode.

Jedna možnosť založená na prevodníku buckov MP4688.

Tento ovládač môže pracovať s napätím od 4,5 do 80 V, maximálna prahová hodnota výstupného prúdu je 2 A, čo umožňuje napájanie svietidla ultra-jasnými vysokovýkonnými LED diódami. Úroveň elektrického prúdu prechádzajúceho LED diódami je regulovaná odporom R_FB. Implementácia stmievania PWM s frekvenciou 20 kHz vám umožňuje plynule meniť elektrický prúd tečúci cez LED.

Druhá verzia ovládača je založená na čipe MP2489. Kompaktné puzdro (QFN8 alebo TSOT23-5) umožňuje umiestniť vodič do základne MR16 používanej halogénovými žiarovkami, čo umožňuje ich výmenu za LED. Na obrázku je znázornená typická schéma pripojenia MP2489.

Vyššie uvedený obvod umožňuje zapnúť dve paralelné LED, z ktorých každá má prevádzkový prúd 350 mA.

Najnovší ovládač založený na čipe MP3412, ktorý sa dá použiť v prenosných baterkách. Charakteristickou črtou takejto schémy je schopnosť pracovať z batérie AA AA.