Superbright LED: značilnosti namestitve, moč, dizajn

Svetlobne naprave, pri katerih se kot svetlobni viri uporabljajo super svetle LED, ne bodo nikogar presenetile. Povpraševanje po takšnih napravah nenehno raste, kar je neposredno povezano z nizko porabo teh naprav. Glede na to, da približno 25-35% porabljene električne energije porabimo za razsvetljavo, bodo prihranki zelo opazni.

A glede na sorazmerno visoke stroške super svetlih LED, zaradi njihovih oblikovnih značilnosti še ni pravočasno govoriti o popolnem prehodu na to vrsto osvetlitve. Po mnenju strokovnjakov bo ta postopek trajal od 5 do 10 let, toliko ga bo potrebno za odpravljanje napak in uvajanje novih tehnologij.

Kratka predstavitev

Učinkovitost svetlobne naprave velja za razmerje ustvarjenega svetlobnega toka (merjeno v lumnih) in porabljene električne energije (vatov). Kakovostna žarnica z žarilno nitko ima izkoristek približno 16 lumnov na vat, fluorescenčna (varčevanje z energijo) - štirikrat več (64 lm / W), za dolge dnevne svetilke je ta indikator v regiji 80 lm / W.

Učinkovitost super svetlih LED, ki jih trenutno množično proizvajajo, je približno enaka kot pri fluorescenčnih sijalkah. Upoštevajte, da govorimo o množični proizvodnji. Kar zadeva teoretično mejo za svetlobne svetlobne vire, je ta določena s pragom 320 lm / W.

Kot obljubljajo številni proizvajalci, se lahko učinkovitost v naslednjih nekaj letih poveča na 213 lm / W.

Vpliv oblikovalskih lastnosti na stroške

Za izdelavo super svetlih svetlobnih virov lahko uporabimo eno od dveh metod:

• Za pridobitev svetlobe, ki je v spektru blizu bele, se v enem ohišju uporabljajo trije kristali. Ena je rdeča, druga modra, tretja pa zelena;
• uporablja se kristal, ki oddaja v modrem ali ultravijoličnem spektru; osvetljuje lečo, prevlečeno s fosforjem, zato sevanje pretvori v svetlobo, ki je po spektru blizu naravne svetlobe.

Kljub temu, da je prva možnost učinkovitejša, je njeno izvajanje nekoliko dražje, kar negativno vpliva na razširjenost. Poleg tega se spekter svetlobe, ki ga oddaja tak vir, razlikuje od naravnega.

Naprave, ki jih izdeluje druga tehnologija, imajo manjši izkoristek. Upoštevati je treba tudi, da fosfor vsebuje sestavljene snovi iz cerija in itrija na osnovi sestave, ki same po sebi niso poceni. Pravzaprav to pojasnjuje sorazmerno visoke stroške super svetlih belih LED. Zasnova takšne naprave je prikazana na sliki.

Oznake:

• A - tiskani prevodnik;
• B - osnova s ​​povečano toplotno prevodnostjo;
• C - zaščitno ohišje naprave;
• D - pasta za spajkanje;
• E - LED kristal, ki oddaja ultravijolično ali modro svetlobo;
• F - fosforna prevleka;
• G - lepilo (lahko ga nadomestimo z evtektično zlitino);
• H je žica, ki povezuje kristal in izhod;
• K je reflektor;
• J je osnova hladilnega telesa;
• L - izhodna moč;
• M je dielektrična plast.

Funkcije pritrditve

Na delovanje super svetlih LED vplivajo stopnja segrevanja kristala in sam pn stik. Življenjska doba naprave je neposredno odvisna od prvega, od stopnje svetlobnega toka na drugi strani. Zato je za dolgo življenjsko dobo super svetlih LED diod potrebno organizirati zanesljiv hladilnik, to se naredi s pomočjo radiatorja.

Treba je opozoriti, da toplotno prevodne podlage teh polprevodnikov praviloma vodijo elektriko. Kadar je na enem radiatorju nameščenih več elementov, je treba paziti na zanesljivo električno izolacijo podstavkov.

Preostala pravila namestitve so skoraj enaka kot pri običajnih diodah, torej je treba upoštevati polarnost, tako pri sami namestitvi dela kot pri priključitvi napajanja.

Značilnosti napajanja

Glede na sorazmerno visoke stroške super svetlih LED diod je zelo pomembno, da jih uporabite za svoje delo zanesljive in kakovostne napajalnike, saj so ti polprevodniški elementi kritični za tok preobremeniti

Po neobičajnem načinu lahko naprava še naprej deluje, vendar se bo moč izpuščenega svetlobnega toka znatno zmanjšala. Poleg tega lahko takšen element poškoduje druge, skupaj povezane LED.

Preden govorimo o gonilnikih za super svetle LED, bomo na kratko spregovorili o značilnostih njihovega napajanja. Najprej je treba upoštevati naslednje dejavnike:

• moč svetlobnega toka, ki ga oddajajo ti elementi, je neposredno odvisna od obsega električnega toka, ki teče skozi njih;
• za super svetleče diode je značilna nelinearna I-V karakteristika (volt-amperska lastnost);
• temperatura močno vpliva na značilnosti I - V teh polprevodniških naprav.

Spodaj je prikazana sprememba značilnosti I - V pri temperaturi polprevodniškega elementa (superbright SMD LED) 20 ° C in 70 ° C.

Kot je razvidno iz grafa, se ob polprevodniku na napetost 2 V ustavi stabilna napetost, se električni tok, ki poteka skozi njo, spreminja glede na temperaturo. Ko se kristal segreje na 20 ° C, bo enak 14 mA, ko temperatura naraste na 70 ° C, bo ta parameter ustrezal 35 mA.

Rezultat takšne razlike bo sprememba moči svetlobnega toka pri isti napajalni napetosti. Na podlagi tega je treba stabilizirati ne napetost, temveč električni tok, ki poteka skozi polprevodnik.

Takšni napajalniki se imenujejo LED gonilniki, so navadni stabilizatorji toka. To napravo lahko kupite že pripravljeno ali sestavljeno sami, v naslednjem razdelku bomo podali nekaj značilnih voznikovih shem.

Domači LED gonilnik

Predstavljamo vam več možnosti za gonilnike, ki temeljijo na specializiranih čipih podjetja Monolithic Power System, katerih uporaba močno poenostavi zasnovo. Sheme so podane kot primer, celoten opis značilne vključitve je na voljo v podatkovnem listu na mikrovezju.

Prva možnost temelji na pretvorniku denarja MP4688.

Ta gonilnik lahko deluje z napetostmi od 4,5 do 80 V, najvišji prag izhodnega toka je 2 A, kar omogoča, da svetilko napajajo ultra svetle LED diode. Raven električnega toka, ki poteka skozi LED, je uravnavana z uporom R_Fb. Izvajanje zatemnitve PWM s frekvenco 20 kHz vam omogoča gladko spreminjanje električnega toka, ki teče skozi LED.

Druga različica gonilnika temelji na čipu MP2489. Njegova kompaktna ohišja (QFN8 ali TSOT23-5) omogočajo namestitev gonilnika v bazo MR16, ki jo uporabljajo halogenske žarnice, kar omogoča zamenjavo slednjega z LED. Tipičen diagram povezave MP2489 je prikazan na sliki.

Zgornje vezje vam omogoča vklop dveh vzporednih LED, od katerih ima vsak delovni tok 350 mA.

Najnovejši gonilnik temelji na čipu MP3412, ki ga je mogoče uporabljati v prenosnih svetilkah. Posebnost take sheme je sposobnost dela iz baterije AA AA.