Aydınlatmada güçlü LED dizileri: cihaz ve uygulama özellikleri

1962'de Illinois Üniversitesi profesörü Nick Holonyak tarafından pratik olarak uygulanabilir ilk LED'in geliştirilmesinden bu yana, yarım yüzyıldan fazla bir süre geçti, ancak günümüze kadar devrimci buluş, daha mükemmel ve daha teknolojik ve kullanışlı hale gelen aşamalı değişikliklere maruz kalıyor.

Elektronların ve deliklerin rekombinasyonu ile yarı iletken geçişin elektrolüminesansı, şimdi aşırı ekonomik ışık kaynaklarının temelini oluşturmaktadır. Genellikle LED (İngiliz ışık yayan diyotun kısaltması) olarak adlandırılan LED, lambalar, hem yerel ihtiyaçlar, hem de işletmeler ve hatta sokak aydınlatma sistemleri için modern enerji tasarruflu aydınlatma teknolojileri pazarında giderek istikrarlı bir konuma sahiptir.

LED ampuller güvenlikten daha iyi performans gösterir kompakt floresan tüplerCıva ve akkor lambalar içeren ve şimdi tamamen uzak geçmişin kalıntısı haline geliyor.

Akkor lambaların LED ışık kaynakları ile değiştirilmesinin ana nedeni, akkor lambanın çok geniş bir spektrumda yayılmasıdır, bunun önemli bir kısmı aydınlatma için işe yaramaz. Bir akkor lamba tarafından tüketilen toplam gücün sadece yüzde 5'i yanar ve geri kalanı ısınmaya gider.

Bu nedenle, son zamanlarda endüstriyel armatürlerin yerini almak için son zamanlarda çok güçlü LED'ler ve LED dizileri (monolitik montajlar) piyasada bu kadar yaygın bir şekilde temsil edilmiştir. Bir LED spektrumun oldukça dar bir aralığında yayılır, örneğin turuncu bir LED'in dalga boyu 590 nm ila 610 nm arasındadır.

LED ışık kaynaklarının avantajları şunları içerir:

• sodyum lambalarla karşılaştırılabilir yüksek ışık çıkışı (watt başına 160 lümen değerine ulaşılır),

• mukavemet ve titreşim direnci, uzun servis ömrü (100000 saate kadar),

• ışık sıcaklığını seçmek için geniş aralık (sıcak 2700 K ila soğuk 6500 K arasında),

• cihazın kendisi tarafından sağlanan spektral saflık.

Düşük atalet nedeniyle, ışıklar ortam sıcaklığından bağımsız olarak tam parlaklıkta hemen yanar ve açılması / kapatılması LED'lerin ömrünü önemli ölçüde etkilemez. Radyasyon açısı 15 ila 180 derece arasında olabilir.

Bu tür ürünlerin kullanımı, düşük besleme voltajı, düşük çalışma sıcaklığı ve tabii ki, cıva ve fosforun bulunmamasıyla sağlanan çevre dostu olmanın yanı sıra spektrumdaki radyasyonun ultraviyole kısmı nedeniyle insanlar için tamamen güvenlidir. Bununla birlikte, yüksek sıcaklıkların herhangi bir yarı iletken için zararlı olduğu unutulmamalıdır, bu nedenle 60-70 santigrat derecenin üzerinde ısınmaya izin vermemelisiniz.

Güçlü LED dizileri, bir blokta birkaç kristalin bir araya getirilmesidir. Bir fosfor ile kaplanmış yayılan kristaller akım tüketimini optimize etmek için seri paralel bağlanır.

Bloğun düz yüzeyi, gerekli ışık saçılımı desenini oluşturmak için ek optikler kurmanıza izin veren şeffaf bir plastik kaplamadır. Matrisler, üniteyi bir soğutucu üzerine monte etmek için montaj deliklerine sahip oldukça kalın bir bakır veya alüminyum alt tabaka ile birlikte verilir.

Alt tabakanın pürüzsüz yüzeyi, ünitenin ısı emici ile güvenilir temasını sağlar. Kurulum, gövdeyi deforme etmemek veya hasar vermemek için dikkatle yapılmalıdır. Isı iletken macun, yüzeyin tüm yüzeyine uygulanmalıdır.

Bağlantı tellerinin enine kesiti 0,5 milimetreden az olmamalıdır ve watt başına ısı alıcı alanı, 25-35 santigrat derecedeki çevre nesnelerin sıcaklığında yaklaşık 20-30 santimetre kare olmalıdır. Bu matrisler, 300 watt veya daha fazla farklı nominal güçlerde mevcuttur. Temel olarak matrislerin boyutuyla ilgili herhangi bir kısıtlama yoktur.

Bir kristal için çalışma voltajının ortalama değeri yaklaşık 3.4 volttur ve akım gücü yaklaşık 350 miliamperdir. Bu değerler biraz değişebilir, ancak belirli bir montaj için izin verilen voltajı aşmamalısınız, çünkü LED'ler dik olarak artan bir akım voltajı karakteristiğine sahiptir ve akım kristal için kritik değeri aşarsa hızla yanar.

Alanda marjlı bir radyatörün kullanılması, LED matrisinin uzun, güvenilir ve sorunsuz çalışması için en iyi sigortadır. Kristalden geçen akımı 320 miliampere sınırlarsanız, ışık akısı% 3-5 oranında azalacaktır, ancak aynı zamanda LED kristalinin ömrü bir büyüklükte artacaktır, pratikte, güç kaynağı koşulları ideal olacaktır.

LED'ler için güç kaynağı, yük akımının stabilizasyonu olan herhangi bir kaynak olabilir ve akım stabilizasyonu yoksa, izin verilen maksimum akımı aşmak için önemli bir marj sağlanmalıdır. Besleme voltajının 1 volt ile değiştirilmesi, akım gücünde iki ila üç faktör kadar bir artışa neden olabilir ve sonuç, kristalin bozulması (kristal hasar görür - ışık akısı azalacaktır) veya fosforun kararması olacaktır.

Seri paralel bağlantılarda LED gruplarının kombinasyonlarını tasarlarken, tercihen yüksek çalışma akımlarını önlemek için seri bağlantı.

Kristalin uzun bir süre boyunca çalışma sıcaklığı optimum değeri aşarsa, fosfor kararır ve sıcaklığın etkisi altında işlevini kaybeder. Fosforun koyulaşması ve imha edilmesi, LED'in yüzeyini etkilemeye devam ederse doğrudan güneş ışığına neden olabilir.

Güç kaynağının tasarımına, sensörünü lambanın radyatörüne yerleştirerek bir termal rölenin dahil edilmesi arzu edilir.

Kışın sokakta bir LED matrisi kullanmayı planlıyorsanız, güç kaynağındaki elektrolitik kapasitörlerin düşük sıcaklıklarda kullanımda bir kısıtlamaya sahip olduğunu düşünmeniz gerekir, bu nedenle güç kaynağını odaya yerleştirmek en iyi çözüm olacaktır.

Sokakta düşük sıcaklıklarda LED matrisleri kullanırken, verimliliğin önemli ölçüde artacağı ve ışık çıkışının nominalin yüzde 10-20'si kadar artacağı unutulmamalıdır. Ve 500-1000 saatlik çalışmadan sonra, her durumda ışık çıkışı yüzde 5-10 daha fazla olacak, kristallerin bu özelliğine “eğitim etkisi” denir.

Sokak aydınlatması için bir radyatör seçimi de özel dikkat gerektirir, doğal konveksiyonun maksimum olması ve yüzeyde döküntü ve kir birikmemesi için gereksiz çıkıntılar, girintiler ve kıvrımlar içermemelidir.

Lambanın güç kaynağı ünitesinin, lambanın içinde biriken tüm nemin devre elemanlarını en azından etkilemeyecek şekilde ayarlanması arzu edilir.

Her yıl, yüksek güçlü LED dizilerinin üretimi için teknoloji geliştirilir, üreticiler fosfor için en iyi seçenekleri ararlar. Şu anda, çoğu üretici sarı fosforlar kullanıyor, üç değerli seryum ile katkılı itriyum-alüminyum garnetin modifiye edilmiş versiyonlarıdır.

LED aydınlatma teknolojileri etkilidir ve tasarımları oldukça basittir. Projektörlerde, lambalarda, LED şeritlerde, dekoratif aydınlatmada ve basit fenerlerde yaygın olarak kullanılırlar. Işık güçleri 5000 lm'ye ulaşır.

Bugün, LED modülleri binaları, sokakları, reklam yapılarını, tünelleri ve köprüleri, çeşmeleri aydınlatmak için kullanılır, ofis ve endüstriyel binaları, ev iç mekanlarını ve mobilya elemanlarını ve çeşitli modern tasarım projelerini aydınlatmak için kullanılır.

Tatillerde, güçlü LED aydınlatma sistemleri binaların, ağaçların ve diğer nesnelerin cephelerini süslüyor. LED ışık kaynaklarının güvenilirliği, sık sık değiştirilmesi için erişilmesi zor yerlerde kullanılmasını mümkün kılar.

Şu anda, dünyanın birçok ülkesinde, LED aydınlatma hızla başkalarının yerini almıştır. Birçok şehir yakında LED sokak aydınlatmasına geçmeyi planlıyor.

Comments

[#1 Paul]

Çok geçmeden kimse LED lambaları ciddiye almadı. Kullanılabilecekleri maksimum yer dekor ve yerel aydınlatmadır. Yerel aydınlatmada bile, küçük ışık akısı nedeniyle kullanımı zordu. Ancak teknoloji çok hızlı değişiyor ve şimdi LED lambalar diğer tüm aydınlatma türlerinin yerini alıyor. Güçlü LED lambalar geleceğe ve dahası yakın geleceğe sahiptir. Birkaç yıl içinde, kesinlikle tüm aydınlatma sadece LED olacak ve diğer lambalar sadece çok nadir durumlarda kullanılacaktır. Tek sınırlayıcı faktör, yüksek güçlü LED lambaların maliyetidir. Ancak yüksek kaliteli LED lambaların fiyatı sürekli düşüyor ve ciddi avantajları göz önüne alındığında, LED aydınlatmaya yatırım yapmak ve çalışma süresi, lambalar için bakım maliyetleri ve elektrik tüketiminde önemli bir azalma sağlamak için daha pahalı bir maliyetle bile tavsiye edildi.

[#2]

Tüm Ryazan bu aydınlatmaya aktarılır. Sürücüler için ne ölçüde tehlikelidir. Görünürlüğü zayıf olduğunda, yaya ikinci lambanın gölgesinde kaybolur. Dezavantajı diyotların yönlü ışığıdır. Hala DNaT'lı sokaklar varken, onlara binmek ne kadar hoş. Hepsi için daha az üzgünüm.

[#3]

İlk yorumun yazarı ile kısmen katılmıyorum ve makaleyle ilgili bazı yorumları belirtmek istiyorum.
1. En yaygın güçlü LED'ler, ortalama maliyet, 99 lm / watt'tan fazla olmayan bir ışık verimliliğine sahiptir. Daha yüksek ışık çıkışında sadece çok pahalı LED'ler bulunur.
2. Dnat lambaların ışık verimliliği yaklaşık 150-200 lm / watt'tır. Bu nedenle, Dnat lambaları en verimli ışık kaynaklarıdır. Dnat lambalarının maliyeti yüksektir, ancak LED'ler ucuz değildir ... Ama yine de, LED'lerin Ra'dan 70'den az olmayan iyi bir renk sunumu var, Dnat Ra sadece 25 veya daha az ...
3. LED'ler gerçekten uzun bir hizmet ömrüne sahiptir. Bununla birlikte, uzun süreli çalışma ile LED'lerin ışık çıkışı azalır, aslında hiç kimse bu kadar uzun bir süre onları kullanmaz.
4. LED lambaların yanı sıra armatürlerin gücü ciddi şekilde sınırlıdır. Örneğin, ev LED lambalarının gücü 8-10 watt düzeyinde sınırlı görünmektedir.
5. Muhtemelen bugüne kadar en uygun ışık kaynaklarından biri lineer floresan lambalara sahiptir. Örneğin, Ra = 80 seviyesinde renk oluşturma özelliğine sahip üç katmanlı fosforlu lambalar vardır.