Kraftige LED-arrays i belysning: enheds- og applikationsfunktioner

Siden udviklingen af ​​den første praktisk anvendelige LED af University of Illinois-professor Nick Holonyak i 1962, er der dog gået over et halvt århundrede, men den revolutionære opfindelse til i dag gennemgår progressive ændringer og bliver mere perfekt og mere teknologisk og nyttig.

Elektroluminescensen af ​​en halvlederovergang med rekombination af elektroner og huller er nu grundlaget for superøkonomiske lyskilder. LED, ofte kaldet LED (kort for engelsk lysemitterende diode), og lamper vinder gradvist en stabil position på markedet for moderne energibesparende belysningsteknologier, både til indenlandske behov, og for virksomheder og endda for gadebelysningssystemer.

LED-pærer overgår sikkerheden kompakte lysstofrør, der indeholder kviksølv og glødelamper og nu bliver fuldstændigt en relikvie fra den fjerne fortid.

Den vigtigste årsag til, at glødelamper erstattes af LED-lyskilder, er, at glødelampen udsender i et meget bredt spektrum, hvoraf en betydelig del simpelthen ikke fungerer til belysning. Kun 5 procent af den samlede strømforbrug fra en glødelampe går til belysning, og resten går til opvarmning.

Derfor er meget kraftige LED'er og LED-arrays (monolitiske samlinger) for nylig blevet så vidt repræsenteret på markedet for nylig at erstatte industrielle armaturer. En LED udsender i et temmelig smalt spektrumområde, for eksempel har en orange LED en bølgelængde i området fra 590 nm til 610 nm.

Fordelene ved LED-lyskilder inkluderer:

• høj lyseffekt sammenlignelig med natriumlamper (en værdi på 160 lumen pr. watt nås)

• styrke og vibrationsmodstand, lang levetid (op til 100000 timer),

• bred vifte til valg af lys temperatur (fra varme 2700 K til kold 6500 K),

• spektral renhed leveret af selve enheden.

På grund af den lave inerti tændes lysene straks ved fuld lysstyrke, uanset omgivelsestemperatur, og at tænde / slukke påvirker ikke LED'ernes levetid væsentligt. Strålingsvinklen kan være fra 15 til 180 grader.

Brugen af ​​sådanne produkter er fuldstændig sikker for mennesker på grund af den lave forsyningsspænding, den lave driftstemperatur og naturligvis miljøvenlighed leveret af fraværet af kviksølv og fosfor såvel som den ultraviolette del af strålingen i spektret. Det skal dog huskes, at høje temperaturer er skadelige for enhver halvleder, så du bør ikke tillade opvarmning over 60-70 grader celsius.

Kraftige LED-arrays er samlinger af flere krystaller i en blok. Strålekrystaller, der er coatet med en fosfor, forbindes i serie parallelt for at optimere strømforbruget.

Blokkens flade overflade er en transparent plastbelægning, som giver dig mulighed for at installere ekstra optik for at skabe det nødvendige mønster af lysspredning. Matrixerne leveres med et temmelig tykt kobber- eller aluminiumsunderlag med monteringshuller til montering af enheden på et køleplade.

Underlagets glatte overflade sikrer pålidelig kontakt af enheden med kølelegemet. Installation skal udføres omhyggeligt for ikke at deformere eller beskadige huset. Varmeledende pasta skal påføres hele underlagets overflade.

Tværsnittet af forbindelsesledningerne bør ikke være mindre end 0,5 kvadratmillimeter, og kølepladsområdet pr. Watt skal være ca. 20-30 kvadratcentimeter ved en temperatur på omgivende genstande på 25-35 grader celsius. Sådanne matrixer fås ved forskellige nominelle kræfter, op til 300 watt eller mere. Grundlæggende er der ingen begrænsninger på matrixernes størrelse.

Den gennemsnitlige værdi af driftsspændingen for en krystal er ca. 3,4 volt, og strømstyrken er omkring 350 milliampere. Disse værdier kan variere lidt, men du bør ikke overskride den tilladte spænding for en bestemt samling, da lysdioderne har en stejl stigende strømspændingskarakteristik og hurtigt brænder ud, hvis strømmen overstiger den kritiske værdi for krystallen.

Brug af en radiator med en margen i området er den bedste forsikring til lang, pålidelig og problemfri drift af LED-matrix. Hvis du begrænser strømmen gennem krystallen til 320 milliamps, vil lysstrømmen falde med 3-5%, men på samme tid vil levetiden for LED-krystallen øges med en størrelsesorden, i praksis vil betingelserne for dens strømforsyning være ideelle.

Strømkilden til LED'erne kan være en hvilken som helst kilde med stabilisering af belastningsstrømmen, og hvis der ikke er nogen strømstabilisering, bør der tilvejebringes en betydelig margen for at overskride den maksimalt tilladte strøm. En ændring i forsyningsspændingen med 1 volt kan føre til en stigning i strømstyrken med en faktor på to til tre, og resultatet vil være nedbrydning af krystallen (krystallen vil blive beskadiget - lysstrømmen vil falde) eller mørkere fosfor.

Når du designer kombinationer af grupper af lysdioder i serie-parallelle forbindelser, fortrinsvis en serietilslutning for at undgå høje driftsstrømme.

Hvis krystalens driftstemperatur over en lang periode overstiger den optimale værdi, bliver fosfor mørkere og mister sin funktion under påvirkning af temperaturen. Mørkning og ødelæggelse af fosfor kan forårsage direkte sollys, hvis de fortsat påvirker LED-overfladen.

Det er ønskeligt at inkludere et termisk relæ i designet af strømforsyningen, hvor dens sensor placeres på lampens radiator.

Hvis du planlægger at bruge en LED-matrix om vinteren på gaden, skal du overveje, at elektrolytiske kondensatorer i strømforsyningen har en begrænsning af brugen ved lave temperaturer, derfor ville den bedste løsning være at placere strømforsyningen i rummet.

Når man bruger LED-matrixer på gaden ved lave temperaturer, skal det huskes, at effektiviteten vil stige markant, og lyseffekten stiger med 10-20 procent af den nominelle. Og efter 500-1000 timers drift vil lyseffekten under alle omstændigheder være 5-10 procent mere, denne funktion af krystaller kaldes ”træningseffekten”.

Valget af en radiator til gadebelysning kræver også særlig opmærksomhed, den skal ikke indeholde unødvendige fremspring, udsparinger og bøjninger, så den naturlige konvektion er maksimal, og snavs og snavs ikke kunne samle sig på dens overflade.

Det er ønskeligt at arrangere lampens strømforsyningsenhed, så al fugt, der samler sig inde i lampen, ikke påvirker kredsløbselementerne i det mindste.

Hvert år forbedres teknologien til produktion af højeffekt LED-arrays, fabrikanterne leder efter de bedste muligheder for fosfor. I øjeblikket bruger de fleste producenter gule fosfor, de er modificerede versioner af yttrium-aluminium granat doteret med trivalent cerium.

LED-belysningsteknologier er effektive, og designen af ​​dem er ganske enkel. De er vidt brugt i lygter, lamper, LED-strimler, dekorativ belysning og i enkle lommelygter. Deres lysstyrke når 5000 lm.

I dag bruges LED-moduler til at belyse bygninger, gader, reklamestrukturer, tunneler og broer, springvand, de bruges til at belyse kontor- og industribygninger, boliginteriører og møbelelementer samt i forskellige moderne designprojekter.

I løbet af ferien pryder kraftfulde LED-lyssystemer facaderne på bygninger, træer og andre genstande. Pålideligheden af ​​LED-lyskilder gør det muligt at bruge dem på steder, der er vanskelige at få adgang til til hyppig udskiftning.

I øjeblikket i mange lande i verden har LED-belysning hurtigt erstattet andre. Mange byer planlægger snart at skifte til LED-gadebelysning.

Comments

[#1 Paul]

For ikke længe siden tog ingen LED-lamper alvorligt. Det maksimale, hvor de kunne bruges, er indretning og lokal belysning. Selv i lokal belysning var det vanskeligt at bruge på grund af den lille lysstrøm. Men teknologien ændrer sig meget hurtigt, og nu erstatter LED-lamper alle andre typer af alle typer belysning. Kraftige LED-lamper har fremtiden og i øvrigt meget nær fremtid. I løbet af få år vil absolut al belysningen udelukkende blive LED, og ​​andre typer lamper vil kun blive brugt i meget sjældne individuelle tilfælde. Den eneste begrænsende faktor er spørgsmålet om omkostningerne til LED-lamper med høj effekt. Men prisen på LED-lamper af høj kvalitet falder konstant, og på grund af deres alvorlige fordele blev det tilrådeligt selv til en dyrere pris at investere i LED-belysning og få en økonomisk effekt i driftstid, vedligeholdelsesomkostninger for lamper og en betydelig reduktion i elforbruget.

[#2]

Alle Ryazan overføres til denne belysning. I hvilket omfang det er farligt for chauffører. Med dårlig synlighed forsvinder fodgængeren i skyggen af ​​den anden lampe. Det er retningslyset for dioderne, der er dens ulempe. Mens der stadig er gader med DNaT'er, hvor behageligt er det at køre på dem. Undskyld for dem alle mindre.

[#3]

Jeg vil gerne delvist være uenig med forfatteren af ​​den første kommentar og angive nogle kommentarer til artiklen.
1. De mest almindelige kraftfulde LED'er til gennemsnitlige omkostninger har en lyseffektivitet på højst 99 lm / watt. Højere lyseffekt har kun meget dyre LED'er.
2. Dnat-lampernes lyseffektivitet er ca. 150-200 lm / watt. Derfor er Dnat-lamper de mest effektive lyskilder. Omkostningerne ved Dnat-lamper er dog høje, LED'er er dog ikke billige ... Men alligevel har LED'er en god farvegengivelse af Ra ikke mindre end 70, for Dnat Ra kun 25 eller mindre ...
3. Lysdioder har virkelig en lang levetid. Ved langvarig drift falder lysudgivelsen fra lysdioder imidlertid, og i virkeligheden vil ingen betjene dem i så lang tid.
4. Kraften i LED-lamper såvel som inventar er alvorligt begrænset. For eksempel er kraften i LED-lamper til hjemmet tilsyneladende begrænset til niveauet 8-10 watt.
5. Sandsynligvis har en af ​​de mest optimale lyskilder hidtil lineære lysstofrør. Der er for eksempel lamper med en trelags fosfor, som har en farvegengivelse på niveauet Ra = 80.