Czego nie wiesz o diodach LED

LED Jest urządzeniem półprzewodnikowym, które przekształca energię prądu elektrycznego w światło, którego podstawą jest emitujący kryształ. Opracowywane są różne modyfikacje struktur diod LED w oparciu o kryształy półprzewodnikowe z emitującymi złączami p-n. Wraz ze wzrostem wydajności diod LED rośnie liczba możliwych zastosowań.

Budowa i zastosowanie diod LED

Diody LED są tworzone z warstw materiałów półprzewodnikowych. Dioda LED składa się z kryształu półprzewodnikowego na podłożu, obudowy z przewodami jezdnymi oraz układu optycznego. Mocne obudowy LED zawierają również radiator do odprowadzania nadmiaru ciepła.

Współczesna dioda LED jest dość złożonym urządzeniem półprzewodnikowym, do produkcji którego wykorzystuje się różne technologie z dziedziny fizyki, chemii i elektrotechniki. Podstawą każdej diody LED jest kryształowy chip LED.

Diody wykonane w technologii SMD i COB są montowane (sklejane) bezpośrednio na wspólną podstawę, która może pełnić rolę radiatora — w tym przypadku jest to metal. Oto jak Moduły LEDktóre mogą być liniowe, prostokątne lub okrągłe, 50–75 mm, sztywne lub elastyczne i zaprojektowane tak, aby zaspokoić każdą zachciankę projektanta.

Kiedyś w modułach LED było wiele diod LED. Teraz, wraz ze wzrostem mocy, diod LED jest coraz mniej, ale coraz większą rolę odgrywa układ optyczny, który kieruje strumień światła pod pożądany kąt bryłowy.

Sposoby uzyskania białego światła z diod LED:

1. Pierwsza metoda polega na mieszaniu kolorów przy użyciu technologii RGB. Czerwone, niebieskie i zielone diody LED są gęsto rozmieszczone na jednej matrycy, której promieniowanie jest mieszane za pomocą układu optycznego, na przykład soczewki. Rezultatem jest białe światło.

2. Druga metoda polega na tym, że na powierzchnię diody LED emitującej światło w zakresie ultrafioletu nanosi się trzy luminofory emitujące odpowiednio światło niebieskie, zielone i czerwone. Jest to podobne do tego, jak zapala się świetlówka.

3. Trzecia metoda — żółto-zielony lub zielony i czerwony luminofor jest nakładany na niebieską diodę LED, tak że dwie lub trzy emisje mieszają się, tworząc białe lub prawie białe światło.

Zastosowanie diod LED
Pierwsze diody LED pojawiły się w latach 70. XX wieku, ale rozpowszechniły się po kilku dekadach.

Nowoczesne diody LED wyróżniają się miniaturowymi wymiarami, trwałością, długą żywotnością, dobrymi właściwościami optycznymi oraz wysoką wydajnością kwantową promieniowania. W przeciwieństwie do wielu innych źródeł światła, diody LED mogą skutecznie przetwarzać energię elektryczną w energię świetlną. blisko jednego.

Zasięg technologii LED poszerza się z dnia na dzień.Wynika to głównie z ich energooszczędności i niskiego zużycia energii przy wysokiej wydajności świetlnej.

Diody LED stały się obecnie produkowanymi komercyjnie źródłami światła do szerokiej gamy zastosowań oświetleniowych. Stało się to możliwe dzięki dość szybkiemu wzrostowi wydajności energetycznej, niezawodności i trwałości diod LED.

Niskie zużycie energii elektrycznej, łatwość formowania wiązki za pomocą optyki wtórnej, łatwość sterowania, a przede wszystkim specyficzne postrzeganie promieniowania przez oko sprawiają, że diody LED są niezastąpione w tworzeniu źródeł światła.

Urządzenie LED dużej mocy

Mocna dioda LED ma trzy cechy:

1. Zawiera aluminiowy lub miedziany radiator o niskim oporze cieplnym, do którego przymocowany jest kryształ za pomocą metalowego lutu.

2. Kryształ LED jest uszczelniony silikonem, co gwarantuje brak naprężeń mechanicznych podczas pracy. Silikon pokryty jest plastikową powłoką, która działa jak soczewka.

3. Silikonowe podłoże, do którego przymocowana jest dioda LED, zapewnia ochronę konstrukcji przed wyładowaniami elektrostatycznymi.

Wiele układów scalonych na jednym podłożu można łączyć szeregowo w celu zwiększenia napięcia roboczego przy jednoczesnym zmniejszeniu prądów roboczych.

Konstrukcja diody LED określa kierunek, rozkład przestrzenny, intensywność emisji, elektryczne, termiczne, energetyczne i inne właściwości emisji z kryształu półprzewodnikowego. I oczywiście wzajemny wpływ wszystkich tych parametrów na siebie.

Dioda LED jest półprzewodnikiem, dlatego przewodzi prąd elektryczny tylko w jednym kierunku, co musi wziąć pod uwagę początkujący elektryk. W tym cała trudność, bo okazuje się, że dioda w ogóle nie lubi, gdy jest podłączona bezpośrednio do źródła zasilania. Problem polega na tym, że diody nie wyczuwają środka, zaczynając pobierać energię i dlatego natychmiast się przepalają. Aby „dostarczyć” niezbędną ilość energii do diody, stosuje się specjalne ograniczniki, lepiej znane jako rezystory.

Aby poprawnie określić przewody anody i katody, musisz oszacować długość ich nóg. Ogólnie przyjmuje się, że nóżka anody powinna być nieco dłuższa niż nóżka katody. Jeśli masz doświadczenie w lutowaniu diod LED, prawdopodobieństwo uszkodzenia jest zminimalizowane, ale dla początkujących elektryków mogą się przegrzać. Pierwsze diody można przylutować trzymając pęsetą jedną z nóżek — zapewni to sprawne odprowadzanie nadmiaru ciepła.

Wiele osób błędnie uważa, że ​​kolor diody zależy od koloru plastiku, w który jest „wszyta”. W rzeczywistości wszystko jest trochę bardziej skomplikowane, a kolor, jakim świeci dioda, będzie zależny od rodzaju materiału półprzewodnikowego użytego do jej produkcji. Dlatego diody LED o różnych barwach światła różnią się ceną. Najtańsze są diody czerwone, ponieważ są najczęściej używane do wskazywania, ale najdroższe są diody niebieskie i białe. Technologia oświetleniowa cały czas idzie do przodu, w związku z czym na rynku pojawia się coraz więcej nowych diod.

Jeśli chcesz szybko przetestować funkcjonalność diody, możesz ją podłączyć za pomocą rezystora 1K, ponieważ pomieści prawie wszystkie diody do 12V.

Wielokolorowe żarówki, które są używane do produkcji monitorów zewnętrznych i gąsienic, łączą materiały półprzewodnikowe, które po włączeniu emitują światło zielone i czerwone. Zmieniając liczbę i częstotliwość impulsów, a także jasność półprzewodników, można uzyskać szeroką gamę kolorów i odcieni.

Stanowczo nie zaleca się łączenia kilku diod LED równolegle za pomocą jednego rezystora, ponieważ ze względu na niektóre cechy może to prowadzić do skrócenia ich żywotności. Dziś diody LED są szeroko stosowane zarówno przez małe firmy, jak i gigantów w świecie techniki oświetleniowej. Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o elektryczności i osobliwościach pracy z diodami LED, dokładnie przestudiuj informacje przedstawione na naszej stronie internetowej.