LED-lyskilder

3 Årsager til, at LED'er bruges som lyskilde sammenlignet med HID-lamper

• LED'er har ikke et glødetråd til at brænde ud eller bryde, de holder meget længere end konventionelle pærer. Da en meget lille halvlederchip kører en LED, er de meget holdbare og har en tendens til at vare mange tusinde timer.
• Lysdioder er 'øjeblikkeligt tændte', ligesom halogenlamper, og derfor praktisk til brug i applikationer, der er udsat for hyppig eller potentiel on-off cykling. Omvendt er HID-lamper mere skrøbelige og skal varme op (15 - 25 sekunder) under tænding
• LED-teknologi ændrer sig hurtigt, og det er forudsigeligt, at LED'er i sidste ende vil overgå HID-belysningens ydeevne.

Hvordan bruges LED som en lyskilde?

Lysdioder (LED) er lyskilder, der bruger dioder, der udsender lys, når de er tilsluttet i et kredsløb. Effekten er en form for elektro luminescens, hvor lysdioder frigiver et stort antal fotoner udad, LED er anbragt i en plastikpære, der koncentrerer lyskilden. Den vigtigste del af en LED er halvlederchippen placeret i midten af lyskilden. Den består af p- og n-regioner med et forbindelsespunkt imellem. P-regionen er domineret af positive elektriske ladninger, og n-regionen er domineret af negative elektriske ladninger. Krydsfeltet er en slags mur mellem de to regioner og blokerer passagen af ​​ladebærere mellem de to regioner.

Når der tilføres tilstrækkelig spænding til halvlederchippen, kan elektroner bevæge sig let over krydset, hvor de straks tiltrækkes af de positive kræfter i p-regionen. Når en elektron bevæger sig tilstrækkeligt tæt på en positiv ladning i p-området, 'kombineres de to ladninger'.

Når en elektron kombineres med en positiv ion, konverteres den elektriske potentielle energi til elektromagnetisk energi, og dette sker i form af emission af en lysfoton.

Denne foton har en frekvens bestemt af egenskaberne ved halvledermaterialet (normalt en kombination af de kemiske grundstoffer gallium, arsen og fosfor).

LED'er, der udsender forskellige farver, er lavet af forskellige halvledermaterialer. Med enkle ord er LED'er små elektriske kredsløbskomponenter, der fungerer som en pære uden glødetråd.LED'er oplyses udelukkende ved bevægelse af elektroner i et halvledermateriale, hvilket gør dem energieffektive og ekstremt elastiske over lange perioder.

Hvad er den type LED, der bruges i lysapplikationer?

Den hvide LED er den mest spændende nye lysteknologi siden introduktionen af ​​lysstofrørene. LED'er med høj intensitet er nu populære på grund af deres høje lave strømkrav. Høje lyse hvide lysdioder bruges i stigende grad til belysning som et mål for at spare energi. Anvendelser af hvid LED inkluderer baggrundsbelysning i mobiltelefoner, LCD-bagbelysning, hjem- og køretøjsbelysning, skærmkort osv. LED'erne er ekstremt små i størrelse og bruger lidt energi og omdanner elektricitet effektivt til lys.

Hvorfor foretrækkes den hvide LED?

En høj watt LED producerer normalt omkring 75-100 lumen pr. Watt på bekostning af 350 milli ampere strøm. Energitab gennem varme er praktisk talt nul i lysdioder, og de har en meget lang levetid på tusinder af timer. LED'er er miljøvenlige enheder, da de ikke indeholder bly eller kviksølv. I modsætning til lysstofrør udsender LED'er ikke UV-stråler.

A1 watt hvid LED giver omkring 100 lm lysstrøm, som er tilstrækkelig til at lyse et begrænset område. Mængden af ​​lys, der udsendes af en lyskilde, måles i form af lumen. For eksempel udsender en 60 Watt-pære 730 lumen, og den af ​​en 50 W halogenlampe er 900 lumen Hver LED-chip har et areal på kun en kvadratmillimeter, hvilket giver en meget koncentreret samlet lysstyrke

Det fremadrettede spændingsfald på 1 watt hvid LED er 3,3 volt og bruger 350 milli ampere strøm. Således kræver almindelig hvid LED 3 volt og omkring 40 mA strøm for at give maksimal lysstyrke.

Hvide lysdioder med høj effekt kan køres med høj strøm på hundreder af milli ampere til en ampere for at producere højintensitetslys. Nogle mærker kan producere over tusind lumen. HPLED'erne skal monteres på en køleplade for at muliggøre varmeafledning, ellers beskadiger enheden let.

2 måder at konstruere hvid LED på

• Metoden involverer belægning af en LED-chip (for det meste blå lavet af Indium Gallium Nitrid, InGaN) med fosfor i forskellige farver for at producere det hvide lys. Den del af lysspektret, der svarer til det blå lys, overføres til den længere bølgelængde gennem en proces kendt som Stokes 'skift. Det hvide lys fra hvide lysdioder kommer fra det smalle båndblå, der naturligt udsendes af GaN-lysdioder, plus en bredspektret gul, der genereres af en fosforbelægning på matricen, som absorberer en del af den blå og omdanner den til gul. InGaN kan producere operationelle bølgelængder fra grønt til ultraviolet ved at variere de relative mængder indium og gallium under produktionen. Det almindeligt anvendte fosformateriale er Cerium-doteret Yttrium aluminium Granat eller Ce3 + YAG.
• Hvide lysdioder kan også fremstilles ved at belægge nær UV-udsendende lysdioder med en blanding af højeffektivt Europium-baseret rød og blå emitterende fosfor plus grøn emitterende kobber og aluminium doteret zinksulfid. Dette er en metode, der ligner funktionen af ​​lysstofrør. Denne metode er mindre effektiv end den blå LED med fosfor, da Stokes-skiftet er større, og mere energi derfor omdannes til varme. En anden ulempe er, at UV-lys kan lække fra en LED, der ikke fungerer, og forårsage skade på menneskers øjne eller hud.

3 Applikationer, der involverer LED som lyskilde

• LED-baseret nødlampe

Den kan tilsluttes stikkontakten, og den lyser i øjeblikket med strømafbrydelse. Det udsender koldt hvidt lys i rummet, hvilket også er tilstrækkeligt til læseformål. Det drives af et 4,5 volt trådløst telefonbatteri og bruger 1 watt hvid LED.

Arbejde i systemet

Kredsløbet bruger en lille 4,5 volt 300 mA stepdown-transformer, en bro-ensretter, der omfatter D1 til D4 og udjævningskondensator C1 som strømforsyning til at oplade det 4,5 volt genopladelige batteri. 4,5 volt transformeren er let tilgængelig og bruges generelt i LED nødlys . Det falder 230 volt vekselstrøm til lav volt vekselstrøm, som derefter udbedres af fuldbølgerensretteren. Kondensator C1 gør DC-krusningen gratis til opladning. Modstand R1 giver omkring 80 milli ampere strøm til opladning. Da kredsløbet altid er tilsluttet, er lav strøm ideel til opladning. Det genopladelige batteri, der bruges i kredsløbet, er et 4,5 volt trådløst telefonbatteri.
Når strømmen er tilgængelig, oplades batteriet via R1 og D5. På samme tid får PNP-transistoren positiv bias gennem R1, og den forbliver slukket. Når strømmen svigter, vil D5 omvendte forspændinger og bunden af ​​T1 blive negativ. Derefter ledes og tændes lysdioden. Når strømmen genoptages, slukkes LED automatisk.

1W-LED-nødlampe

Hvordan indstilles?

Kredsløbet kan samles på et lille stykke perf-kort. Omslut kredsløbet, transformeren og batteriet i en stikdåse-adapterboks. Fix LED uden for boksen, helst med en reflekterende baggrund. Du kan indsætte foliepapir til dette formål. Det fungerer også som en køleplade til LED'en. Da høj strøm strømmer gennem T1, når LED'en lyser, kræver T1 en køleplade. 1 watt hvid LED koster omkring Rs.50 og batteriet Rs.150.

• Automatisk lampe med 1 W LED

Her er en Automatisk lampe med høj effekt Hvid LED, der tændes om aftenen og forbliver tændt til morgen. Hvide lysdioder bruges i disse dage, da de har brug for en simpel jævnstrømsforsyning til at tænde og kontrollere dem i modsætning til glødelampe til gasudladning. Den anvendte LED har en rating på 1 W, og reguleret strømforsyning uden transformer bruges til at strømforsyne enheden.

Systemets arbejde

Kondensatorerne c1 og c2 falder AC-spændingen til en lavere værdi. Normalt anvendes kondensatorer med høj værdi. Broensrettersektionen frembringer et pulserende DC-output fra vekselstrømssignalet. Kondensatoren fjerner ac krusninger til stede i jævnstrømssignalet. Dette filtrerede signal påføres over zenerdioden, som tilvejebringer en reguleret DC-udgang over sin terminal. Kondensatoren c3 tillader generelt vekselstrømssignal at passere gennem den og blokerer jævnstrømssignalet. Det fungerer som et bypass-element. LDR og T1 danner en lysfølsom switch for at tænde / slukke for LED. LDR tilbyder høj modstand i mørke og lav modstand i lys. Så i løbet af dagtimerne leder LDR, og T1-basen trækkes til jordpotentialet, og det forbliver slukket for at slukke for den hvide LED. Om natten, når dagslyset ophører, øges modstanden af ​​LDR, og T1 får tilstrækkelig basisforstyrrelse og ledning. Lysdioden, der er tilsluttet samleren T1, lyser derefter. BD 139 er en NPN-transistor med mellemstor effekt, og dens benforbindelser er Base - Collector - Emitter fra forsiden. Kølelegeme er nødvendigt for T1, da LED'en passerer omkring 100 millimeter strøm. LED, der anvendes i kredsløbet, er den 1 watt hvide LED, der har et fremadrettet spændingsfald på 3,3 volt og kræver en strøm på 350 millioner for at få fuld lysstyrke.

• Bærbar nødlampe med mobil oplader

Her er bærbar nødlampe med mobil oplader. Den bruger en høj, lys hvid LED, der kan give tilstrækkeligt lys i rummet, når strømmen svigter. En hvid LED kan være en Indium Gallium Nitrid-LED, der udsender et blåt hvidt lys, som kan filtreres ved hjælp af et fosforfilter i linsen eller ved hjælp af en blanding af flerfarvede lysdioder. Det kan også bruges som en mobil oplader i plug-in-tilstanden også under rejsen.

Systemets arbejde

Strømforsyningen til kredsløbet er afledt af en 0-6 volt 300 mA step-down transformere, en fuldbølge ensretter omfattende D1 til D4 og udjævningskondensatoren C1. Nødlyskredsløbet består af diode D5, modstand R2 og transistoren T1.Når strømforsyningen er tilgængelig, forspændes diode D5 fremad og 6 volt batteriet gennem modstand R2. På samme tid vil PNP-transistoren T1 være ude af ledning, da dens base holdes højt gennem R1. Den hvide LED, der er tilsluttet samleren til T1, forbliver slukket. Når strømmen svigter, vender D5 omvendte forspændinger, og bunden af ​​T1 får en negativ forspænding, og den leder. Den hvide LED tændes derefter ved hjælp af strømmen fra batteriet. Mobilopladersektionen i kredsløbet består af en Zener-baseret reguleret strømforsyning. Ladestrøm kan tappes fra punkterne A og B ved hjælp af et passende stik.

Bærbar nødlys med mobil oplader

Nu håber jeg, du har fået en idé om begrebet LED-lyskilder, og hvis du har spørgsmål fra artiklen og fra de elektriske elektroniske projekter, skal du forlade kommentarfeltet nedenfor.