صفائف LED قوية في الإضاءة: ميزات الجهاز والتطبيق

منذ تطوير أول LED قابلة للتطبيق عمليا من قبل الأستاذ في جامعة إلينوي نيك هولونياك في عام 1962 ، مرت أكثر من نصف قرن ، ومع ذلك ، فإن الاختراع الثوري حتى يومنا هذا مر بتغيرات تدريجية ، وأصبح أكثر كمالا وأكثر تكنولوجية وفائدة.

أصبح التوهج الكهربي لعملية انتقال أشباه الموصلات ، مع إعادة تركيب الإلكترونات والثقوب ، أساسًا لمصادر الضوء فائقة الاقتصاد. LED ، التي تسمى غالبًا LED (اختصار للديود الذي ينبعث منه الضوء باللغة الإنجليزية) ، تكتسب المصابيح تدريجياً موقعًا مستقرًا في سوق تقنيات الإضاءة الحديثة الموفرة للطاقة ، سواء للاحتياجات المنزلية أو للمؤسسات وحتى لأنظمة إضاءة الشوارع.

المصابيح الصمام يتفوق على السلامة أنابيب الفلورسنت المدمجة، التي تحتوي على الزئبق ، والمصابيح المتوهجة وأصبحت الآن من بقايا الماضي البعيد.

السبب الرئيسي لاستبدال المصابيح المتوهجة بمصابيح الإضاءة LED هو أن المصباح المتوهج ينبعث من طيف واسع للغاية ، حيث لا يعمل جزء كبير منه للإضاءة. يذهب 5 في المائة فقط من إجمالي الطاقة التي يستهلكها مصباح ساطع إلى الإضاءة ، بينما يذهب الباقي إلى التدفئة.

وهذا هو السبب في أن مؤخرًا LEDs وصفائف LED القوية جدًا (التجميعات المتجانسة) قد تم تمثيلها على نطاق واسع في السوق مؤخرًا لتحل محل التركيبات الصناعية. ينبعث مؤشر LED في نطاق ضيق إلى حد ما من الطيف ، على سبيل المثال ، يبلغ طول مؤشر LED البرتقالي الطول الموجي من 590 نانومتر إلى 610 نانومتر.

تشمل مزايا مصادر إضاءة LED ما يلي:

• ناتج الضوء العالي مقارنة بمصابيح الصوديوم (يتم الوصول إلى قيمة 160 شمعة لكل واط) ،

• مقاومة القوة والاهتزاز ، عمر الخدمة الطويل (حتى 100000 ساعة) ،

• مجموعة واسعة لاختيار درجة حرارة الضوء (من 2700 K الدافئة إلى 6500 K الباردة) ،

• الطهارة الطهارة المقدمة من الجهاز نفسه.

نظرًا لانخفاض الجمود ، يتم تشغيل الضوء فورًا وسطوع كامل ، بغض النظر عن درجة الحرارة المحيطة ، ولا يؤثر تشغيل / إيقاف التشغيل بشكل كبير على عمر المصابيح. يمكن أن تكون زاوية الإشعاع من 15 إلى 180 درجة.

يعتبر استخدام هذه المنتجات آمنًا تمامًا للبشر نظرًا لانخفاض جهد الإمداد وانخفاض درجة حرارة التشغيل ، وبالطبع الود البيئي الذي يوفره غياب الزئبق والفوسفور ، وكذلك الجزء فوق البنفسجي من الإشعاع في الطيف. ومع ذلك ، يجب أن نتذكر أن درجات الحرارة المرتفعة ضارة بأي أشباه الموصلات ، لذلك يجب ألا تسمح بالتدفئة فوق 60-70 درجة مئوية.

صفائف LED القوية عبارة عن تجميعات للعديد من البلورات في كتلة واحدة. ترتبط البلورات المشعة المغلفة بالفوسفور في سلسلة متوازية لتحسين الاستهلاك الحالي.

السطح المسطح للكتلة عبارة عن طلاء بلاستيكي شفاف ، والذي يسمح لك بتثبيت بصريات إضافية لإنشاء النمط الضروري لتشتت الضوء. يتم توفير المصفوفات مع الركيزة سميكة من النحاس أو الألومنيوم إلى حد ما مع فتحات التركيب لتركيب وحدة على بالوعة الحرارة.

سطح أملس من الركيزة يضمن اتصال موثوق للوحدة مع بالوعة الحرارة. يجب أن يتم التثبيت بعناية حتى لا تشوه أو تتلف الهيكل يجب تطبيق لصق موصل حراري على كامل سطح الركيزة.

يجب ألا يقل حجم المقطع العرضي لأسلاك التوصيل عن 0.5 مم مربع ، ويجب أن تتراوح مساحة المشتت الحراري لكل واط حوالي 20-30 سم مربع عند درجة حرارة الأجسام المحيطة من 25 إلى 35 درجة مئوية. تتوفر مثل هذه المصفوفات في قوى تصنيف مختلفة ، تصل إلى 300 واط أو أكثر. في الأساس لا توجد قيود على حجم المصفوفات.

يبلغ متوسط ​​قيمة الجهد التشغيلي لبلورة واحدة حوالي 3.4 فولت ، والقوة الحالية حوالي 350 مللي أمبير. قد تختلف هذه القيم قليلاً ، لكن يجب ألا تتجاوز الجهد المسموح به لتجميع معين ، نظرًا لأن لمصابيح LED خاصية مميزة للجهد الحالي تزداد بشكل كبير ، وسوف تتلاشى بسرعة إذا تجاوز التيار القيمة الحرجة للبلورة.

إن استخدام المبرد ذي الهامش في المنطقة هو أفضل تأمين لعملية طويلة وموثوقة وخالية من المتاعب لمصفوفة LED. إذا قصرت التيار عبر البلورة على 320 مللي أمبير ، فسوف ينخفض ​​التدفق الضوئي بنسبة 3-5٪ ، ولكن في نفس الوقت ، ستزداد حياة الكريستال LED بدرجة كبيرة ، وستكون ظروف مزود الطاقة مثالية.

يمكن أن يكون مصدر الطاقة الخاص بمصابيح LED هو أي مصدر مع تثبيت لتيار الحمل ، وإذا لم يكن هناك استقرار حالي ، فيجب توفير هامش كبير لتجاوز الحد الأقصى المسموح به للتيار. يمكن أن يؤدي التغير في جهد التيار الكهربائي بمقدار 1 فولت إلى زيادة في القوة الحالية بعامل من 2 إلى 3 وستكون النتيجة تدهور البلورة (ستتلف البلورة - سوف يتقلص تدفق الضوء) أو سواد الفوسفور.

عند تصميم مجموعات من مجموعات LED في اتصالات متوازية السلسلة ، يفضل أن يكون اتصال سلسلة لتجنب التيارات التشغيلية العالية.

إذا تجاوزت درجة حرارة تشغيل البلورة خلال فترة طويلة من الزمن القيمة المثلى ، فسوف يفسد الفوسفور ويفقد وظيفته تحت تأثير درجة الحرارة. يمكن أن يسبب تغميق وتآكل الفسفور أشعة الشمس المباشرة ، إذا استمرت في التأثير على سطح الصمام.

من المرغوب فيه تضمين مرحل حراري في تصميم وحدة التزويد بالطاقة ، ووضع مستشعره على المبرد المصباح.

إذا كنت تخطط لاستخدام مصفوفة LED في فصل الشتاء في الشارع ، فعليك أن تضع في اعتبارك أن المكثفات كهربائيا في مزود الطاقة لها قيود على الاستخدام في درجات حرارة منخفضة ، وبالتالي ، فإن أفضل حل هو وضع مصدر الطاقة في الغرفة.

عند استخدام مصفوفات LED في الشارع في درجات حرارة منخفضة ، يجب أن نتذكر أن الكفاءة ستزداد بشكل كبير ، وسيزداد ناتج الضوء بنسبة 10-20 في المائة من القيمة الاسمية. وبعد 500-1000 ساعة من التشغيل ، سيكون ناتج الضوء في أي حال أكثر من 5 إلى 10 في المائة ، وتسمى هذه الميزة من البلورات "تأثير التدريب".

يتطلب اختيار الرادياتير لإضاءة الشوارع أيضًا عناية خاصة ، فلا ينبغي أن يحتوي على نتوءات لا لزوم لها ، وفترات استراحة وانحناءات ، بحيث يكون الحمل الحراري الحد الأقصى ، ولا يمكن أن يتراكم الحطام والأوساخ على سطحه.

من المستحسن ترتيب وحدة إمداد الطاقة للمصباح بحيث لا تؤثر جميع الرطوبة المتراكمة داخل المصباح على عناصر الدائرة على الأقل.

كل عام ، يتم تحسين تقنية إنتاج مصفوفات LED عالية الطاقة ، ويبحث المصنعون عن أفضل الخيارات للفوسفور. في الوقت الحالي ، يستخدم معظم الشركات المصنعة الفسفور الأصفر ، وهي عبارة عن نسخ معدلة من العقيق الإيتريوم-الألمونيوم المخدر بالسيريوم ثلاثي التكافؤ.

تقنيات إضاءة LED فعالة ، وتصميماتها بسيطة للغاية. يتم استخدامها على نطاق واسع في الأضواء الكاشفة والمصابيح وشرائط LED والإضاءة الزخرفية والكشافات البسيطة. قوتها الخفيفة تصل إلى 5000 لومن.

اليوم ، تستخدم وحدات LED لإضاءة المباني والشوارع والهياكل الإعلانية والأنفاق والجسور والنافورات ، وهي تستخدم لإلقاء الضوء على المكاتب والمباني الصناعية ، والديكورات الداخلية المنزلية وعناصر الأثاث ، وكذلك في مشاريع التصميم الحديثة المختلفة.

خلال العطلات ، تزين أنظمة الإضاءة LED القوية واجهات المباني والأشجار والكائنات الأخرى. تجعل موثوقية مصادر ضوء LED من الممكن استخدامها في الأماكن التي يصعب الوصول إليها للاستبدال المتكرر.

حاليًا ، في العديد من دول العالم ، حلت إضاءة LED محل الآخرين بسرعة. تخطط العديد من المدن للتبديل قريبًا إلى إضاءة الشوارع LED.

Comments

[#1 بول]

منذ وقت ليس ببعيد لم يأخذ أحد مصابيح LED بجدية. الحد الأقصى حيث يمكن استخدامها هو الديكور والإضاءة المحلية. حتى في الإضاءة المحلية ، كان من الصعب استخدامها بسبب التدفق الضوئي الصغير. لكن التكنولوجيا تتغير بسرعة كبيرة والآن تحل مصابيح LED محل جميع الأنواع الأخرى لجميع أنواع الإضاءة. تتمتع مصابيح LED القوية بالمستقبل ، علاوة على المستقبل القريب جدًا. في غضون بضع سنوات ، ستصبح جميع مصابيح LED بالكامل حصريًا ، ولن يتم استخدام أنواع أخرى من المصابيح إلا في حالات فردية نادرة جدًا. العامل المحدد الوحيد هو مسألة تكلفة مصابيح LED عالية الطاقة. لكن سعر مصابيح LED عالية الجودة يتراجع باستمرار ، وبالنظر إلى مزاياها الخطيرة ، أصبح من المستحسن حتى بتكلفة أعلى تكلفة للاستثمار في إضاءة LED والحصول على تأثير اقتصادي في وقت التشغيل وتكاليف صيانة المصابيح وتقليل كبير في استهلاك الكهرباء.

[#2]

يتم نقل جميع ريازان إلى هذه الإضاءة. إلى أي مدى هو أمر خطير للسائقين. مع ضعف الرؤية ، يختفي المشاة في ظل المصباح الثاني. إنه ضوء اتجاه الثنائيات الذي هو عيبها. بينما لا تزال هناك شوارع مع DNaTs ، كم هو ممتع الركوب عليها. آسف لهم جميعا أقل.

[#3]

أود أن أختلف جزئيًا مع مؤلف التعليق الأول وأشير إلى بعض التعليقات على المقال.
1. تتمتع مصابيح LED القوية الأكثر شيوعًا ، ذات التكلفة المتوسطة ، بكفاءة مضيئة لا تزيد عن 99 لومن / وات. ارتفاع ناتج الضوء لديه فقط المصابيح مكلفة للغاية.
2. تبلغ كفاءة مصابيح دنات حوالي 150 - 200 م / وات. لذلك ، تعد مصابيح Dnat هي أكثر مصادر الإضاءة كفاءة. تكلفة مصابيح Dnat مرتفعة ، ومع ذلك ، فإن مصابيح LED ليست رخيصة ... ولكن مع ذلك ، تتمتع المصابيح بتجسيد ملون جيد لـ Ra لا يقل عن 70 ، Dnat Ra فقط 25 أو أقل ...
3. المصابيح لديها حقا خدمة حياة طويلة. ومع ذلك ، مع التشغيل على المدى الطويل ، يتناقص ناتج إضاءة مصابيح LED ، في الواقع ، لن يستغلها أحد لفترة طويلة.
4. قوة مصابيح LED ، وكذلك التركيبات ، محدودة بشكل خطير. على سبيل المثال ، تبدو قوة مصابيح LED المنزلية محدودة على مستوى 8-10 واط.
5. ربما يكون أحد مصادر الإضاءة المثلى ، حتى الآن ، مصابيح الفلورسنت الخطية. هناك ، على سبيل المثال ، مصابيح مع فوسفور ثلاثي الطبقات ، له لون تجسيد عند مستوى Ra = 80.