İngilizce'den çevrilmiş, kısaltma LED'i tam anlamıyla"ışık yayan diyot" anlamına gelir. Elektrik akımını ışık radyasyonuna çevirebilen yarı iletken bir cihazdır. Bu, tasarımı aydınlatma için alıştığımız ürünlerden (akkor lambalar, deşarj lambaları, flüoresan lambalar vb.) Oldukça farklı olan basit bir cihazdır.
LED'in nasıl çalıştığını bilmek ilginç olacakher birine. Bu cihaz, doğası gereği güvenilmez kırılgan yapısal elemanlara ve bir cam ampule (diğer lambaların aksine) sahip değildir. Diyotların maliyeti o kadar düşüktür ki, güç kaynağı görevi gören pillerden çok da farklı değildir. Bu tür ürünlerin popülaritesi, tasarımları da dahil olmak üzere bir dizi faktöre bağlıdır.
Oluşum tarihi
LED'lerin neden çalıştığını düşünürsek,oluşumlarının tarihi incelenmelidir. İlk kez 1962'de bilim adamı N. Holonyak tarafından böyle bir cihaz yaratıldı. Tek renkli kırmızı bir diyottu. Bir takım dezavantajları vardı, ancak teknolojinin kendisi umut verici olarak görülüyordu.
Kırmızı diyotun yaratılmasından 10 yıl sonrayeşil ve sarı çeşitleri ortaya çıktı. Birçok elektronik cihazda gösterge olarak kullanılmıştır. Diyotların ışık akısının yoğunluğu, bilimsel gelişmeler nedeniyle sürekli artmaktadır. 90'lı yıllarda 1 lümen akı verimine sahip bir aydınlatıcı geliştirildi.
1993 yılında S.Nakamura, yüksek parlaklık ile karakterize edilen ilk mavi diyotu yarattı. O andan itibaren, spektrumun herhangi bir rengini (beyaz dahil) oluşturmak mümkün hale geldi. Teknoloji durmaksızın gelişti.
Mavi ve ultraviyole tipini bağlarkendiyotlar, beyaz bir fosfor aydınlatıcı elde edilir. Akkor lambaları yavaş yavaş değiştirmeye başladılar. 2005 yılına kadar, 100 lm'ye ve hatta daha yüksek bir ışık akısına sahip diyotlar üretildi. Farklı tonlarda (sıcak, soğuk) beyaz aydınlatma armatürleri üretmeye başladılar.
LED cihazı
Spot LED'in nasıl çalıştığını anlamak için,yapısını ayrıntılı olarak düşünmek gerekir. Optoelektronik Endüstrisini Geliştirme Derneği ve Enerji Bakanlığı temsilcilerine göre bu aydınlatma cihazı, yakında sıradan evlerde, ofislerde, kurumlarda en popüler aydınlatma kaynağı olacak.
LED, bir yarı iletkene dayanmaktadırkristal. Elektrik akımını sadece tek yönde geçirir. Kristal, özel bir alt tabaka üzerinde bulunur. Akım iletmez. Kasa, kristali dış etkenlerden korur. Optik bir sistemin yanı sıra kontaklar şeklinde çıkışlara sahiptir.
Hizmet ömrünü uzatmak içincihaz, plastik mercek ve kristalin kendisi arasındaki boşluk şeffaf bir silikon bileşenle dolduruldu. Fazla ısıyı dağıtmak için bir alüminyum taban kullanılır. Bu, modern bir diyotun ortak bir cihazıdır. Çalışma sırasında nispeten az ısı yayar. Bu aynı zamanda cihazın bir avantajıdır.
Çalışma prensibi
Bir LED'in nasıl çalıştığını düşünürsek, bu gereklidirBu tür cihazların temel çalışma prensibini anlar. Sunulan tipteki cihaz bir elektron deliği bağlantısına sahiptir. Bunun nedeni aydınlatıcı bileşenlerinin farklı iletkenlik ilkesidir. Bir yarı iletkende elektron fazlası bulunur ve diğerinde fazla delik vardır.
Alaşımlama işlemi sayesinde delikli malzemenegatif yük taşıyıcılarıyla zenginleştirilmiştir. Zıt yüklerle yarı iletkenlerin zenginleştirildiği yerde bir akım uygulanırsa, ileriye doğru bir önyargı ortaya çıkacaktır. Elektrik bu iki malzemenin geçişinden geçecek.
Bu durumda diyot durumunda füzyon meydana gelirfarklı elektrik durumuna sahip şarj taşıyıcıları. Delikler ve elektronlar çarpıştığında, belirli bir miktar enerji açığa çıkar. Bu bir kuantum ışık akısıdır. Buna foton denir.
LED rengi
Diyotlar oluştururken çeşitliyarı iletken malzemeler. Bu, sunulan cihazın çalışırken yaydığı rengi belirler. Farklı malzemeler, farklı uzunluktaki dalgaları uzaya gönderebilir. Bu, insan gözünün görünür spektrumda belirli bir rengi görmesini sağlar.
LED'in nasıl çalıştığı sorusunu incelemek gerekiryarı iletken malzemeleri düşünün. Daha önce galyum fosfit, üçlü bileşikler GaAsP, AlGaAs bu tür amaçlar için kullanıldı. Bu durumda cihaz uzaya kırmızı, sarı-yeşil bir ışık akısı gönderebilir.
Sunulan teknoloji şu anda yalnızca kullanılmaktadırgösterge cihazları için. Bugün, indiyum-galyum alüminyum (AllnGaP) ve indiyum-galyum nitrür (InGaN) bu tür ürünler için kullanılmaktadır. Oldukça yüksek seviyede geçiş akımına, yüksek neme ve ısıya dayanabilirler. Farklı tipte LED'lerin bir kombinasyonu mümkündür.
Renk karışımı
Modern diyot şeritleri farklıışık akısının tonları. Bir fikstür monoton bir renk üretebilir. Çok çipli bir cihaz oluştururken, çok sayıda farklı renk tonu elde etmek mümkündür. Bir TV monitörü veya bilgisayar monitörü gibi, bir diyot da RGB modelini kullanarak herhangi bir rengi oluşturabilir (kırmızı, yeşil, mavi anlamına gelir).
Bu, RGB LED'lerin nasıl çalıştığını anlamak için basit bir ilkedir. Bu teknoloji kullanılarak beyaz aydınlatma da oluşturulabilir. Bunu yapmak için, her üç renk de eşit oranlarda karıştırılır.
Ancak sunulan teknolojiye ek olarak şunları da yapabilirsiniz:kısa dalga boylu bir radyasyon diyotunu (morötesi, mavi) sarı fosfor tipi bir kaplama ile bağlarken beyaz bir parlaklık elde edin. Sarı ve mavi fotonlar birleştirildiğinde, sonuç beyaz bir parıltıdır.
üretim
Kaç voltun çalıştığını anlamak içinLED'ler, bu cihazların imalatını düşünmeniz gerekiyor. Öncelikle RGB matrisli cihazların fosforlardan daha pahalı olduğu unutulmamalıdır. Dahası, ikincisi yüksek kaliteli aydınlatma elde etmeyi mümkün kılar.
Fosforların dezavantajı daha azdırışık verimliliği ve çeşitli renk (sıcaklık) akısı. Bu cihaz bir LED'den daha hızlı eskir. Bu nedenle, her iki çalışma prensibinin aydınlatma cihazları satışta. Göstergeler oluşturmak için, 2-4 V DC voltaj tüketimiyle (50 mA akımda) diyotlar üretilir.
Tam teşekküllü aydınlatma oluşturmak için ihtiyacınız olanaynı voltaj tüketimine sahip, ancak daha yüksek akım seviyesine sahip cihazlar - 1 A'ya kadar. Diyotlar bir modülde seri olarak bağlanırsa, toplam voltaj 12 veya 24 V'a ulaşacaktır.
Parlaklığın artırılması
Soruyu göz önünde bulundurarak, hangi voltajdanLED'ler çalışır, sunulan cihazların parlaklığının artırılması konusunda söylenmelidir. Bu tür cihazların gücü 60 mW'a ulaşır. Bu tür diyotlar orta büyüklükte bir kasaya monte edilirse, 15-20 adet hafif eleman takılması gerekecektir.
Gelişmiş ışık yoğunluğuna sahip diyotlar içeri taşıyabilir240 watt'a kadar kendi gücünüz. Normal aydınlatma sağlamak için, bu tür elemanların 4-8 adete ihtiyacı olacaktır. Satışta, mekanları, dış mekan reklamlarını, vitrinleri vb. Tamamen aydınlatabilen cihazlar vardır. Bazı bantlar, orta veya düşük yoğunlukta arka aydınlatma sağlamak için oluşturulur.
Sunulan ekipmanı bağlamak içinuygun kapasitede kontrol üniteleri kullanın. Renkli şeritler için, sadece aydınlatma yoğunluğunu kontrol etmekle kalmayıp, aynı zamanda cihazın gölgelerini ve çalışma modlarını da ayarlayan kontrolörler kullanmak mümkündür.
kızdırma kontrolü
Çok sayıda seçenek varsunulan ekipman. Sabit bir ağla çalışan pillerle (örneğin el fenerlerinde) çalışan LED'ler vardır. Hem iç hem de dış işler için kullanılırlar. Kullanım koşullarına bağlı olarak uygun diyot koruma sınıfı seçilir.
Işımanın parlaklığını ayarlamak için besleme voltajı düşürülmez. Işımanın yoğunluğunu azaltmak için darbe genişlik modülasyonu (PWM) kullanılır. Bu durumda, bir kontrol ünitesi satın alınır.
Sunulan yöntem diyotun beslenmesinden oluşurdarbe modülasyonlu akım. Bu durumda sinyal frekansı binlerce hertz'e ulaşır. Darbelerin genişliği ve duraklama aralıkları değiştirilebilir. Bu durumda cihazın parlaklığını kontrol edebilirsiniz. Bu durumda diyot dışarı çıkmayacak.
dayanıklılık
Diyotlar dayanıklı cihazlar olarak kabul edilir.Bu onların tasarımından kaynaklanmaktadır. Ancak lambanın üzerindeki ledler çalışmıyorsa kullanım süreleri dolmuş olabilir. Bu, ışımanın doygunluğu ve renk değişimi ile belirlenebilir.
Ayrıca, uzmanlar hizmet ömrünündüşük güçlü cihazlar çok daha uzundur. Ancak en parlak bantlarda veya lambalarda bile diyotların 20-50 bin saat çalışması garanti edilir. Kırılgan yapısal elemanlara sahip olmadıkları için mekanik etkilerin bu tür aydınlatıcılara zarar vermemesi daha olasıdır.
LED'in nasıl çalıştığını inceledikten sonra, bu cihazın prensibini ve operasyonel özelliklerini anlayabilirsiniz. Bu ekipman, yeni nesil aydınlatıcılar olarak kabul edilir.
