Thực đơn
trang chủExcel

Đèn LED được sử dụng. LED - nó là gì? Nguyên lý hoạt động của đèn LED. Phát triển hơn nữa công nghệ LED

Được dịch từ tiếng Anh, chữ viết tắt LED có nghĩa đen là “một diode phát ra ánh sáng”. Đây là một thiết bị bán dẫn có khả năng biến dòng điện thành một thiết bị đơn giản, có thiết kế khá khác biệt so với các sản phẩm chiếu sáng mà chúng ta quen thuộc (sợi đốt, phóng điện, đèn huỳnh quang vân vân.).

Sẽ rất thú vị cho mọi người khi biết đèn LED hoạt động như thế nào. Thiết bị này vốn không có các thành phần cấu trúc dễ vỡ không đáng tin cậy và bóng đèn thủy tinh (không giống như các loại đèn khác). Giá thành của điốt thấp đến mức chúng không khác nhiều so với pin đóng vai trò là nguồn năng lượng của chúng. Sự phổ biến của các sản phẩm như vậy được giải thích bởi một số yếu tố, bao gồm cả thiết kế của chúng.

Lịch sử xuất xứ

Khi xem xét lý do tại sao đèn LED hoạt động, bạn nên nghiên cứu lịch sử nguồn gốc của chúng. Lần đầu tiên một thiết bị như vậy được tạo ra vào năm 1962 bởi nhà khoa học N. Holonyak. Đó là một ánh sáng đơn sắc. Nó có một số nhược điểm, nhưng bản thân công nghệ này được coi là đầy hứa hẹn.

10 năm sau khi tạo ra diode đỏ, các giống màu xanh lá cây và màu vàng đã xuất hiện. Chúng được sử dụng làm chỉ báo trong nhiều thiết bị điện tử. Cường độ quang thông Nhờ sự phát triển của khoa học, sự sẵn có của điốt không ngừng tăng lên. Vào những năm 90, đèn có hiệu suất quang thông 1 lumen đã được tạo ra.

Năm 1993, S. Nakamura đã tạo ra diode xanh đầu tiên, có đặc điểm Độ sáng cao. Kể từ thời điểm này, người ta có thể tạo ra bất kỳ màu nào trong quang phổ (kể cả màu trắng). Công nghệ đã không ngừng phát triển.

Khi kết nối các điốt loại màu xanh và tia cực tím, sẽ thu được đèn chiếu sáng phốt pho màu trắng. Họ bắt đầu thay thế dần đèn sợi đốt. Đến năm 2005, điốt có quang thông lên tới 100 lm và thậm chí cao hơn đã được sản xuất. Họ bắt đầu sản xuất các thiết bị chiếu sáng màu trắng với các sắc thái khác nhau (ấm, lạnh).

thiết bị LED

Để hiểu cách thức hoạt động của đèn LED điểm, bạn cần xem xét kỹ hơn về thiết kế của nó. Thiết bị chiếu sáng này, theo đại diện Hiệp hội Phát triển Công nghiệp Quang điện tử và Bộ Năng lượng, sẽ sớm trở thành nguồn chiếu sáng phổ biến nhất trong các gia đình, văn phòng và cơ quan thông thường.

Đèn LED dựa trên một tinh thể bán dẫn. Nó chỉ truyền dòng điện theo một hướng. Tinh thể nằm trên một chất nền đặc biệt. Nó không dẫn dòng điện. Vỏ bảo vệ tinh thể khỏi những tác động bên ngoài. Nó có đầu ra ở dạng tiếp điểm, cũng như hệ thống quang học.

Để tăng tuổi thọ của thiết bị, khoảng trống giữa thấu kính nhựa và tinh thể được lấp đầy bằng một thành phần silicon trong suốt. Đế nhôm được sử dụng để loại bỏ nhiệt dư thừa. Cái này thiết bị bình thườngđiốt hiện đại. Trong quá trình hoạt động, nó phát ra tương đối ít. Đây cũng là một ưu điểm của thiết bị.

Nguyên lý hoạt động

Khi xem xét cách thức hoạt động của đèn LED, cần phải hiểu nguyên lý hoạt động cơ bản thiết bị tương tự. Thiết bị thuộc loại được trình bày có một điểm nối lỗ điện tử. Nó được kết nối với nguyên tắc khác nhauđộ dẫn điện của các thành phần đèn chiếu sáng. Một chất bán dẫn có quá nhiều electron và chất bán dẫn kia có quá nhiều lỗ trống.

Thông qua quá trình pha tạp, vật liệu Holey được làm giàu với các chất mang điện tích âm. Nếu một dòng điện được đặt vào nơi chất bán dẫn được làm giàu với các điện tích trái dấu thì sẽ dẫn đến độ lệch thuận. Dòng điện sẽ chạy qua điểm nối của hai vật liệu này.

Trong trường hợp này, các hạt mang điện có cầu chì trạng thái điện khác nhau trong thân diode. Khi lỗ trống và electron va chạm nhau, một lượng năng lượng nhất định sẽ được giải phóng. Đây là một lượng tử của thông lượng ánh sáng. Nó được gọi là photon.

màu LED

Các vật liệu bán dẫn khác nhau được sử dụng để tạo ra điốt. Điều này xác định màu sắc mà thiết bị được trình bày phát ra khi hoạt động. Vật liệu khác nhau có khả năng gửi các sóng có độ dài khác nhau vào không gian. Điều này cho phép mắt người nhìn thấy một màu cụ thể quang phổ nhìn thấy được.

Khi nghiên cứu cách hoạt động của đèn LED, bạn nên quan tâm đến vật liệu bán dẫn. Trước đây, gallium photphua và các hợp chất bậc ba GaAsP và AlGaAs được sử dụng cho các mục đích tương tự. Trong trường hợp này, thiết bị có thể gửi màu đỏ, vàng-xanh

Công nghệ được trình bày hiện chỉ được sử dụng cho các thiết bị chỉ báo. Ngày nay, nhôm indium gallium (AllnGaP) và indium gallium nitride (InGaN) được sử dụng cho các sản phẩm như vậy. Chúng có thể chịu được dòng điện đi qua khá cao, độ ẩm và nhiệt độ cao. Có thể kết hợp nhiều loại đèn LED khác nhau.

Pha trộn màu sắc

Các dải đi-ốt hiện đại có thể tạo ra các quang thông có sắc thái khác nhau. Một thiết bị có thể tạo ra một màu đơn điệu. Khi tạo một thiết bị nhiều chip, có thể thu được số lượng lớn nhiều sắc thái khác nhau. Giống như TV hoặc màn hình máy tính, diode có thể tạo ra bất kỳ màu nào bằng cách sử dụng mô hình RGB (viết tắt của màu đỏ, xanh lá cây, xanh lam).

Đây là nguyên tắc đơn giản để hiểu cách hoạt động của đèn LED RGB. Sử dụng công nghệ này, bạn có thể tạo và ánh sáng trắng. Để làm điều này, cả ba màu được trộn theo tỷ lệ bằng nhau.

Tuy nhiên, ngoài công nghệ được trình bày, có thể thu được ánh sáng trắng bằng cách kết nối một điốt bức xạ sóng ngắn (tia cực tím, màu xanh) cùng với lớp phủ loại phốt pho màu vàng. Với sự kết hợp giữa màu vàng và có màu xanh kết quả là một ánh sáng trắng.

Sản xuất

Để hiểu đèn LED hoạt động ở mức bao nhiêu volt, cần phải xem xét việc sản xuất các thiết bị này. Trước hết, cần lưu ý rằng các thiết bị có ma trận RGB đắt hơn các dạng phốt pho. Hơn nữa, cái sau giúp có thể đạt được ánh sáng chất lượng cao.

Nhược điểm của phốt pho là lượng ánh sáng phát ra thấp hơn cũng như màu sắc (nhiệt độ) khác nhau của quang thông. Thiết bị này có tuổi thọ nhanh hơn đèn LED. Vì vậy, các thiết bị chiếu sáng theo cả hai nguyên lý hoạt động đều được bày bán. Để tạo ra các chỉ báo, điốt được sản xuất với mức tiêu thụ điện áp DC 2-4 V (ở dòng điện 50 mA).

Để tạo ra ánh sáng đầy đủ, các thiết bị có cùng mức tiêu thụ điện áp nhưng cao hơn cấp độ cao dòng điện - lên tới 1 A. Nếu điốt được mắc nối tiếp trong một mô-đun, tổng điện áp sẽ đạt 12 hoặc 24 V.

Tăng cường độ sáng

Xem xét câu hỏi đèn LED hoạt động từ điện áp nào, cần nói về việc tăng độ sáng của các thiết bị được trình bày. Công suất của các thiết bị như vậy đạt tới 60 mW. Nếu những điốt như vậy được lắp đặt trong một vỏ cỡ trung bình thì cần lắp đặt 15-20 phần tử ánh sáng.

Điốt có độ sáng được tăng cường có thể mang công suất lên tới 240 W. Để đảm bảo chiếu sáng bình thường, sẽ cần 4-8 mảnh yếu tố như vậy. Có những thiết bị được bán có khả năng chiếu sáng toàn bộ các phòng, quảng cáo ngoài trời, cửa sổ cửa hàng, v.v. Một số dải được tạo ra để cung cấp ánh sáng ở cường độ trung bình hoặc thấp.

Để kết nối các thiết bị được trình bày, các bộ điều khiển có công suất phù hợp được sử dụng. Đối với băng màu, có thể sử dụng bộ điều khiển không chỉ kiểm soát cường độ ánh sáng mà còn cài đặt sắc thái và chế độ hoạt động của thiết bị.

Kiểm soát ánh sáng

Có một số lượng lớn các tùy chọn cho các thiết bị được trình bày. Có đèn LED chạy bằng pin (ví dụ như trong đèn pin), được cấp nguồn bằng mạng cố định. Chúng được sử dụng cho cả nội bộ và công việc bên ngoài. Tùy thuộc vào điều kiện ứng dụng, lớp bảo vệ diode thích hợp được chọn.

Để điều chỉnh độ sáng của ánh sáng, điện áp nguồn không giảm. Để giảm cường độ phát sáng, điều chế độ rộng xung (PWM) được sử dụng. Trong trường hợp này, một bộ điều khiển được mua.

Phương pháp được trình bày liên quan đến việc áp dụng dòng điện điều chế xung vào diode. Tần số tín hiệu đạt tới hàng nghìn hertz. Độ rộng của xung và khoảng thời gian tạm dừng có thể được thay đổi. Trong trường hợp này, bạn có thể kiểm soát độ sáng của thiết bị. Trong trường hợp này diode sẽ không tắt.

Độ bền

Điốt được coi là thiết bị có tuổi thọ cao. Điều này là do thiết kế của họ. Tuy nhiên, nếu đèn LED trên đèn không hoạt động thì tuổi thọ của chúng có thể đã hết. Điều này có thể được xác định bằng cường độ phát sáng và sự thay đổi màu sắc.

Các chuyên gia cũng lưu ý rằng tuổi thọ thiết bị năng lượng thấp lâu hơn nhiều. Nhưng ngay cả trong các dải hoặc đèn sáng nhất, điốt vẫn đảm bảo hoạt động trong 20-50 nghìn giờ. Vì chúng không có các thành phần cấu trúc dễ vỡ nên các tác động cơ học có nhiều khả năng không gây hại cho các đèn chiếu sáng như vậy.

Bằng cách nghiên cứu cách thức hoạt động của đèn LED, bạn có thể hiểu nguyên tắc thiết kế của thiết bị này cũng như các đặc tính hoạt động của nó. Thiết bị này được coi là đèn chiếu sáng của thế hệ tương lai.

Trong bài viết thông tin này, chúng tôi sẽ cố gắng mô tả đầy đủ nguyên lý hoạt động của tất cả các loại đèn LED hiện có trong tự nhiên. Hãy xem xét thiết bị chung LED và hãy tìm hiểu cách tạo ra các điốt phát sáng có màu sắc khác nhau.

Nguyên lý hoạt động

Chắc hẳn ai cũng biết nguyên lý hoạt động của đèn LED là nó “phát sáng” khi nối với nguồn điện. Tuy nhiên, làm thế nào để đạt được điều này? Hãy xem xét vấn đề này chi tiết hơn.

Để tạo ra luồng ánh sáng nhìn thấy được, thiết kế đèn LED cần có sự hiện diện của hai chất bán dẫn, một trong số đó phải chứa các electron tự do và “lỗ trống” còn lại.

Do đó, quá trình chuyển đổi “P-N” xảy ra giữa các chất bán dẫn, do đó các electron từ chất cho di chuyển sang chất bán dẫn khác (người nhận) và chiếm giữ các lỗ tự do khi giải phóng các photon. Phản ứng này chỉ diễn ra nếu có nguồn dòng điện một chiều.

Nguyên lý hoạt động đã được thảo luận, nhưng quá trình này diễn ra như thế nào? Để làm được điều này cần phải xem xét Tính năng thiết kế DẪN ĐẾN.

Đèn LED hoạt động như thế nào?

Bất kể kiểu đèn LED nào (COB, OLED, SMD, v.v.), chúng đều bao gồm các thành phần sau:

  1. Anode (cung cấp nửa sóng dương cho tinh thể);
  2. Cực âm (cung cấp dòng điện một chiều nửa sóng âm cho tinh thể bán dẫn);
  3. Bộ phản xạ (sự phản chiếu của luồng ánh sáng lên bộ khuếch tán);
  4. Chip bán dẫn hoặc tinh thể (phát xạ ánh sáng do tiếp giáp “P-N”);
  5. (tăng góc phát sáng của đèn LED).

Bây giờ chúng ta hãy xem xét các cách để có được các màu sắc khác nhau.

Nhận đèn LED có màu cụ thể

Trước đây, chúng ta đã xem xét nguyên lý hoạt động của đèn LED và phát hiện ra rằng quang thông được hình thành khi quá trình chuyển đổi “P-N” xảy ra trong chất bán dẫn với sự giải phóng các photon mà mắt người có thể nhìn thấy được. Tuy nhiên, làm thế nào bạn có thể có được ánh sáng LED khác nhau? Có một số lựa chọn cho việc này. Chúng ta hãy nhìn vào từng người trong số họ.

Lớp phủ phốt pho

Công nghệ này cho phép bạn có được hầu hết mọi màu sắc, nhưng thường được sử dụng để sản xuất đèn LED trắng. Một loại thuốc thử đặc biệt được sử dụng cho nó - chất lân quang, được sử dụng để phủ lên đèn LED màu đỏ hoặc xanh lam. Sau khi xử lý, diode phát sáng màu xanh bắt đầu phát sáng màu trắng.

Công nghệ RGB

Loại thiết bị này có khả năng phát ra bất kỳ sắc thái nào của quang phổ ánh sáng do sử dụng 3 đèn LED trong một tinh thể: đỏ, lục và lam. Tùy thuộc vào cường độ phát sáng của từng loại mà ánh sáng phát ra sẽ thay đổi.

Ứng dụng của các tạp chất khác nhau và chất bán dẫn khác nhau

Nhờ công nghệ này, bước sóng của luồng ánh sáng phát ra trong vùng chuyển tiếp “P-N” thay đổi. Và như bạn đã biết, tùy thuộc vào bước sóng mà màu sắc của nó thay đổi. Điều này có thể được thấy rõ hơn trong bức ảnh sau:

Bây giờ chúng ta hãy xem câu hỏi tiếp theo: cái gì Đặc điểm điện từ những thiết bị này có và những gì cần thiết cho chúng Hoạt động đáng tin cậy.

Đặc điểm điện từ

Đèn LED là thiết bị phát ra ánh sáng khi có ánh sáng ổn định đi qua chúng. điện áp DCđánh giá thấp (3-5V). Bằng cách tạo ra sự chênh lệch điện thế ở cực dương và cực âm, một dòng điện xuất hiện trong tinh thể, tạo ra quang thông.

Vì công việc đầy đủ LED, giá trị hiện tại phải ở mức 20-25 mA. Tuy nhiên, đối với đèn LED công suất cao, mức tiêu thụ dòng điện có thể đạt tới 1400 mA.

Khi điện áp nguồn tăng, dòng điện tăng theo cấp số nhân. Điều này có nghĩa là chỉ cần tăng nhẹ điện áp nguồn, dòng điện sẽ tăng lên gấp nhiều lần, điều này có thể dẫn đến tăng nhiệt độ và hỏng diode phát sáng (đọc). Vì lý do này mà nguồn điện áp không đổi phải được ổn định bằng các vi mạch đặc biệt.

Bây giờ chúng ta hãy nhìn vào phần chính Các loại đèn LED, ưu điểm và nhược điểm của chúng.

Thiết bị loại chỉ báo LED (DIP)

Các loại đèn LED là những “người tiên phong” trong lĩnh vực công nghệ LED. Chúng được dùng cho ngành công nghiệp như các chỉ số.

Chúng bao gồm thân 3 hoặc 5 mm, cực dương, cực âm, tinh thể, vàng (ở dạng tùy chọn ngân sáchđồng) dây dẫn nối cực dương với tinh thể và bộ khuếch tán.

Trong thực tế chúng rất hiếm khi được sử dụng vì có một số nhược điểm:

  • size lớn;
  • góc chiếu sáng nhỏ (lên tới 120 0);
  • chất lượng tinh thể thấp (khi hoạt động lâu dài, độ sáng của bức xạ giảm xuống 70%);
  • Quang thông yếu do nhỏ băng thông tinh thể (lên đến 20mA).

Đèn LED mạnh mẽ hoạt động như thế nào?

Các điốt phát sáng mạnh mẽ (ví dụ, của công ty) được thiết kế để tạo ra luồng ánh sáng cường độ cao bằng cách truyền một dòng điện lớn (lên đến 1400 mA) qua tinh thể.

Một lượng nhiệt lớn được tạo ra trên tinh thể, nhiệt này được loại bỏ khỏi tinh thể bán dẫn với sự trợ giúp của nhôm. Bộ tản nhiệt này cũng đóng vai trò như một tấm phản xạ để tăng lượng ánh sáng.

Để đèn LED công suất cao hoạt động đáng tin cậy, cần phải có một mạch đặc biệt được thiết kế cho dòng điện tử lớn đi qua, ngoài việc ổn định điện áp, còn phải hạn chế dòng điện tương ứng với hoạt động định mức của thiết bị.

Thiết bị LED dây tóc

Thiết kế

Đèn LED dây tóc là thiết bị bao gồm sapphire hoặc thủy tinh thông thường có đường kính không quá 1,5 mm và các tinh thể bán dẫn được chế tạo đặc biệt (28 miếng) được nối nối tiếp trên đế cách điện.

Những đèn LED này được đặt trong một bình đặc biệt được phủ một lớp phốt pho, nhờ đó có thể thu được bất kỳ màu nào. Ưu điểm chính của thiết bị LED được phát triển bằng công nghệ này là góc sáng đạt 360 0 .

Điốt phát sáng dạng dây tóc được một số nguồn phân loại là COB (xem phần bên dưới), vì các tinh thể được nuôi trên thủy tinh hoặc sapphire bằng công nghệ tương tự.

Nguyên lý thiết kế và hoạt động của đèn LED COB

Công nghệ SOV hay Chip-On-Board là một trong những công nghệ sự phát triển hiện đại trong lĩnh vực điện tử, bao gồm việc đặt một số lượng lớn tinh thể bán dẫn sử dụng chất kết dính điện môi trên đế nhôm. Cũng có thể sản xuất đèn LED loại này trên ma trận thủy tinh (COG), nhưng nguyên lý hoạt động của chúng là giống nhau.

Ma trận kết quả được phủ một lớp phốt pho. Kết quả là có thể đạt được độ sáng đồng đều của đèn LED COB ở bất kỳ sắc thái nào trên toàn bộ khu vực. Những thiết bị này được sử dụng rộng rãi trong việc phát triển TV, máy tính xách tay và máy tính bảng.

Nguyên lý hoạt động

Mặc dù đèn LED COB có tên cụ thể nhưng nguyên lý hoạt động của nó hoàn toàn giống với các điốt phát sáng chỉ báo thông thường được phát triển vào năm 1962. Khi dòng điện đi qua các tinh thể bán dẫn, sự chuyển tiếp “P-N” xảy ra và kết quả là xuất hiện quang thông.

Tính năng đặc biệt thuộc loại này thiết bị có sẵn số lượng lớn tinh thể, cho phép bạn thu được luồng ánh sáng mạnh hơn.

Thiết kế và nguyên lý hoạt động của diode phát quang hữu cơ OLED

Tiến bộ mới nhất trong sản xuất là công nghệ OLED. Nó cho phép sản xuất tivi công nghệ cao với màn hình mỏng, điện thoại thông minh, máy tính bảng thu nhỏ và nhiều thiết bị khác không thể thiếu trong xã hội hiện đại.

thiết bị OLED

Điốt phát quang OLED bao gồm:

  • cực dương làm từ hỗn hợp oxit indi và thiếc;
  • chất nền làm bằng giấy bạc, thủy tinh hoặc nhựa;
  • cực âm nhôm hoặc canxi;
  • lớp bức xạ dựa trên polymer;
  • lớp chất hữu cơ dẫn điện.

Công nghệ này hoạt động như thế nào?

Nguyên lý hoạt động của OLED tương tự như đèn LED COB, SMD và DIP và bao gồm việc hình thành điểm nối “P-N” trong chất bán dẫn. Tuy nhiên tính năng đặc biệt Công nghệ OLED là việc sử dụng các polyme đặc biệt tạo nên lớp phát sáng, nhờ đó đèn LED, quang thông nhìn thấy được và góc phát quang được tăng lên.

Thuận lợi

  • kích thước tối thiểu;
  • sự tiêu thụ ít điện năng;
  • ánh sáng đồng đều trên toàn bộ khu vực;
  • tuổi thọ dài;
  • tăng tuổi thọ sử dụng;
  • góc chùm rộng (lên tới 270 0);
  • giá thấp.

Chúng tôi đã xem xét các loại điốt phát sáng chính được sử dụng trong thế giới hiện đại Tuy nhiên, cùng với họ, các nhà khoa học Hàn Quốc đã tiến xa hơn và phát triển đèn LED làm từ sợi quang, theo lời hứa của họ, loại đèn này sẽ thay thế tất cả các loại thiết bị lỗi thời. Hãy xem chúng là gì.

Thiết kế và nguyên lý hoạt động của đèn LED sợi quang

Để sản xuất đèn LED trong hốc này, người ta sử dụng các sợi polyetylen terephthalate được xử lý bằng dung dịch polystyrene sulfonate PEDOT:PSS. Sau khi xử lý, dây tóc của đèn LED tương lai được sấy khô ở nhiệt độ 130 0 C.

Sau đó, phôi được xử lý bằng công nghệ OLED với polyme poly-(p-phenylenevinylene) đặc biệt và các sợi thu được được phủ một lớp mỏng huyền phù lithium-nhôm florua.

kết luận

Chúng tôi đã xem xét các loại đèn LED chính, trong đó, như bạn có thể thấy, có một số lượng rất lớn. Tuy nhiên, xét về nguyên lý hoạt động thì chúng đều giống nhau.

Cũng có thể nói nhờ sử dụng vật liệu hiện đại và có thể đạt được hiệu suất kỹ thuật cao cũng như hoạt động lâu dài và đáng tin cậy hơn của đèn LED.

Giới thiệu

Điốt phát sáng hoặc điốt phát sáng (SD, LED, LED từ tiếng Anh “ Điốt phát sáng "), là thiết bị bán dẫn có tiếp điểm điện tử-lỗ trống (tiếp giáp pn) hoặc tiếp điểm kim loại-dây dẫn tạo ra bức xạ quang học khi đi qua dòng điện qua nó theo hướng về phía trước. Tinh thể LED tạo ra bức xạ quang học trong phổ khá hẹp. Đặc tính quang phổ của nó phụ thuộc chủ yếu vào thành phần hóa học của chất bán dẫn được sử dụng trong sản xuất. Nói cách khác, tinh thể LED phát ra một màu cụ thể (nếu chúng ta đang nói về đèn LED trong phạm vi khả kiến), trái ngược với đèn phát ra quang phổ rộng hơn và trong đó một màu cụ thể được lọc ra bằng bộ lọc ánh sáng bên ngoài.

Câu chuyện

Sự phát quang điện lần đầu tiên được phát hiện và mô tả vào năm 1907 bởi nhà khoa học Henry Joseph Round, người đã phát hiện ra nó khi nghiên cứu sự truyền dòng điện trong cặp kim loại-silicon cacbua (SiC) và nhận thấy ánh sáng màu vàng, lục và cam ở cực âm.

Những thí nghiệm này sau đó, độc lập với Round, được lặp lại bởi O. V. Losev vào năm 1923, người đang thử nghiệm một tiếp điểm chỉnh lưu từ một cặp dây carborundum - thép, đã phát hiện ra ánh sáng yếu tại điểm tiếp xúc của hai vật liệu khác nhau - sự phát quang điện của một chất bán dẫn chuyển tiếp (lúc đó khái niệm “điểm nối bán dẫn” chưa tồn tại). Quan sát này đã được công bố, nhưng tầm quan trọng của quan sát này vẫn chưa được hiểu rõ vào thời điểm đó và do đó vẫn chưa được khám phá trong nhiều thập kỷ.

Có lẽ đèn LED đầu tiên phát ra ánh sáng trong dải quang phổ khả kiến ​​được sản xuất vào năm 1962 tại Đại học Illinois (Mỹ) bởi một nhóm do Nick Holonyak đứng đầu.

Điốt làm từ chất bán dẫn khe hở gián tiếp (ví dụ, silicon, germani hoặc cacbua silic) hầu như không phát ra ánh sáng. Tuy nhiên, cùng với sự phát triển của công nghệ silicon, công việc đang được tiến hành tích cực để tạo ra đèn LED dựa trên silicon. Đèn LED KL 101 màu vàng của Liên Xô dựa trên cacbua silic được sản xuất từ ​​​​những năm 70, nhưng có độ sáng rất thấp. Gần đây người ta đặt nhiều hy vọng vào công nghệ chấm lượng tử và tinh thể quang tử.

Sự khác biệt là gì?

Công nghệ đèn LED về cơ bản khác với công nghệ nguồn sáng truyền thống như đèn sợi đốt, đèn huỳnh quang và đèn phóng điện. áp suất cao. Đèn LED không chứa khí, không có dây tóc và không có bóng đèn thủy tinh dễ vỡ hoặc các bộ phận chuyển động có thể không đáng tin cậy.

Sự khác biệt chính nguồn LED so với đèn truyền thống là đèn LED sử dụng nguyên lý tạo ánh sáng hoàn toàn khác và sử dụng các vật liệu hoàn toàn khác. Một sự khác biệt ít rõ ràng hơn là ánh sáng LED làm mờ ranh giới giữa đèn và đèn chiếu sáng. Trong công nghệ chiếu sáng LED, “bóng đèn”, tức là đèn LED, không thể tách rời khỏi “bộ đèn”, cụ thể là vỏ, thiết bị điện tử và thấu kính.

Đặc điểm LED

Đặc tính dòng điện-điện áp của đèn LED theo hướng thuận là phi tuyến tính. Diode bắt đầu dẫn dòng điện bắt đầu từ một điện áp ngưỡng nhất định. Điện áp này giúp xác định vật liệu bán dẫn khá chính xác.

Đèn LED siêu sáng hiện đại có tính bán dẫn kém rõ rệt hơn so với điốt thông thường. Các xung tần số cao trong mạch cung cấp (còn gọi là “kim”) và sự dâng trào của điện áp ngược dẫn đến sự xuống cấp nhanh chóng của tinh thể. Tốc độ xuống cấp cũng phụ thuộc vào dòng điện cung cấp (phi tuyến tính) và nhiệt độ tinh thể (phi tuyến tính).

Giá

Giá thành của đèn LED công suất cao được sử dụng trong đèn định vị di động và đèn pha ô tô ngày nay khá cao - khoảng 8-10 USD trở lên mỗi chiếc. Theo quy định, đèn pin nhỏ và cụm đèn gia dụng sử dụng vài chục đèn LED không mạnh lắm.

Vào đầu năm 2011, giá đèn LED công suất cao (1 W trở lên) đã giảm và bắt đầu từ 0,9 USD. Giá của những loại công suất lớn (10W trở lên P7 và CREE M-CE $15-20 CREE XM-L 10W 1000Lm) là khoảng $10.


Thuận lợi

So với những người khác nguồn điệnánh sáng (bộ chuyển đổi điện thành bức xạ điện từ phạm vi nhìn thấy được), đèn LED có những điểm khác biệt sau:

    Hiệu suất phát sáng cao.Đèn LED hiện đại ngang bằng với đèn phóng điện khí natri và đèn halogen kim loại ở thông số này, đạt 150 Lumens mỗi Watt;

    Độ bền cơ học cao, khả năng chống rung (không có dây tóc và các thành phần nhạy cảm khác);

    Tuổi thọ dài- từ 30.000 đến 100.000 giờ (khi làm việc 8 giờ một ngày - 34 năm). Nhưng nó cũng không phải là vô hạn - khi hoạt động kéo dài và/hoặc làm mát kém, tinh thể bị “độc” và độ sáng giảm dần;

    Phạm vi của đèn LED hiện đại khác nhau- từ trắng ấm (2700 K) đến trắng mát (6500 K);

    Quán tính thấp- bật ngay ở độ sáng tối đa, trong khi đèn thủy ngân-phốt pho (huỳnh quang tiết kiệm) có thời gian bật từ 1 giây đến 1 phút và độ sáng tăng từ 30% lên 100% trong 3-10 phút, tùy theo điều kiện sử dụng. môi trường nhiệt độ môi trường xung quanh;

    Số chu kỳ bật tắt không có tác động đáng kể đến tuổi thọ của đèn LED (không giống như các nguồn sáng truyền thống - đèn sợi đốt, đèn phóng điện);

    Góc bức xạ khác nhau- từ 15 đến 180 độ;

    Đèn LED chỉ báo chi phí thấp, nhưng chi phí tương đối cao khi sử dụng trong chiếu sáng, chi phí này sẽ giảm khi sản xuất và bán hàng tăng lên (quy mô kinh tế);

    Sự an toàn- không cần điện áp cao;

    Không nhạy cảm với mức thấp và rất nhiệt độ thấp . Tuy nhiên nhiệt độ cao Chống chỉ định sử dụng đèn LED, cũng như bất kỳ chất bán dẫn nào;

    Thân thiện với môi trường- không có thủy ngân, phốt pho và bức xạ cực tím, không giống như đèn huỳnh quang.

Ứng dụng của đèn LED

    Trong chiếu sáng đường phố, công nghiệp, gia dụng (bao gồm cả dải đèn LED);

    Là chỉ báo - cả ở dạng đèn LED đơn (ví dụ: đèn báo nguồn trên bảng điều khiển) và ở dạng màn hình kỹ thuật số hoặc chữ và số (ví dụ: số trên đồng hồ);

    Một dãy đèn LED được sử dụng trong các màn hình lớn ngoài trời và trong các dây leo. Những mảng như vậy thường được gọi là cụm đèn LED hoặc đơn giản là cụm;

    Trong bộ ghép quang;

    Đèn LED mạnh mẽ được sử dụng làm nguồn sáng trong đèn lồng và đèn giao thông;

    Đèn LED được dùng làm nguồn bức xạ quang học điều chế (truyền tín hiệu qua cáp quang, điều khiển từ xa, Internet);

    Trong đèn nền của màn hình LCD ( Điện thoại cầm tay, màn hình, TV, v.v...);

    Trong trò chơi, đồ chơi, biểu tượng, thiết bị USB, v.v.;

    Trong biển báo đường LED;

    Dây đèn PVC dẻo Duralight.


 Nếu sau khi đọc bài viết này bạn vẫn còn thắc mắc về thiết bị LED, thì chúng tôi sẽ sẵn lòng giúp bạn chọn chiếc đèn phù hợp với bạn!

Nhiều người hỏi tại sao lại có một diode có cùng công suất (ví dụ 50W) Internet Trung Quốc lưu trữ 100 rúp và ở Nga là 500 rúp. Người bán và nhà sản xuất Trung Quốc sử dụng một cách khôn ngoan các đặc tính của đèn LED, không thể đo được nếu không có thiết bị đặc biệt. Ngoài ra, họ còn học cách sản xuất những sản phẩm rất rẻ và chất lượng thấp. 99% người mua không hiểu chúng và gặp chúng lần đầu tiên. Một sự khác biệt lớn giá cả đưa ra lý do chính đáng để lừa dối; bạn luôn có thể bán đồ cũ với giá có thương hiệu, điều mà họ làm một cách khéo léo.
  • 1. Kích thước chip
  • 2. Cường độ dòng điện trên tinh thể
  • 3. Các thông số ngoài đèn LED sáng từ 10W
  • 4. Thông số kỹ thuật 5050, 2835, 5730, 5630, 3528
  • 5. Đặc điểm của đèn LED dùng cho đèn pin
  • 6. Đặc điểm chính
  • 7. Miêu tả cụ thể

Kích thước chip

Bạn có thể đã thấy rằng đôi khi người bán ghi kích thước tinh thể trong thông số kỹ thuật, biểu thị nó bằng “mil”. Đây là cách phần nghìn inch được chỉ định; tính bằng milimét, nó là 0,0254 mm. Một tinh thể điển hình có kích thước 30*30mil và 45*45mil. Tính bằng milimét 0,762*0,762mm và 1,143*1,143mm. Nó không phải là rất dễ dàng để đo lường, nhưng bạn có thể so sánh nó bằng mắt nếu bạn có một tiêu chuẩn. Tôi sử dụng thước cặp điện tử, có độ chính xác đến 0,01mm. Để đo, bạn cần một dụng cụ có đầu nhọn; micromet thông thường sẽ không phù hợp vì tinh thể bị lõm vào trong thân.

Phù hợp với kích thước và sức mạnh:

  1. 1W - 45*45 triệu;
  2. 1W - 30*30 triệu;
  3. 0,75W - 24*40 triệu;
  4. 0,5W - 24 * 24 triệu.

Cường độ dòng điện trên tinh thể

TRÊN Ma trận LEDà công suất có thể được xác định bằng số lượng van điều khiển được lắp đặt. Chúng có thể nhìn thấy được dưới dạng các chấm dưới lớp lân quang màu vàng. Màu sắc và RGB không có lân quang nên hiện rõ.

Trên đèn LED công suất cao, 1 KR có công suất 1W và dòng điện định mức 300mA. Ở mức hiện tại này, hoạt động bình thường lâu dài được đảm bảo. Nếu nhìn thấy 50 KR thì chúng sẽ bằng 50W.

Thông số của đèn LED siêu sáng từ 10W

Hãy xem xét các tính năng của ma trận LED công suất cao ánh sáng trắng. Để giảm chi phí, người Trung Quốc quyết định lắp đặt các tinh thể nhỏ hơn và kém hơn ở mức 0,5W và 0,75W, với dòng điện định mức là 150mA và 220mA. Đối với chúng, 300mA sẽ là quá nhiều, chúng sẽ xuống cấp và quá nóng. Những cái tốt nên có chiều dài và chiều rộng từ 30*30mil đến 45*45mil.

Khi lựa chọn trong cửa hàng, hãy sử dụng thông tin này để tính toán thông số thực của ma trận mạnh từ 10W, 20W, 30W, 50W, 70W, 100W.

Vì độ nét trực quan chất lượng đèn LED mạnh mẽ, sử dụng các thông số hình học. Tốt nhất là các con chip dưới lớp phốt pho có hình vuông. Những hình chữ nhật thực tế là sự đảm bảo cho hiệu suất tăng cao.

Thông số kỹ thuật 5050, 2835, 5730, 5630, 3528

..

Các con số trong nhãn chỉ cho biết kích thước của vỏ SMD. Và điều này không liên quan gì đến sức mạnh của nó. Ví dụ: đối với SMD5050, kích thước sẽ là 5,0mm x 5,0mm.

Trong trường hợp lớn SMD5630, SMD 5730 Châu Âu và Mỹ thương hiệu samsung, LG, Philips sản xuất đá bào công suất 0,5W. Người Trung Quốc đã khéo léo tận dụng điều này và đưa bộ nguồn yếu 0,01W vào vỏ 5630 và 5730 tiêu chuẩn, bán chúng với giá 0,5W. Đó là lý do tại sao đèn ngô của Trung Quốc được trang bị đi-ốt yếu.

Đặc tính kỹ thuật của tiếng Trung

Đặc điểm của đèn LED dùng cho đèn pin

Ngoài việc sản xuất đèn LED chất lượng thấp, người Trung Quốc còn học cách sản xuất hàng giả đèn LED siêu sáng dùng cho đèn pin, đèn LED, đèn xe đạp. Họ sao chép ngoại hình 95-99% nhưng thông số vẫn giữ nguyên tiếng Trung Quốc, tệ hơn 30-40% so với bản gốc.

Điều này giải thích chi phí thấp của pin Đèn LED trên Cree Q5, Cree XML T6, Cree XHP50. Những cái rẻ nhất là giả 100%. Tôi đã tự mình kiểm tra và mua 10 chiếc đèn pin khác nhau trên Kriya Q5 và T6. Tất cả chúng đều là CRI giả do LatticeBright tạo ra.

Đặc điểm của đèn LED sáng dùng cho đèn pin được mô tả chi tiết tại các link sau:

Các đặc điểm chính

Có nhiều lựa chọn để giảm chi phí và thay thế vật liệu đắt tiền bằng vật liệu rẻ tiền. nhất tính năng chính, việc thay thế như vậy không ảnh hưởng vẻ bề ngoài, đó là lý do tại sao những câu hỏi như vậy nảy sinh.

Danh sách sự khác biệt ảnh hưởng đến giá cả:

  1. vật liệu cơ bản, đồng hoặc nhôm;
  2. số lượng dây dẫn đi tới tinh thể;
  3. vật liệu dẫn điện;
  4. khối lượng LED;
  5. tuổi thọ sử dụng theo tiêu chuẩn L70 hoặc L80;
  6. nhiệt độ hoạt động tối đa;
  7. số Lumens trên 1 watt;
  8. chất lượng phốt pho;
  9. chỉ số hoàn màu CRI;
  10. kích thước tinh thể;
  11. chất lượng tinh thể;
  12. lây lan đặc điểm kỹ thuật;
  13. hàn và lắp ráp chính xác.

Một số thông số chỉ có thể được xác định sau 5000 giờ. làm:

  • tốc độ xuống cấp của CD;
  • tuổi thọ sử dụng hiệu quả;
  • chất lượng của phốt pho màu vàng.

Tôi tin rằng thời gian sử dụng hiệu quả theo tiêu chuẩn L80 và L70 đóng vai trò chính trong việc hoàn vốn. Đối với đường phố đèn LED các tham số phụ không có vai trò đặc biệt.

Miêu tả cụ thể

1. Trên đèn LED giá rẻ, đế được làm bằng nhôm; độ dẫn nhiệt của nó kém hơn so với đồng. Điều này ảnh hưởng đáng kể đến khối lượng. Tốc độ loại bỏ nhiệt từ bộ tản nhiệt giảm và trong quá trình hoạt động, nhiệt độ của chúng trở nên cao hơn.

2. Tinh thể có kích thước rất nhỏ; để cung cấp năng lượng, nó được kết nối bằng dây dẫn mỏng với các tiếp điểm bên ngoài. Tốt nhất là có 4 cái, tệ nhất là 2 cái.

3. Trong các điốt có thương hiệu, dây dẫn được làm bằng các sợi vàng mỏng; chúng có thể chịu được dòng điện tăng vọt, đặc biệt là trong ô tô. Vàng được thay thế bằng đồng hoặc đồng mạ vàng. Chắc hẳn nhiều bạn đã từng nhìn thấy đèn chạy ban ngày hoặc bóng đèn LEDđang nhấp nháy. Khi được làm nóng, sự tiếp xúc với K bị mất và khi được làm lạnh, nó lại xuất hiện.

4. Đồng nặng hơn nhiều so với nhôm hoặc các hợp kim khác làm từ nó. Đó là lý do tại sao đèn LED tốt nên nặng nề. Đối với công suất thấp 1W, 3W, 5W, sự khác biệt sẽ nhỏ. Và bắt đầu từ 10W đến 100W, trọng lượng chênh lệch sẽ là 2-3 lần.

5. Tiêu chuẩn L70 và L80 xác định số giờ nó sẽ hoạt động trước khi quang thông giảm xuống còn 70% và 80% so với ban đầu. Người Trung Quốc viết giá trị tiêu chuẩn là 30.000 giờ cho mọi người. và 50.000 giờ.

6. Theo đặc điểm, đèn LED có công suất tối đa Nhiệt độ hoạt độngở 60°. Đã 70° là rất quan trọng đối với họ, nó là cần thiết hệ thống lớn làm mát. Những cái tốt sẽ hoạt động trong thời gian cần thiết là 50-70 nghìn giờ ở 110°.

7. Loại tệ nhất cho 50 lm/W, loại tốt lên tới 130 lm/W, loại tốt nhất lên tới 200 lm/W. Khi mua từ Trung Quốc, đừng mong đợi nhiều hơn 100 lm/W.

8. Tất cả các viên đá trắng không chứa chất lân quang đều có màu xanh lam. Để cho nó có màu trắng ấm hoặc trung tính trắng phốt pho màu vàng được áp dụng. Nó có nhiều loại khác nhau; những loại rẻ tiền sẽ nhanh chóng bị cháy hàng. Điều này dẫn đến sự chuyển màu sang màu xanh lam và thay đổi chỉ số hoàn màu. Chỉ số CRI dưới 80 không phù hợp với khu dân cư.

9. Khả năng hiển thị màu sắc chịu trách nhiệm về tính chính xác của việc tái tạo màu sắc của vật thể mà chúng ta nhìn thấy khi Đèn LED. Ở mức CRI thấp<80 цвета будут сильно искажены, поэтому светодиодные светильники и лампы с CRI <80 используют в уличном освещении, в подсобных и нежилых помещениях.

10. Cường độ dòng điện có thể được cung cấp cho nó phụ thuộc vào kích thước của đĩa CD. Ma trận LED COB vuông (cụm, mô-đun) bao gồm các tinh thể 1W và 3W thông thường. Đối với họ tiêu chuẩn là 30 triệu, 45 triệu. Đối với đèn LED COB công suất cao 10W, 20W, 30W, 50W, 100W, kích thước có thể là 24*24mil, 24*44mil, 44*44mil.

Đối với đèn LED công suất thấp, chúng có thể có kích thước khác nhau, thậm chí 2-3 đèn LED trong một vỏ, được mắc nối tiếp hoặc song song.

11. Điều tương tự cũng áp dụng cho đèn LED RGB công suất cao. Về kích thước, CD 1W và 3W có thể giống nhau. Những cái xấu được dán nhãn là 1W, tốt hơn nên dán nhãn 3W.

12. Một cách gián tiếp, chất lượng có thể được xác định bằng sự phổ biến của các thông số của RC đã qua sử dụng. Chúng được bật lên để phát sáng một chút. Một số sẽ tỏa sáng hơn nhiều so với những cái khác, có phạm vi rộng. Chúng càng tỏa sáng đều thì càng tốt.

13. Chất lượng lắp ráp và lắp đặt đĩa CD ảnh hưởng đến tuổi thọ sử dụng. Tất cả các yếu tố đều phải chịu sự gia nhiệt và làm mát mạnh, vật liệu giãn nở và co lại. Nếu khả năng tản nhiệt kém đi thì chất lân quang xung quanh nó bắt đầu chuyển sang màu đen.