Fonts de llum LED

Proveu El Nostre Instrument Per Eliminar Problemes





3 Raons per les quals s’utilitzen els LED com a font de llum en comparació amb els llums HID

  • Els LED no tenen filament per cremar-se ni trencar-se, per tant, duren molt més que les bombetes convencionals. Tenint en compte que un xip semiconductor molt petit funciona amb un LED, són molt duradors i solen durar molts milers d’hores.
  • Els LED són 'instantanis engegats', de manera similar a les làmpades halògenes, i, per tant, són útils per a aplicacions que estan subjectes a un recorregut freqüent o potencial d'encesa i apagada. Per contra, les làmpades HID són més fràgils i s’han d’escalfar (15-25 segons) durant l’encesa
  • La tecnologia LED està canviant ràpidament i és previsible que els LED acabin superant el rendiment de la il·luminació HID.

Com s’utilitza el LED com a font de llum?

Els díodes emissors de llum (LED) són fonts de llum que utilitzen díodes que emeten llum quan es connecten en un circuit. L’efecte és una forma d’electro luminescència en què els LED alliberen un gran nombre de fotons cap a l’exterior. El LED es troba en una bombeta de plàstic que concentra la font de llum. La part més important d’un LED és el xip semiconductor situat al centre de la font de llum. Consta de regions p i n amb una unió entre elles. La regió p està dominada per càrregues elèctriques positives i la regió n està dominada per càrregues elèctriques negatives. La unió és una mena de paret entre les dues regions, que bloqueja el pas dels portadors de càrrega entre les dues regions.

Quan s’aplica una tensió suficient al xip semiconductor, els electrons poden desplaçar-se fàcilment a través de la unió on són immediatament atrets per les forces positives de la regió p. Quan un electró es mou prou a prop d’una càrrega positiva a la regió p, les dues càrregues es “tornen a combinar”.




Quan un electró es combina amb un ió positiu, l'energia potencial elèctrica es converteix en energia electromagnètica i això es produeix en forma d'emissió d'un fotó de llum.

Aquest fotó té una freqüència determinada per les característiques del material semiconductor (normalment una combinació dels elements químics gal, arsènic i fòsfor).



Els LED que emeten diferents colors estan fets de diferents materials semiconductors. En paraules senzilles, els LED són petits components del circuit elèctric que actuen com una bombeta sense cap filament, els quals s’il·luminen únicament pel moviment d’electrons en un material semiconductor, cosa que els converteix en energèticament eficients i extremadament resistents durant llargs períodes de temps.

Quin és el tipus de LED que s’utilitza en aplicacions d’il·luminació?

El LED blanc és la nova tecnologia d’il·luminació més emocionant des de la introducció de les làmpades fluorescents. Els LED d’alta intensitat ara són populars a causa dels seus requisits de corrent baix. Els LED blancs d’alta intensitat s’utilitzen cada vegada més en aplicacions d’il·luminació com a mesura per estalviar energia. Les aplicacions del LED blanc inclouen la il·luminació de la llum de fons als telèfons mòbils, les llums posteriors LCD, la il·luminació de la llar i el vehicle, taulers de visualització, etc.


Per què es prefereix el LED blanc?

Un LED d’alt watt sol produir al voltant de 75-100 lúmens per watt a costa d’un corrent de 350 mil amperis. La pèrdua d’energia a través de la calor és pràcticament nul·la als LED i tenen una vida molt llarga de milers d’hores. Els LED són dispositius ecològics, ja que no contenen plom ni mercuri. A diferència de les làmpades fluorescents, els LED no emeten raigs UV.

El LED blanc d’A1 watt proporciona un flux lluminós d’uns 100 lm suficient per il·luminar una àrea confinada. La quantitat de llum emesa per una font de llum es mesura en termes de llum. Per exemple, una bombeta de 60 watts emet 730 lúmens i una làmpada halògena de 50 watts és de 900 lúmens. Cada xip LED té una superfície de només un mil·límetre quadrat, cosa que proporciona una lluminositat general molt concentrada

La caiguda de tensió directa del LED blanc d'1 watt és de 3,3 volts i consumeix 350 mil amperis de corrent. Per tant, el LED blanc ordinari requereix 3 volts i uns 40 mA de corrent per donar una brillantor màxima.

Els LED blancs d’alta potència es poden conduir a un corrent elevat de centenars de mil·límpers fins a un amperi per produir llum d’alta intensitat. Algunes marques poden produir més de mil lúmens. Els HPLED s'han de muntar en un dissipador de calor per permetre la dissipació de la calor, ja que el dispositiu es danyarà fàcilment.

2 maneres de construir LED blanc

  • El mètode consisteix a recobrir un xip LED (principalment blau fabricat amb nitrur de gal·li d’indi, InGaN) amb fòsfor de diferents colors per produir la llum blanca. La part de l’espectre de llum corresponent a la llum blava es transfereix a la longitud d’ona més gran, mitjançant un procés conegut com a desplaçament de Stokes. La llum blanca dels LED blancs prové del blau de banda estreta emès naturalment pels LED GaN, a més d’un groc d’ampli espectre generat per un recobriment de fòsfor a la matriu que absorbeix una proporció del blau i el converteix en groc. InGaN pot produir longituds d'ona operatives de verd a ultra-violeta variant les quantitats relatives d'indi i gal durant la producció. El material de fòsfor que s'utilitza habitualment és el granat d'alumini d'itri dopat amb ceri o Ce3 + YAG.
  • Els LED blancs també es poden fabricar recobrint LED que emeten UV amb una barreja de fòsfor que emet vermells i blaus a base d’europi, a més de sulfat de zinc dopat amb coure i alumini. Aquest és un mètode similar al funcionament de les làmpades fluorescents. Aquest mètode és menys eficient que el LED blau amb fòsfor, ja que el canvi de Stokes és més gran i, per tant, es converteix més energia en calor. Un altre inconvenient és que la llum UV pot filtrar-se per un LED que no funciona i pot causar danys a la pell o als ulls humans.

3 Aplicacions relacionades amb el LED com a font de llum

  • Llum d'emergència basada en LED

Es pot endollar a la presa de corrent altern i s’il·lumina en el moment de la fallada de corrent. Emet llum blanca i fresca a l’habitació que també és suficient per llegir. Funciona amb una bateria de telèfon sense fil de 4,5 volts i utilitza un LED blanc d’1 watt.

Funcionament del sistema

El circuit utilitza un petit transformador de 300 mA de 4,5 volts, un rectificador de pont que comprèn D1 a D4 i el condensador de suavitzat C1 com a font d'alimentació per carregar la bateria recarregable de 4,5 volts. El transformador de 4,5 volts està disponible i s’utilitza generalment a Llums d'emergència LED . Cau els 230 volts de CA a baixa tensió de CA que després es rectifica amb el rectificador d’ona completa. El condensador C1 fa que l’onatge continu sigui lliure per carregar-se. La resistència R1 proporciona al voltant de 80 mil amperis de corrent per a la càrrega. Com que el circuit sempre està endollat, el corrent baix és ideal per carregar-se. La bateria recarregable que s’utilitza al circuit és una bateria de telèfon sense fil de 4,5 volts.
Quan l’alimentació està disponible, la bateria es carrega mitjançant R1 i D5. Al mateix temps, el transistor PNP obté un biaix positiu a través de R1 i continua apagat. Quan l’alimentació falla, D5 inverteix els biaixos i la base de T1 esdevindrà negativa. A continuació, condueix i encén el LED. Quan es torna a alimentar, el LED s'apaga automàticament.

Llum d

Llum d'emergència 1W-LED

Com configurar?

El circuit es pot muntar en un petit tros de tauler de perf. Incloeu el circuit, el transformador i la bateria en una caixa adaptadora tipus endoll. Fixeu el LED fora de la caixa preferiblement amb un terra reflectant. Podeu enganxar paper d'alumini amb aquest propòsit i també actuarà com a dissipador de calor del LED. Atès que el corrent elevat circula per T1 quan el LED s’encén, T1 requereix un dissipador de calor. El cost del LED blanc d’1 watt al voltant de Rs.50 i la bateria de Rs.150.

  • Llum automàtica amb LED d'1 W

Aquí hi ha un Llum automàtic d’alta potència LED blanc que s’encén al vespre i es manté encès fins al matí. Actualment s’utilitzen LEDs blancs, ja que necessiten una font d’alimentació de CC senzilla per alimentar-los i controlar-los, en contrast amb les làmpades de descàrrega de gas incandescent. El LED utilitzat té una potència nominal d’1 W i la font d’alimentació regulada sense transformador s’utilitza per alimentar el dispositiu.

Funcionament del sistema

Els condensadors c1 i c2 fan caure el voltatge de CA a un valor inferior. Normalment s’utilitzen condensadors d’alt valor. La secció del rectificador de pont produeix una sortida de CC pulsant des del senyal de corrent altern. El condensador elimina les ondulacions de corrent altern presents al senyal de corrent continu. Aquest senyal filtrat s'aplica a través del díode zener, que proporciona una sortida de CC regulada a través del seu terminal. El condensador c3 generalment permet passar el senyal de corrent altern i bloqueja el senyal de CC. Actua com a element de derivació. LDR i T1 formen un interruptor sensible a la llum per encendre / apagar el LED. LDR ofereix una alta resistència a la foscor i baixa resistència a la llum. Així, durant el dia, el LDR condueix i la base de T1 serà arrossegada al potencial de terra i queda apagada per apagar el LED blanc. Durant la nit, quan cessa la llum del dia, augmenta la resistència de LDR i T1 obté un biaix i conductes de base suficients. Llavors s’encén el LED connectat al col·lector T1. El BD 139 és un transistor NPN de potència mitjana i les seves connexions de pins són base - col·lector - emissor des del costat frontal. El dissipador de calor és necessari per a T1, ja que el LED passa al voltant dels 100 milions de corrents. El LED que s’utilitza al circuit és el LED blanc d’1 watt que té una caiguda de tensió cap endavant de 3,3 volts i que requereix un corrent de 350 miliamperis per obtenir una lluminositat completa.

Làmpada de nit LED d

  • Llum portàtil d'emergència amb carregador mòbil

Aquí teniu el carregador mòbil de làmpada d’emergència portàtil. Utilitza un LED blanc molt brillant que pot donar llum suficient a l’habitació quan la xarxa elèctrica falla. Un LED blanc pot ser un LED de nitrur de gal·li d’indi que emet una llum blanca blavosa, que es pot filtrar mitjançant un filtre de fòsfor a l’objectiu o mitjançant una barreja de LEDs multicolors. També es pot utilitzar com a carregador mòbil en mode endollable durant el viatge.

Funcionament del sistema

La font d'alimentació del circuit es deriva d'un transformador de 0-6 volts de 300 mA, d'un rectificador d'ona completa que comprèn D1 a D4 i el condensador de suavització C1. El circuit de llum d’emergència consisteix en el díode D5, la resistència R2 i el transistor T1.Quan hi hagi xarxa elèctrica disponible, els polaritzadors directes del díode D5 i la bateria de 6 volts es carreguen a través de la resistència R2.Al mateix temps, el transistor PNP T1 quedarà fora de conducció ja que la seva base es manté elevada a través de R1. El LED blanc connectat al col·lector de T1 roman apagat. Quan la xarxa elèctrica falla, D5 inverteix els biaixos i la base de T1 obté un biaix negatiu i es condueix. El LED blanc s’encén utilitzant l’alimentació de la bateria. La secció del carregador mòbil del circuit consisteix en una font d’alimentació regulada basada en Zener. El corrent de càrrega es pot aprofitar des dels punts A i B mitjançant un connector adequat.

Llum-d

Llum portàtil d'emergència amb carregador mòbil

Ara espero que tingueu una idea sobre el concepte de fonts de llum LED i si teniu cap pregunta sobre l'article i els projectes d'electrònica, deixeu la secció de comentaris a continuació.