Светодиодите бързо заместват крушките сжежаема жичка в почти всички области, в които позицията им изглеждаше непоклатима. Конкурентните предимства полупроводниковите елементи убедителни: ниска цена, дълъг живот и,й-важното, по-висока ефективност. Докато примпите ефективността е под 5%, някои производители светодиоди твърдят, че превръщат поне 60% от консумираната електроенергия в светлина. Истинността тези твърдения остава съвестта търговците, но бързотозвитие потребителските свойства полупроводниковите елементи в никой не се съмнява.
Съдържание
Какво представлява светодиодът икботи
Светодиодът (светодиод, LED) е конвенционален полупроводников диодот кристали:
- галиев арсенид, индиев фосфид или цинков селенид - за излъчватели оптичен диапазон;
- Галиев нитрид - за устройства в ултравиолетовия диапазон;
- оловен сулфид - за елементите, излъчващи в инфрачервения диапазон.
Тезитериали избрани, тъйто p-n преходите диодите, изработени от тях, излъчват светлина при прилагане директнопрежение. Конвенционалните силициеви или германиеви диоди имат слабо или никакво излъчване.
Излъчването светодиодите не се дължи степентагряване полупроводниковия елемент, а прехода електрони от едно енергийно ниво в друго при рекомбинацията носителите заряд (електрони и дупки). Получената светлина е монохроматична.
Характерно за това лъчение е, че спектърът му е много тесен и е трудно се изолира желаният цвят с помощта светлинни филтри. А някои цветове (бяло, синьо) недостижими при този принцип производство. Затова в момента преобладава технология, при която външната повърхност светодиода е покрита с фосфор и светенето му се инициира от излъчването p-n прехода (което може е видимо или семира в ултравиолетовия диапазон).
Проектиране светодиод
Първоначално светодиодът е проектиран по същиячинто обикновения диод - p-n преход и два извода.мо тяло, изработено от прозрачна смес или метал с прозрачен прозорец, за себлюдава светенето.учихме обаче, че в корпуса устройството вградени допълнителни елементи.пример, Резистори - за включване светодиода Във веригата с необходимотопрежение (12 V, 220 V) без външна верига. Или осцилатор с делител за създаване мигащи светлинни елементи. Корпусът е покрит и с фосфор, който свети при запалване p-n прехода,то по тозичин увеличава възможностите светодиода.
Тенденцията към безоловно запояване не е спряла и при светодиодите. SMD устройствата бързо печелятзарен дял в осветителната техника благодарение предимствата производствената технология. Продуктите SMD не съдържат олово. P-n преходът е монтиран върху керамична основа, запълнена сзтвор и покрита с фосфор.прежението се подава през контактните подложки.
Понастоящем осветителните устройства оборудвани със светодиоди,зирани технологията COB. Същносттази технология се състои в това, че върху една плоча множество (от 2-3 до стотици) p-n преходи се събират втрица. Всичко се поставя отгоре в един корпус (или се формира SMD модул) и се покрива с фосфор.зи технология е многообещаваща, но елко вероятно изместипълно другите конструкции светодиоди.
Какви видове светодиодилични и къде се използват
Светодиодите с оптичен обхват се използватто индикаторни елементи ито осветителни устройства. Всяка специализация има свои собствени изисквания.
Индикаторни светодиоди
Функцията индикаторния светодиод е показва състояниетодено устройство (захранване, аларма, задействане сензор и т.н.). Взи област широко се използват светодиоди с p-n преход. Устройствата с фосфор не забранени, но няма конкретна точка. В този случай яркостта не е от първостепенно значение. Приоритет контрастът и широкият ъгъл видимост. Светодиодите се използват върхунелите устройствата (с истински отвор), върху платките - тип pin и SMD.
Светодиоди за осветление
Зазлика от тях, елементите с луминофор се използват главно за осветление. Това позволява достатъчен светлинен поток и цветове, близки до естествените. Изходните светодиоди отзи зона практически изтласкани от SMD елементи. Широко се използват COB светодиоди.
Устройствата, предназначени за предаване сигнали в оптичния или инфрачервения диапазон, могат бъдат поставени в отделнатегория.пример за устройства за дистанционно управление домакински уреди или устройства за сигурност. А UV елементите могат се използват за компактни UV източници (валутни детектори, биологичнитериали и др.).
Основнирактеристики светодиодите
Подобно всеки диод, светодиодите имат общи "диодни"рактеристики. Пределнираметри, чието превишаване води до повреда устройството:
- максимален допустим ток в права посока;
- Максималнопрежение в права посока;
- Максимално допустимо обратнопрежение.
Другитерактеристики специфични за диодите.
Цвят осветлението
Цвят светлината - тозираметъррактеризира светодиодите в оптичния диапазон. В повечето случаи осветителните тела бели сзлични температура светлината. При светлинните индикатори това може бъде всеки един от видимите цветови диапазони.
Дължина вълната
Тозираметър до известна степен дублира предишния, но с две уговорки:
- Устройствата за инфрачервена и ултравиолетова светлина нямат видим цвят,ка че за тях това е единственатарактеристика, кояторактеризира спектъра излъчване;
- тозираметър е по-приложим за светодиоди с директно излъчване - елементите с луминофор излъчват в широк диапазон,ка че тяхната луминесценция не може серактеризира еднозначно чрез дължината вълната (каква може бъде дължината вълната белия цвят?).
Следователно дължината излъчваната вълна е по-скоро информативна величина.
Потребление ток
Абсорбираният ток еботният ток, при който излъчваната светлина е с оптимална яркост. Ако тя е леко превишена, устройството няма се повреди скоро - това езликата отксимално допустимата стойност.маляването му също е нежелателно - интензивността излъчването щемалее.
Захранване
Консумацията енергия е проста. При постоянния ток тя е просто произведението консумирания ток, умножен по приложенотопрежение. Често производителите осветителни продукти се объркват, когато изписват с големи цифри върху опаковката еквивалентната мощностмпа сжежаема жичка, която има същия светлинен потокто осветителното тяло.
Ъгъл видимо твърдо тяло
Видимият твърд ъгъл се представяй-простото конус, излизащ от центъра източника светлина. Тозираметър евен ъгъла отваряне този конус. В случая индикаторните светодиоди той определяк алармата ще се вижда отстрани. За осветителните тела той определя светлинния поток.
Максимален интензитет светлината
Максималният светлинен интензитет е посочен вндели в техническите спецификации устройството. Но практика е по-удобно себоти с понятието светлинен поток. Светлинният поток (в лумени) евен произведението от интензитета светлината (вндела) и видимия ъгъл твърдо тяло. Два светодиода с еднакъв интензитет светлинатаватзлична светлина подзличен ъгъл. Колкото по-голям е ъгълът, толкова по-голям е светлинният поток. Това е по-удобно за изчисляване осветителни системи.
Спадпрежението
Паданетопрежението в права посока епрежението, коетода върху светодиода, когато той е отворен. Знаейки го, можете изчислитепрежението, необходимо за отваряне серия от светлоизлъчващи елементи,пример.
Какзберете заквопрежение е предназначен светодиодът
Най-лесниятчинзберете номиналнотопрежениеден светодиод еправите справка в справочниците. Но ако имате немаркирано устройство с неизвестен произход, можете го свържете към регулирано захранване и плавно повишитепрежението от нула. При определенопрежение светодиодът ще мига ярко. Това еботнотопрежение клетката. При този тест трябва се имат предвид няколко нюанса:
- тестваното устройство може има вграден резистор и е проектирано за достатъчно високопрежение (до 220 V) - не всяко захранване има този диапазон регулиране;
- излъчването светодиода може семира извън видимия спектър (UV или IR) - тогава моментът запалване не може се открие визуално (въпреки че в някои случаи светенето IR устройството може се види чрезмера смартфон);
- Свържете елемента към източника постояннопрежение,то стриктно спазвате полярността, в противен случай е лесно унищожите светодиода с обратнопрежение,двишаващо възможностите устройството.
Ако не знаете пина елемента, по-добре увеличетепрежението до 3...3,5 V, ако светодиодът не светне - премахнетепрежението, обърнете връзката полюсите източника и повторете процедурата.
Как определим полярността светодиода
Съществуват няколко метода за определяне полярността изводите.
- При безоловните елементи (включително COB) полярността захранващотопрежение се указва директно върху корпуса - или чрез символи, или чрез мигачи върху корпуса.
- Тъйто светодиодът има конвенционален p-n преход, той може се изследва с мултиметър в режим диоден тест. Някои тестери имат измервателнопрежение, достатъчно за запалване светодиода. След това правилната връзка може се провери визуално по светенето елемента.
- Някои CCCP устройства с метален корпус имат ключ (изпъкналост) в областтатода.
- Изводъттода е по-дълъг. Чреззи функция могат се идентифициратмо неподредени елементи. При използваните светодиоди клемите скъсени и огънати за произволен монтаж.
- Накрая можете откриете позицията анод итод е възможно по същия метод, който се използва за определянепрежението светодиода. Луминесценцията е възможнамо ако елементът е свързан правилно -тодът към минуса източника, а анодът към плюса.
Развитието технологиите не е спряло. Преди няколко десетилетия светодиодът беше скъпа играчка забораторни експерименти. Вече е трудно си представим живота без него.кво ще се случи по-нататък - времето ще покаже.
Свързани статии:
