Mảng LED mạnh mẽ trong chiếu sáng: tính năng của thiết bị và ứng dụng

Kể từ khi phát triển đèn LED ứng dụng thực tế đầu tiên của giáo sư Nick Holonyak của Đại học Illinois vào năm 1962, tuy nhiên, hơn nửa thế kỷ đã trôi qua, phát minh mang tính cách mạng cho đến ngày nay trải qua những thay đổi tiến bộ, ngày càng hoàn hảo hơn và ngày càng hoàn thiện hơn về công nghệ và hữu ích.

Sự phát quang của quá trình chuyển đổi chất bán dẫn, với sự tái hợp của các electron và lỗ trống, hiện là cơ sở cho các nguồn sáng siêu kinh tế. LED, thường được gọi là LED (viết tắt của đi-ốt phát sáng tiếng Anh), đèn đang dần có được vị trí ổn định trên thị trường công nghệ chiếu sáng tiết kiệm năng lượng hiện đại, cho cả nhu cầu trong nước và cho các doanh nghiệp và thậm chí cho hệ thống chiếu sáng đường phố.

Bóng đèn LED tốt hơn an toàn ống huỳnh quang compact, có chứa thủy ngân, và đèn sợi đốt và giờ trở thành một di tích hoàn toàn của quá khứ xa xôi.

Lý do chính khiến đèn sợi đốt được thay thế bằng nguồn sáng LED là do đèn sợi đốt phát ra trong phổ rất rộng, một phần quan trọng trong đó đơn giản là không hoạt động để chiếu sáng. Chỉ có 5 phần trăm tổng công suất tiêu thụ của một bóng đèn sợi đốt là để chiếu sáng, và phần còn lại đi sưởi ấm.

Đó là lý do tại sao đèn LED và mảng LED rất mạnh (lắp ráp nguyên khối) gần đây đã được đại diện rộng rãi trên thị trường gần đây để thay thế đèn chiếu sáng công nghiệp. Một đèn LED phát ra trong một phạm vi phổ khá hẹp, ví dụ, một đèn LED màu cam có bước sóng trong phạm vi từ 590nm đến 610nm.

Ưu điểm của nguồn sáng LED bao gồm:

• sản lượng ánh sáng cao tương đương với đèn natri (đạt giá trị 160 lumens mỗi watt),

• độ bền và khả năng chống rung, tuổi thọ dài (lên đến 100000 giờ),

• phạm vi rộng để chọn nhiệt độ ánh sáng (từ ấm 2700 K đến lạnh 6500 K),

• độ tinh khiết quang phổ được cung cấp bởi chính thiết bị.

Do quán tính thấp, đèn bật ngay lập tức ở độ sáng tối đa, bất kể nhiệt độ môi trường và bật / tắt không ảnh hưởng đáng kể đến tuổi thọ của đèn LED. Góc phóng xạ có thể từ 15 đến 180 độ.

Việc sử dụng các sản phẩm này hoàn toàn an toàn cho con người do điện áp cung cấp thấp, nhiệt độ hoạt động thấp, và tất nhiên, thân thiện với môi trường do không có thủy ngân và phốt pho, cũng như phần cực tím của bức xạ trong phổ. Tuy nhiên, nên nhớ rằng nhiệt độ cao có hại cho bất kỳ chất bán dẫn nào, vì vậy bạn không nên cho phép sưởi ấm trên 60-70 độ C.

Mảng LED mạnh mẽ là tập hợp của một số tinh thể trong một khối. Các tinh thể phóng xạ được phủ một lớp phốt-pho được kết nối song song để tối ưu hóa mức tiêu thụ hiện tại.

Bề mặt phẳng của khối là một lớp phủ nhựa trong suốt, cho phép bạn cài đặt thêm quang học để tạo ra mô hình tán xạ ánh sáng cần thiết. Các ma trận được cung cấp với một chất nền bằng đồng hoặc nhôm khá dày với các lỗ lắp để gắn thiết bị trên một bộ tản nhiệt.

Bề mặt nhẵn của đế đảm bảo sự tiếp xúc đáng tin cậy của thiết bị với tản nhiệt. Lắp đặt nên được thực hiện cẩn thận để không làm biến dạng hoặc làm hỏng nhà ở. Dán dẫn nhiệt nên được áp dụng cho toàn bộ bề mặt của chất nền.

Tiết diện của các dây kết nối không được nhỏ hơn 0,5 mm vuông và diện tích tản nhiệt trên mỗi watt nên khoảng 20-30 cm vuông ở nhiệt độ của các vật thể xung quanh 25-35 độ C. Ma trận như vậy có sẵn ở các công suất định mức khác nhau, lên đến 300 watt trở lên. Về cơ bản không có hạn chế về kích thước của ma trận.

Giá trị trung bình của điện áp hoạt động cho một tinh thể là khoảng 3,4 volt, và cường độ hiện tại là khoảng 350 milliamp. Các giá trị này có thể thay đổi đôi chút, nhưng bạn không nên vượt quá điện áp cho phép đối với một tổ hợp cụ thể, vì đèn LED có đặc tính điện áp tăng mạnh và sẽ nhanh chóng bị cháy nếu dòng điện vượt quá giá trị tới hạn của tinh thể.

Việc sử dụng bộ tản nhiệt có lề trong khu vực là bảo hiểm tốt nhất cho hoạt động lâu dài, đáng tin cậy và không gặp sự cố của ma trận LED. Nếu bạn giới hạn dòng điện qua tinh thể ở mức 320 milliamp, quang thông sẽ giảm 3-5%, nhưng đồng thời, tuổi thọ của tinh thể LED sẽ tăng theo một độ lớn, trong thực tế, điều kiện để cung cấp năng lượng của nó sẽ là lý tưởng.

Nguồn năng lượng cho đèn LED có thể là bất kỳ nguồn nào có sự ổn định của dòng tải và nếu không có dòng ổn định thì phải cung cấp một mức đáng kể để vượt quá dòng cho phép tối đa. Sự thay đổi điện áp cung cấp thêm 1 volt có thể dẫn đến sự gia tăng cường độ hiện tại theo hệ số từ hai đến ba và kết quả là sự suy giảm của tinh thể (tinh thể sẽ bị phá hủy - thông lượng ánh sáng sẽ giảm) hoặc làm tối màu phốt pho.

Khi thiết kế kết hợp các nhóm đèn LED trong các kết nối song song, tốt nhất là kết nối loạt để tránh dòng hoạt động cao.

Nếu nhiệt độ hoạt động của tinh thể trong một thời gian dài vượt quá giá trị tối ưu, phốt pho sẽ bị tối và mất chức năng của nó dưới tác động của nhiệt độ. Làm tối và phá hủy phốt pho có thể gây ra ánh sáng mặt trời trực tiếp, nếu chúng tiếp tục ảnh hưởng đến bề mặt của đèn LED.

Điều mong muốn là bao gồm một rơle nhiệt trong thiết kế nguồn điện, đặt cảm biến của nó trên bộ tản nhiệt của đèn.

Nếu bạn dự định sử dụng ma trận LED vào mùa đông trên đường phố, bạn cần xem xét rằng các tụ điện điện trong nguồn cung cấp có hạn chế sử dụng ở nhiệt độ thấp, do đó, giải pháp tốt nhất là đặt nguồn điện trong phòng.

Khi sử dụng ma trận LED trên đường phố ở nhiệt độ thấp, nên nhớ rằng hiệu quả sẽ tăng đáng kể và sản lượng ánh sáng sẽ tăng 10-20% so với danh nghĩa. Và sau 500-1000 giờ hoạt động, sản lượng ánh sáng trong mọi trường hợp sẽ tăng thêm 5-10 phần trăm, tính năng này của các tinh thể được gọi là hiệu ứng đào tạo của rèn.

Việc lựa chọn bộ tản nhiệt cho chiếu sáng đường phố cũng đòi hỏi sự chú ý đặc biệt, nó không nên chứa các phần nhô ra, lõm và uốn cong không cần thiết để đối lưu tự nhiên là tối đa, và các mảnh vụn và bụi bẩn không thể tích tụ trên bề mặt của nó.

Nên bố trí bộ phận cấp điện của đèn sao cho tất cả hơi ẩm tích tụ bên trong đèn không ảnh hưởng đến các phần tử mạch ít nhất.

Mỗi năm, công nghệ sản xuất mảng LED công suất cao được cải tiến, các nhà sản xuất đang tìm kiếm các lựa chọn phốt pho tốt nhất. Hiện tại, hầu hết các nhà sản xuất sử dụng phốt pho màu vàng, chúng là phiên bản sửa đổi của garnet yttri-nhôm pha tạp với xeri hóa trị ba.

Công nghệ chiếu sáng LED có hiệu quả, và thiết kế của chúng khá đơn giản. Chúng được sử dụng rộng rãi trong đèn pha, đèn, dải đèn LED, ánh sáng trang trí và trong đèn pin đơn giản. Sức mạnh ánh sáng của họ đạt 5000 lm.

Ngày nay, các mô-đun LED được sử dụng để chiếu sáng các tòa nhà, đường phố, cấu trúc quảng cáo, đường hầm và cầu, đài phun nước, chúng được sử dụng để chiếu sáng văn phòng và cơ sở công nghiệp, nội thất gia đình và các yếu tố nội thất, cũng như trong các dự án thiết kế hiện đại khác nhau.

Trong những ngày lễ, hệ thống chiếu sáng LED mạnh mẽ tô điểm cho mặt tiền của các tòa nhà, cây cối và các vật thể khác. Độ tin cậy của các nguồn sáng LED giúp có thể sử dụng chúng ở những nơi khó tiếp cận để thay thế thường xuyên.

Hiện nay, ở nhiều quốc gia trên thế giới, đèn LED đã nhanh chóng thay thế các loại khác. Nhiều thành phố có kế hoạch sớm chuyển sang đèn đường LED.

Comments

[#1 Pavel]

Cách đây không lâu không ai coi đèn LED một cách nghiêm túc. Tối đa nơi họ có thể được sử dụng là trang trí và chiếu sáng địa phương. Ngay cả trong ánh sáng cục bộ, nó cũng khó sử dụng vì thông lượng ánh sáng nhỏ. Nhưng công nghệ đang thay đổi rất nhanh và thậm chí bây giờ đèn LED đang thay thế tất cả các loại ánh sáng khác. Đèn LED mạnh mẽ có tương lai, và hơn nữa, tương lai rất gần. Trong một vài năm, tất cả ánh sáng sẽ trở thành đèn LED độc quyền và các loại đèn khác sẽ chỉ được sử dụng trong các trường hợp riêng lẻ rất hiếm. Yếu tố hạn chế duy nhất là vấn đề chi phí của đèn LED công suất cao. Nhưng giá của đèn LED chất lượng cao liên tục giảm và với những lợi thế nghiêm trọng của chúng, nó trở nên được khuyến khích ngay cả với chi phí đắt hơn để đầu tư vào đèn LED và có hiệu quả kinh tế trong thời gian vận hành, chi phí bảo trì cho đèn và giảm đáng kể tiêu thụ điện.

[#2]

Tất cả Ryazan được chuyển đến ánh sáng này. Đến mức nào thì nguy hiểm cho người lái xe. Với tầm nhìn kém, người đi bộ biến mất trong bóng tối của chiếc đèn thứ hai. Đó là ánh sáng định hướng của điốt là nhược điểm của nó. Mặc dù vẫn còn những con đường với DNaT, thật dễ chịu khi đi trên chúng. Xin lỗi cho tất cả họ ít hơn.

[#3]

Tôi muốn một phần không đồng ý với tác giả của bình luận đầu tiên và chỉ ra một số bình luận về bài viết.
1. Đèn LED mạnh phổ biến nhất, có giá thành trung bình, có hiệu suất phát sáng không quá 99 lm / watt. Sản lượng ánh sáng cao hơn chỉ có đèn LED rất đắt tiền.
2. Hiệu suất phát sáng của đèn Dnat là khoảng 150-200 lm / watt. Do đó, đèn Dnat là nguồn sáng hiệu quả nhất. Giá thành của đèn Dnat khá cao, tuy nhiên, đèn LED không hề rẻ ... Tuy nhiên, đèn LED có độ hoàn màu tốt của Ra ít nhất 70, Dnat Ra chỉ 25 hoặc ít hơn ...
3. Đèn LED thực sự có tuổi thọ dài. Tuy nhiên, với hoạt động lâu dài, sản lượng ánh sáng của đèn LED giảm, trong thực tế, không ai sẽ khai thác chúng trong một thời gian dài như vậy.
4. Sức mạnh của đèn LED, cũng như đồ đạc, bị hạn chế nghiêm trọng. Ví dụ, sức mạnh của đèn LED gia đình dường như bị giới hạn ở mức 8-10 watt.
5. Có lẽ là một trong những nguồn sáng tối ưu nhất, cho đến nay, có đèn huỳnh quang tuyến tính. Ví dụ, có những loại đèn có phốt pho ba lớp, có kết xuất màu ở mức Ra = 80.