Ako LED funguje: princíp činnosti, zariadenia a funkcií

Mnohí spotrebitelia sa chcú dozvedieť viac o zariadeniach s LED, o fungovaní týchto elektrických spotrebičov ao ich technologických vlastnostiach. Je to spôsobené popularizáciou LED osvetlenia vo všeobecnosti. Takéto prvky sú polovodičové produkty s prechodom elektrónov, ktoré umožňujú tvorbu optického žiarenia.

Ako sa objavilo špecifické svetelné inžinierstvo?

Pred zvážením princípu LED sa navrhuje študovať informácie o tom, ako boli vytvorené. Prvá správa o možnosti emisie svetla pomocou diódy v pevnom stave patrí jednému britskému experimentátorovi. V roku 1907 to urobil, keď opísal proces elektroluminiscencie. Experimenty sa opakovane uskutočňovali v ruskom laboratóriu, ale potom nepripisovali veľký význam. V roku 1961 bola prvou LED technológiou patentovaná americkou spoločnosťou. Odvtedy boli procesy vývoja vylepšené. A po určitom čase bolo možné uvoľniť prvok s vysokým jasom pre použitie v telekomunikačnej sfére.


O základných fyzikálnych vlastnostiach

Pre pochopenie princípu LED je potrebné pochopiť, že každý prvok je polovodičová dióda, ktorá premieňa elektrinu priamo na svetelné žiarenie. Pri prechode jednosmerným prúdom sa uskutočňuje prenos elektrónov do určitej oblasti. V proceseprechod je prechod na inú úroveň energie s uvoľnením veľkého množstva svetelného žiarenia. Na dosiahnutie rôznych farebných účinkov sa do polovodičového materiálu zavádzajú účinné látky. Najčastejšie sa používa monochromatické žiarenie. Pri tejto voľbe sa pre každú diódu použije určitá vlnová dĺžka. Záblesk farebnej škály je možné ovládať.

Najdôležitejšie vlastnosti

Vzhľadom na podrobné zariadenie a princíp LED, stojí za zmienku niekoľko funkcií. Žiarenie zariadení je v priamej závislosti od smeru uhla, ktorý závisí od konštrukcie. Určitý vplyv na intenzitu žiarenia poskytuje:

  • materiál, ktorý sa priamo používa na ochranu kryštálu;
  • inštalovaných objektívov.
  • Polovodičové zariadenie je schopné prideliť nielen úzke, ale aj difúzne svetlo. Režim teploty okolia môže ovplyvniť vlastnosti LED. Závisí to od ich jasu. Keď teplota stúpa, žiara stane sa ponurým a pri spúšťaní sa stáva jasnejšou. V tejto súvislosti je obzvlášť dôležitý rozsah činnosti. Vysoké požiadavky platia pre výrobky určené na vonkajšie použitie. Pri vysokých teplotných výkyvoch by mal fungovať správne. Svetlosť svetla počas prevádzky by sa nemala výrazne meniť. Moderné riešenia umožňujú zaistiť normálnu žiaru bez ohľadu na teplotu okoliaprostredia.
    Princíp fungovania LED je založený na vysokej rýchlosti. Žiarenie sa objaví v priebehu niekoľkých sekúnd po priamom náraze elektrického prúdu priamo na polovodič. Vyrobené zariadenia môžu mať technologické rozdiely, ktoré budú závisieť od rozsahu použitia.

    LED diódy typu DIP

    Polovodičové prvky tejto kategórie sú výrobky nízkeho napätia, preto sa používajú hlavne na dodatočné osvetlenie. Sú zvyčajne nastavené ako indikátory alebo hlavné zdroje v girlandách. S príchodom pokročilejších technológií sa ich výroba výrazne znížila.
    Princíp fungovania LED s nízkym výkonom je pomerne jednoduchý. Základom je puzdro valcovitého tvaru. Je vyrobená z epoxidovej živice. Vo vnútornej časti sú do dosky s plošnými spojmi vložené špeciálne závery. Zaoblený valec vám umožňuje vytvoriť nasmerovaný svetelný tok. Vyžarovací prvok vo forme kryštálu je umiestnený na katóde, ktorá sa podobá malému zaškrtávaciemu políčku. Je spojený s anódou pomocou ultra tenkého drôtu. K dispozícii sú výrobky naraz s dvoma alebo troma kryštálmi, ktoré majú rôzne farby. Ak je to potrebné, riadiaci čip sa zavedie do puzdra, ktorý je potrebný na ovládanie žiarenia.
    Na zvýšenie úrovne svetelného toku v takýchto LED sa začali robiť štyri výstupy namiesto dvoch. Avšak pri tejto možnosti sa výrazne zvýšil ohrev kryštálov, čo viedlo kobmedzenie možných aplikácií.

    LED SMD

    Tieto prvky majú širší účel, ktorý je spojený s hlavné charakteristiky. Princípom tohto typu LED osvetlenie umožňuje organizovať rôzne formáty. Polovodičové súčiastky s pevnou dosku s kompaktnými rozmermi, takže je možné použiť aj v tých najmenších svietidiel.

    základne puzdra, ktorý je upevnený kryštál, má vysokú tepelnú vodivosť, pretože odvod tepla sa vykonáva účinne. Obvykle medzi objektívom a hlavné prvok zapadá fosforovou vrstvu, ktorá poskytuje UV neutralizuje, a nastavenie teploty farieb. V produktoch s mnohopočetným žiarenia objektívu nie je nastavený. Samotný element v podobe podobá krabici.

    LED typ COB

    Tieto prvky sa začal používať pre svetlá a lampy s LED diódami. Princíp produktu zostáva rovnaký, ale na báze hliníka v tomto prípade namontovaný desiatky kryštálov s použitím dielektrickej adhézne kompozície. Výsledná matica sa spracováva jednu fosforovú vrstvu, čo má za zdrojom svetla s jednotným prúdu. Jeden druh technológie je možnosť s distribúciou veľké množstvo kryštálov na povrchu skla. V rámci tohto programu, žiarovky, v ktorých ako primárny zdroj pôsobí ako centrálny jadro skla pokrytý malými LED a spracujefosfor.

    RGB technológia

    RGB LED diódy sú založené na optickom efekte, ktorý vám umožňuje získať rôzne farebné odtiene zmiešaním troch hlavných komponentov panelu. Na jednej matici sú naraz tri kryštály. Existuje niekoľko úprav produktu, ktoré sa prispôsobujú rôznym podmienkam. Vyrábajú sa spoločnou katódou alebo anódou a niekedy bez nej (so šiestimi hlavnými závermi).
    Najčastejšie sa používa ľahká technológia na návrh billboardov, dekorácie budov, rámovanie mostov, architektonické pamiatky a iné stavby. Princíp multifarebnej LED je rovnaký. Konštrukčné prvky však zvyšujú konečné náklady na výrobky a komplikujú schému pripojenia k elektrickej sieti.

    Hlavné špecifikácie

    Existuje niekoľko parametrov, ktoré charakterizujú LED diódy.
  • Jas je vyjadrený v jednotkách intenzity svetla. Je úmerná hodnote prechádzajúcej polovodičovým prvkom elektrického prúdu. Pri zvyšovaní napätia sa úroveň jasu zvyšuje.
  • Prúdová sila môže byť pulzná alebo konštantná. Môže sa pohybovať v širokom rozmedzí. Indikátory môžu mať prúd 20 mA a jednosvetové analógy 300-400 mA.
  • Vlnová dĺžka má vplyv na farebný rozsah. Jeho merania sa robia v nanometroch. Hranice vĺn sú požadovaným spôsobom zosúladené so základnými komponentmi panelu.
  • Farebný rozsah uvoľneného žiarenia sa mení s uvedenímpolovodičový materiál chemicky aktívnych látok.

    Princíp činnosti ovládača LED

    Na získanie stabilizovaného prúdu sa používa špeciálne zariadenie, ktoré sa volí s prihliadnutím na tieto parametre:
  • určitý výkon;
  • Napätie priamo na výstupe;
  • menovitého prúdu.
  • Inštalované ovládače môžu byť lineárne alebo impulzívne. Prvý z nich je navrhnutý tak, aby poskytoval plynulú stabilizáciu elektrického prúdu pri vstupe s premenlivým napätím. Impulzné zariadenia vytvárajú vo výstupnom kanáli vysoké kmitočty. Odlišujú sa vysokou mierou účinnosti. Stále existujú stmievače, ktoré poskytujú schopnosť nastaviť jas jasu LED diód. V popoludňajších hodinách môže byť intenzita žiarenia trochu znížená, čím sa ušetrí zdroj polovodičových výrobkov a elektrickej energie.

    Otázka

    Teraz sa princíp LED diód stal jasným, ale mnohí používatelia kladú na túto tému rôzne otázky.
  • Aké parametre ovplyvňujú životnosť polovodičového zariadenia? Existuje tvrdenie, že svetelné diódy sú trvalé, ale to tak nie je úplne pravda. Pri vysokom prúde, počas prevádzky, teplota stúpa, takže výkonnejšie zariadenia pravdepodobne zlyhajú.
  • Či sa farebný prenos LED diód zhoršuje v priebehu času? Pri dlhšom používaní zariadení dochádza k istej zmene v odtieni, ale v súčasnosti neexistujú žiadne normy, ktoré by vám umožnili vyjadriť ho v kvantitatívnoms ohľadom na
  • Nie je zariadenie škodlivé pre ľudské oko? Neexistujú žiadne informácie o negatívnom vplyve polovodičových prvkov v danom čase.
  • Prečo je potrebné stabilizovať elektrický prúd prechádzajúci zariadením LED? Dokonca aj malé zmeny napätia môžu viesť k výkyvom jasu.
  • Ako sa dá získať biele svetlo? Existujú tri hlavné možnosti. Prvý z nich zahŕňa miešanie komponentov panelu pomocou technológie RGB. Druhá možnosť zahŕňa aplikáciu troch luminoforov priamo na povrch polovodičového zariadenia, ktoré vyžaruje svetlo v ultrafialovom rozsahu. V tretej metóde sa luminofor aplikuje na modrý prvok.
  • Na záver

    V rámci článku bolo možné vypracovať princíp práce LED. Pre "figuríny" (ľudia, ktorí nerozumejú modernej technológii LED), bude pravdepodobne cenným sprievodcom. Obsahuje najkomplexnejšie informácie o štruktúre a fungovaní moderných osvetľovacích systémov, ktoré sú veľmi populárne.

    Súvisiace publikácie