Како ради ЛЕД: принцип рада, уређај и функције

Многи потрошачи желе да сазнају више о ЛЕД уређајима, принципу рада ових електричних уређаја, као ио њиховим технолошким карактеристикама. То је због популаризације ЛЕД осветљења уопште. Такви елементи су полупроводнички производи са транзицијом електрон-рупа, која омогућава формирање оптичког зрачења.

Како се појавила специфична технологија осветљења?

Пре разматрања принципа рада ЛЕД диода, предлаже се да се испитају информације о томе како су настале. Прва порука о могућности емисије светлости кроз чврсту диоду припада једном британском експериментатору. Он се вратио 1907. године, када је описао процес електролуминисценције.

Експерименти су поновљени у руској лабораторији, али онда нису придали велики значај. 1961. године, прва ЛЕД технологија је патентирана од стране запослених у једној америчкој компанији. Од тада, развојни процеси су побољшани. И након неког времена, било је могуће ослободити елемент високе светлине за употребу у сектору телекомуникација.

О основним физичким својствима

Да би се разумио принцип рада ЛЕД, потребно је разумети да је сваки елемент полупроводничка диода која претвара електричну енергију директно у свјетлосно зрачење. Када једна струја пролази кроз њу, електрони се преносе у одређену област. У процесу кретања долази до преласка на други ниво енергије са ослобађањем велике количине светлосног зрачења.

Да би се постигли различити ефекти боја, активирајуће супстанце се уводе у полуводички материјал. Најчешће се користи монокроматско зрачење. Са овом опцијом, специфична таласна дужина се користи за сваку диоду. Шема боја се може контролисати.

Најважније особине

Узимајући у обзир детаљан уређај и принцип рада ЛЕД, треба напоменути неке карактеристике. Зрачење инструмента директно зависи од угла зрачења, који зависи од дизајна. Одређени утицај на интензитет зрачења има:

• материјал који се директно користи за заштиту кристала;
• монтиран објектив.

Полупроводнички уређај може емитовати не само уско усмјерену, већ и дифузно свјетло. Температура околине може утицати на својства ЛЕД диода. Њихова светлост зависи од тога. Када температура расте, сјај постаје тамнији, а на нижим температурама - светлији. У том смислу, делокруг рада је од посебног значаја.

Високи захтјеви су постављени на производе намијењене за вањску употребу. Требало би да функционише правилно са значајним флуктуацијама температуре. Осветљеност током рада не би требало да се значајно мења. Модерна решења омогућавају нормалан сјај, без обзира на температуру околине.

Принцип рада ЛЕД-а заснива се на акцији велике брзине. Зрачење се јавља у року од неколико секунди након директног излагања електричне струје директно полуводичу. Произведени уређаји могу имати технолошке разлике, од којих ће зависити од обима примене.

ДИП тип ЛЕД

Полупроводнички елементи ове категорије припадају нисконапонским производима, па се углавном користе за додатно осветљење. Обично се постављају као индикатори или главни извори у вијенцима. Појавом напреднијих технологија њихова производња је значајно смањена.

Принцип рада ЛЕД-а мале снаге је релативно једноставан. Тело је цилиндричног облика. Направљена је од епоксидне смоле. У унутрашњости се налазе посебни налази плоча. Заобљени цилиндар вам омогућава да креирате правац лигхт флук.

На катоди се налази зрачни елемент у облику кристала, који подсјећа на малу заставу. Повезан је са анодом уз помоћ ултрафине жице. Постоје производи са два или три кристала који имају различите боје одједном. Ако је потребно, контролни чип се уноси у кућиште, што је неопходно за контролу сјаја.

Да би се повећао ниво светлосног флукса у таквим ЛЕД светлима, почели су да праве четири излаза уместо два. Међутим, у овом случају, загревање кристала се значајно повећало, што је довело до ограничења могућег подручја примене.

ЛЕД диоде типа СМД

Такви елементи имају ширу сврху, која је повезана са главним карактеристикама. Принцип рада ове врсте ЛЕД диода вам омогућава да организујете осветљење различитих формата. Полупроводнички уређаји са фиксном штампаном плочом имају компактне димензије, тако да се могу користити чак иу најмањим лампама.

Основни дио кућишта, на којем је кристал фиксиран, има високу топлинску проводљивост, стога је одвођење топлине ефикасно. Обично се између сочива и главног елемента уклапа слој фосфора, који обезбеђује могућност неутрализације УВ светла, као и подешавање специфичне температуре боје. Код производа са дифузним зрачењем лећа није инсталирана. Сам елемент је обликован као паралелопипед.

ЛЕД диоде типа ЦОБ

Слични елементи су почели да се користе за сијалице и сијалице ЛЕД велике снаге. Принцип рада производа остаје исти, али у овом случају десетине кристала је причвршћено на алуминијумску базу помоћу диелектричног лепка. Добијена матрица се обрађује једним слојем фосфора, што доводи до извора светлости са равномерном дистрибуцијом главног тока.

Једна од варијанти технологије је варијанта са дистрибуцијом великог броја кристала на површини стакла. Према овој шеми производе се лампе са жарном нити, при чему као основни извор делује централно језгро стакла прекривено малим ЛЕД-ом и обрађено фосфором.

РГБ технологија

Принцип рада РГБ-ЛЕД-а заснива се на оптичком ефекту, који омогућава добијање разних нијанси боја као резултат мијешања три главне компоненте палете. Три кристала су инсталирана на истој матрици одједном. Да би се прилагодили различитим условима, постоји неколико модификација производа. Направљени су са заједничком катодом или анодом, а понекад и без њих (са шест главних закључака).

Најчешће се светлосна технологија користи за дизајнирање билборда, уређење зграда, уоквиривање мостова, архитектонских споменика и других објеката. Принцип рада вишебојне ЛЕД је идентичан. Међутим, карактеристике дизајна повећавају коначну цијену производа и компликују схему прикључења на електричну мрежу.

Главне техничке спецификације

Постоји неколико параметара који карактеришу ЛЕД диоде.

1. Осветљеност се изражава у јединицама интензитета светлости. Пропорционалан је количини електричне струје која пролази кроз полуводички елемент. Како се напон повећава, ниво осветљености расте.
2. Струја може бити пулсирајућа или константна. Може се јако разликовати. Индикаторски уређаји могу имати струју од само 20 мА, а појединачне вате - 300-400 мА.
3. Таласна дужина утиче на скалу боја. Мјерења су направљена у нанометрима. Границе валова се мапирају према основним компонентама палете по потреби.

Спектар боје емитованог зрачења се мења увођењем хемијски активних супстанци у полупроводнички материјал.

Принцип возача за ЛЕД диоде

Да би се добила стабилизована струја, користи се посебан уређај који се бира узимајући у обзир следеће параметре:

• одређену моћ;
• напон директно на излазу;
• називна струја.

Инсталирани управљачки програми могу бити линеарни или пулсни. Први од њих су дизајнирани да осигурају глатку стабилизацију електричне струје на варијабилном улазном напону. Импулсни уређаји формирају високофреквентне потиске у излазном каналу. Имају високу ефикасност.

Ту су и управљачки програми који се могу пригушивати и који омогућавају подешавање осветљености ЛЕД диода. Током дана интензитет зрачења може се донекле смањити, чиме се штеди живот полупроводничких производа и електричне енергије.

Питања од интереса

Сада је принцип рада ЛЕД диода постао јасан, али многи корисници постављају различита питања о овој теми.

1. Који параметри утичу на век трајања полупроводничких уређаја? Постоји изјава да су ЛЕД диоде трајне, али то није сасвим тачно. Са великом јачином струје током рада, температура се повећава, тако да снажнији уређаји брже падају.
2. Да ли се пренос боја ЛЕД диода временом погоршава? Приликом дуготрајног рада уређаја јавља се одређена промјена боје, али у овом тренутку не постоје стандарди који би то омогућили.
3. Да ли су уређаји штетни за људско око? Све информације о негативним ефектима полуводичких елемената у овом тренутку недостају.
4. Зашто је потребно стабилизирати електричну струју која пролази кроз ЛЕД уређај? Чак и мале промене напона могу довести до флуктуација осветљености.
5. Како можете добити белу светлост? Постоје три главне опције. Први подразумева мешање компоненти палете помоћу РГБ технологије. Друга опција укључује примену три фосфора директно на површину полупроводничког уређаја, емитујући струју светлости у ултраљубичастом опсегу. У трећем поступку, фосфор се наноси на плави елемент.

Као закључак

У оквиру чланка, било је могуће детаљно испитати принцип рада ЛЕД диоде. За "лутке" (људе који не разумију модерну технологију ЛЕД-а), то ће вјероватно бити вриједан алат. Садржи најкомплетније информације о структури и раду савремених система осветљења, који су веома популарни.