LED-lyskilder

3 grunner til at lysdioder brukes som lyskilde sammenlignet med HID-lamper

• Lysdioder har ikke et glødetråd å brenne ut eller bryte, de holder mye lenger enn vanlige pærer. Gitt at en veldig liten halvlederbrikke kjører en LED, er de veldig holdbare og har en tendens til å vare mange tusen timer.
• Lysdioder er 'øyeblikkelig på', omtrent som halogenlamper, og er dermed praktiske for bruk i applikasjoner som er utsatt for hyppig eller potensiell on-off sykling. Omvendt er HID-lamper mer skjøre og må varme opp (15 - 25 sekunder) under tenning
• LED-teknologi endres raskt, og det er forutsigbart at LED-er til slutt vil overgå ytelsen til HID-belysning.

Hvordan brukes LED som en lyskilde?

Lysdioder (LED) er lyskilder som bruker dioder som avgir lys når de er koblet til en krets. Effekten er en form for elektro luminescens der lysdioder frigjør et stort antall fotoner utover. LED er plassert i en plastpære som konsentrerer lyskilden. Den viktigste delen av en LED er halvlederbrikken som ligger i sentrum av lyskilden. Den består av p og n regioner med et kryss mellom dem. P regionen domineres av positive elektriske ladninger og n regionen er dominert av negative elektriske ladninger. Krysset er en slags vegg mellom de to regionene, som blokkerer passasjen av ladebærere mellom de to regionene.

Når tilstrekkelig spenning påføres halvlederbrikken, kan elektroner bevege seg lett over krysset der de umiddelbart blir tiltrukket av de positive kreftene i p-regionen. Når et elektron beveger seg tilstrekkelig nær en positiv ladning i p-regionen, blir de to ladningene 'kombinert på nytt'.

Når et elektron kombineres med et positivt ion, konverteres den elektriske potensielle energien til elektromagnetisk energi, og dette skjer i form av utslipp av et lysfoton.

Denne foton har en frekvens bestemt av egenskapene til halvledermaterialet (vanligvis en kombinasjon av de kjemiske elementene gallium, arsen og fosfor).

Lysdioder som avgir forskjellige farger er laget av forskjellige halvledermaterialer. Med enkle ord er lysdioder små elektriske kretskomponenter som fungerer som en pære uten noe glødetråd. LED-lys er utelukkende belyst av bevegelse av elektroner i et halvledermateriale, noe som gjør dem energieffektive og ekstremt elastiske over lange perioder.

Hva er typen LED som brukes i lysapplikasjoner?

The White LED er den mest spennende nye lysteknologien siden introduksjonen av lysrørene. Lysdioder med høy intensitet er nå populære på grunn av deres høye krav til lav strøm. Høye hvite lysdioder brukes i økende grad i belysning som et mål for å spare energi. Anvendelser av hvit LED inkluderer bakgrunnsbelysning i mobiltelefoner, LCD-bakgrunnsbelysning, hjem- og kjøretøybelysning, displaybrett etc. LED-lampene er ekstremt små i størrelse og bruker lite energi og konverterer effektivt strøm til lys.

Hvorfor foretrekkes den hvite lysdioden?

En LED med høy watt produserer vanligvis rundt 75-100 lumen per watt på bekostning av 350 milli ampere strøm. Energitap gjennom varme er praktisk talt null i lysdioder, og de har veldig lang levetid på tusenvis av timer. LED-er er miljøvennlige enheter siden de ikke inneholder bly eller kvikksølv. I motsetning til lysrør avgir ikke LED-lys UV-stråler.

A1 watt hvit LED gir rundt 100 lm lysstrøm som er tilstrekkelig til å lyse et trangt område. Mengden lys som sendes ut av en lyskilde måles i form av lumen. For eksempel avgir en 60 Watt-pære 730 lumen, og den av en 50 Watt halogenlampe er 900 lumen. Hver LED-brikke har et areal på bare en kvadrat millimeter, noe som gir veldig konsentrert lysstyrke

Fremover spenningsfallet på 1 watt hvit LED er 3,3 volt og bruker 350 milli ampere strøm. Dermed krever vanlig hvit LED 3 volt og rundt 40 mA strøm for å gi maksimal lysstyrke.

Hvite lysdioder med høy effekt kan kjøres med høy strøm på hundrevis av milli ampere til en ampere for å produsere lys med høy intensitet. Noen fabrikater kan produsere over tusen lumen. HPLED-ene må monteres på en varmeavleder for å tillate varmespredning, ellers vil enheten skade lett.

To måter å konstruere hvit LED på

• Metoden innebærer å belegge en LED-brikke (for det meste blå laget av Indium Gallium Nitride, InGaN) med fosfor i forskjellige farger for å produsere det hvite lyset. Den delen av lysspekteret som tilsvarer det blå lyset blir overført til lengre bølgelengde gjennom en prosess kjent som Stokes ’skift. Det hvite lyset fra hvite lysdioder kommer fra det smale båndblått som naturlig sendes ut av GaN-lysdioder, pluss et bredspektret gult generert av et fosforbelegg på matrisen som absorberer en andel av det blå og konverterer det til gult. InGaN kan produsere operative bølgelengder fra grønt til ultrafiolett ved å variere de relative mengdene av indium og gallium under produksjonen. Det ofte brukte fosformaterialet er Cerium-dopet Yttrium aluminium Granat eller Ce3 + YAG.
• Hvite lysdioder kan også lages ved å belegge nær UV-emitterende lysdioder med en blanding av høyeffektiv Europium-basert rød og blå emitterende fosfor pluss grønt emitterende kobber og aluminium-dopet sinksulfid. Dette er en metode som ligner på hvordan fluorescerende lamper fungerer. Denne metoden er mindre effektiv enn den blå lysdioden med fosfor, siden Stokes-skiftet er større og mer energi blir derfor konvertert til varme. En annen ulempe er at UV-lys kan lekke fra en LED som ikke fungerer, og forårsake menneskers øyne eller hud.

3 Applikasjoner som involverer LED som lyskilde

• LED-basert nødlampe

Den kan kobles til stikkontakten, og den lyser i øyeblikket strømbrudd. Det avgir kaldt hvitt lys i rommet, som også er tilstrekkelig for leseformål. Den drives av et 4,5 volt trådløst telefonbatteri og bruker 1 watt hvit LED.

Arbeid av systemet

Kretsen bruker en liten nedgangstransformator på 300 mA, 300 mA, en bro likeretter som består av D1 til D4 og utjevnende kondensator C1 som strømforsyning for å lade det 4,5 volt oppladbare batteriet. 4,5 volt transformatoren er lett tilgjengelig og brukes vanligvis i LED nødlys . Den faller 230 volt vekselstrøm til lav volt vekselstrøm, som deretter utbedres av fullbølge likeretteren. Kondensator C1 gjør DC-krusningen gratis for lading. Motstand R1 gir rundt 80 milli ampere strøm for lading. Siden kretsen alltid er koblet til, er lav strøm ideell for lading. Det oppladbare batteriet som brukes i kretsen er et trådløst telefonbatteri på 4,5 volt.
Når strømmen er tilgjengelig, lades batteriet via R1 og D5. Samtidig får PNP-transistoren positiv forspenning gjennom R1, og den forblir av. Når strømmen svikter, vil D5 reversere forspenninger og basen til T1 bli negativ. Deretter leder og tenner LED-lampen. Når strømmen gjenopptas, slås LED automatisk av.

1W-LED-nødlampe

Hvordan sette?

Kretsen kan settes sammen på et lite stykke perf-kort. Sett krets, transformator og batteri i en plug-in adapterboks. Fest LED utenfor boksen, helst med reflekterende bakgrunn. Du kan lime inn foliepapir for dette formålet, og det vil også fungere som en kjøleribbe for LED-lampen. Siden høy strøm strømmer gjennom T1 når LED-lampen lyser, krever T1 en varmeavleder. 1 watt hvit LED kostet rundt Rs.50 og batteriet Rs.150.

• Automatisk lampe med 1 W LED

Her er en Automatisk lampe med høy effekt Hvit LED som tennes om kvelden og holder på til morgenen. Hvite lysdioder blir brukt i disse dager, da de trenger en enkel likestrømforsyning for å drive og kontrollere dem, i motsetning til glødelamper med gassutladning. LED-en som brukes har en rating på 1 W, og regulert strømforsyning uten transformator brukes til å drive enheten.

Arbeid av systemet

Kondensatorene c1 og c2 slipper vekselstrømmen til en lavere verdi. Normalt brukes kondensatorer med høy verdi. Bro-likeretterseksjonen produserer en pulserende DC-utgang fra vekselstrømssignalet. Kondensatoren fjerner ac-krusninger som er tilstede i likestrømssignalet. Dette filtrerte signalet påføres over zenerdioden, som gir en regulert DC-utgang over terminalen. Kondensatoren c3 tillater generelt vekselstrømssignal å passere gjennom den og blokkerer likestrømssignalet. Det fungerer som et bypass-element. LDR og T1 danner en lysfølsom bryter for å slå LED-lampen på / av. LDR tilbyr høy motstand i mørke og lav motstand i lys. Så på dagtid leder LDR og T1-basen vil bli trukket til jordpotensialet, og det forblir av for å slå av den hvite lysdioden. I løpet av natten, når dagslyset opphører, øker motstanden til LDR og T1 får tilstrekkelig basiskap og oppførsel. Lysdioden som er koblet til samleren T1 lyser deretter. BD 139 er en middels kraftig NPN-transistor og dens pinneforbindelser er Base - Collector - Emitter fra forsiden. Varmeavleder er nødvendig for T1, siden LED-en passerer rundt 100 millimeter strøm. LED brukt i kretsen er en 1 watt hvit LED som har et fremover spenningsfall på 3,3 volt og krever 350milli strøm for å få full lysstyrke.

• Bærbar nødlampe med mobil lader

Her er bærbar nødlampe med mobil lader. Den bruker en sterk, lys hvit LED som kan gi tilstrekkelig lys i rommet når strømmen svikter. En hvit LED kan være en Indium Gallium Nitride LED som avgir et blåhvitt lys, som kan filtreres ved hjelp av et fosforfilter i linsen eller ved å bruke en blanding av flerfargede lysdioder. Den kan også brukes som en mobil lader i plug-in-modus også under reisen.

Arbeid av systemet

Strømforsyningen til kretsen er avledet fra en 0-6 volt 300 mA nedtrapp-transformatorer, en fullbølge-likeretter som består av D1 til D4 og utjevningskondensatoren C1. Nødlyskretsen består av diode D5, motstand R2 og transistoren T1.Når nettstrømmen er tilgjengelig, vil diode D5 forspenne og 6 volt batteriet lades gjennom motstanden R2. Samtidig vil PNP-transistoren T1 være ute av ledning siden basen holdes høy gjennom R1. Den hvite lysdioden som er koblet til samleren til T1, forblir av. Når strømmen svikter, reverserer D5 forspenninger og basen til T1 får en negativ forspenning og den leder. Hvit lysdiode slås deretter på med strøm fra batteriet. Mobilladerseksjonen i kretsen består av en Zener-basert regulert strømforsyning. Ladestrøm kan tappes fra punktene A og B ved hjelp av passende kontakt.

Bærbar nødlys med mobil lader

Nå håper jeg at du har en ide om konseptet med LED-lyskilder, og hvis du har spørsmål fra artikkelen og fra de elektriske elektroniske prosjektene, kan du legge igjen kommentarfeltet nedenfor.