Výkonné polia LED v osvetlení: vlastnosti zariadenia a aplikácie

Od vývoja prvej prakticky použiteľnej LED diódy profesora Nicka Holonyaka na univerzite v Illinois v roku 1962 uplynulo viac ako pol storočia, avšak revolučný vynález dodnes prechádza progresívnymi zmenami, stáva sa dokonalejšími, technologickejšími a užitočnejšími.

Elektroluminiscencia polovodičového prechodu s rekombináciou elektrónov a dier je teraz základom supereekonomických svetelných zdrojov. LED, často nazývané LED (skratka pre anglickú diódu vyžarujúcu svetlo), si lampy postupne získavajú stabilnú pozíciu na trhu moderných energeticky úsporných osvetľovacích technológií tak pre domáce potreby, ako aj pre podniky a dokonca aj pre systémy pouličného osvetlenia.

Žiarovky LED prevyšujú bezpečnosť kompaktné žiarivky, ktoré obsahujú ortuť a žiarovky a teraz sa stali úplne pozostatkom dávnej minulosti.

Hlavným dôvodom, prečo sú žiarovky nahradené svetelnými zdrojmi LED, je to, že žiarovka vyžaruje veľmi široké spektrum, z ktorého významná časť na osvetlenie jednoducho nefunguje. Iba 5 percent z celkovej energie spotrebovanej žiarovkou ide na osvetlenie a zvyšok na vykurovanie.

Preto sú na trhu v poslednej dobe také zastúpené veľmi silné LED a polia LED (monolitické zostavy), ktoré nahrádzajú priemyselné svietidlá. LED vyžaruje v pomerne úzkom rozsahu spektra, napríklad oranžová LED má vlnovú dĺžku v rozsahu od 590 nm do 610 nm.

Výhody LED svetelných zdrojov zahŕňajú:

• vysoký svetelný výkon porovnateľný so sodíkovými žiarovkami (dosahuje sa hodnota 160 lúmenov na watt),

• pevnosť a odolnosť proti vibráciám, dlhá životnosť (až 100 000 hodín),

• široký rozsah pre výber teploty svetla (od teplých 2700 K do studených 6500 K),

• spektrálna čistota poskytovaná samotným zariadením.

Vďaka nízkej zotrvačnosti sa svetlo okamžite zapne pri úplnom jasu bez ohľadu na teplotu okolia a zapnutie / vypnutie nemá významný vplyv na životnosť LED diód. Uhol žiarenia môže byť od 15 do 180 stupňov.

Používanie takýchto výrobkov je pre ľudí úplne bezpečné z dôvodu nízkeho napájacieho napätia, nízkej prevádzkovej teploty a samozrejme z hľadiska životného prostredia priaznivej povahy vďaka neprítomnosti ortuti a fosforu, ako aj ultrafialovej časti žiarenia v spektre. Malo by sa však pamätať na to, že vysoké teploty sú škodlivé pre akýkoľvek polovodič, preto by ste nemali dovoliť zahrievanie nad 60 - 70 stupňov Celzia.

Výkonné polia LED sú zostavy niekoľkých kryštálov v jednom bloku. Žiariace kryštály potiahnuté fosforom sú zapojené do série paralelne, aby sa optimalizovala spotreba prúdu.

Plochý povrch bloku je priehľadný plastový povlak, ktorý vám umožňuje nainštalovať ďalšiu optiku na vytvorenie potrebného vzoru rozptylu svetla. Matrice sú dodávané s pomerne hrubým medeným alebo hliníkovým substrátom s montážnymi otvormi na pripevnenie jednotky na chladič.

Hladký povrch podkladu zaisťuje spoľahlivý kontakt jednotky s chladičom. Inštalácia by sa mala vykonávať opatrne, aby nedošlo k deformácii alebo poškodeniu krytu. Tepelne vodivá pasta sa má nanášať na celý povrch podkladu.

Prierez spojovacích vodičov by nemal byť menší ako 0,5 štvorcových milimetrov a plocha odvodu tepla na watt by mala byť asi 20 až 30 štvorcových centimetrov pri teplote okolitých predmetov 25 až 35 stupňov Celzia. Takéto matrice sú dostupné pri rôznych menovitých výkonoch, až do 300 wattov alebo viac. V zásade neexistujú žiadne obmedzenia týkajúce sa veľkosti matíc.

Priemerná hodnota prevádzkového napätia pre jeden kryštál je asi 3,4 voltu a prúdová sila je asi 350 miliampérov. Tieto hodnoty sa môžu mierne líšiť, ale nemali by ste prekročiť povolené napätie pre konkrétnu zostavu, pretože LED diódy majú prudko rastúcu charakteristiku prúd-napätie a rýchlo sa vyhoria, ak prúd prekročí kritickú hodnotu pre kryštál.

Použitie radiátora s rezervou v oblasti je najlepším poistením pre dlhú, spoľahlivú a bezproblémovú prevádzku matice LED. Ak obmedzíte prúd cez kryštál na 320 miliampérov, svetelný tok sa zníži o 3 až 5%, ale súčasne sa životnosť kryštálu LED zvýši o rádovo a podmienky pre jeho napájanie budú ideálne.

Zdrojom energie pre LED diódy môže byť akýkoľvek zdroj so stabilizáciou záťažového prúdu, a ak nedochádza k stabilizácii prúdu, musí sa poskytnúť značná rezerva na prekročenie maximálneho povoleného prúdu. Zmena napájacieho napätia o 1 volt môže viesť k zvýšeniu prúdovej sily faktorom dva až tri a výsledkom bude degradácia kryštálu (kryštál bude poškodený - svetelný tok sa zníži) alebo stmavnutie fosforu.

Pri navrhovaní kombinácií skupín LED v sériovo-paralelných pripojeniach, pokiaľ možno sériovom zapojení, sa vyhnite vysokým prevádzkovým prúdom.

Ak prevádzková teplota kryštálu po dlhú dobu prekročí optimálnu hodnotu, fosfor stmavne a stratí svoju funkciu pod vplyvom teploty. Stmavenie a deštrukcia fosforu môže spôsobiť priame slnečné žiarenie, ak bude naďalej ovplyvňovať povrch LED.

Je žiaduce zahrnúť tepelné zariadenie do konštrukcie zdroja energie a umiestniť jeho snímač na žiarič žiarovky.

Ak plánujete v zime na ulici používať maticu LED, musíte vziať do úvahy, že elektrolytické kondenzátory v napájacom zdroji majú obmedzenia pri používaní pri nízkych teplotách, preto najlepším riešením by bolo umiestniť napájací zdroj do miestnosti.

Pri používaní matíc LED na ulici pri nízkych teplotách treba pamätať na to, že účinnosť sa výrazne zvýši a svetelný výkon sa zvýši o 10 - 20 percent nominálnej hodnoty. A po 500 až 1000 hodinách prevádzky bude svetelný výkon v každom prípade o 5 až 10 percent viac, táto vlastnosť kryštálov sa nazýva „tréningový efekt“.

Výber radiátora pre pouličné osvetlenie si tiež vyžaduje osobitnú pozornosť. Nemal by obsahovať zbytočné výčnelky, zárezy a ohyby, aby bola maximálna prirodzená konvekcia a aby sa na jeho povrchu nemohli hromadiť zvyšky a nečistoty.

Je žiaduce usporiadať napájaciu jednotku žiarovky tak, aby všetka vlhkosť nahromadená vo vnútri žiarovky neovplyvňovala najmenej obvodové prvky.

Každý rok sa vylepšuje technológia výroby vysoko výkonných LED polí, výrobcovia hľadajú najlepšie možnosti pre fosfor. V súčasnosti väčšina výrobcov používa žlté fosfory, sú to modifikované verzie granátu ytria a hliníka dopovaného trojmocným cérom.

Technológie LED osvetlenia sú efektívne a ich návrhy sú pomerne jednoduché. Oni sú široko používané v svetlomety, žiarovky, LED pásy, dekoratívne osvetlenie a v jednoduchých baterkách. Ich svetelný výkon dosahuje 5 000 lm.

LED moduly sa dnes používajú na osvetlenie budov, ulíc, reklamných štruktúr, tunelov a mostov, fontán, na osvetlenie kancelárskych a priemyselných priestorov, bytových interiérov a nábytkových prvkov, ako aj na rôzne moderné dizajnové projekty.

Počas prázdnin výkonné LED osvetľovacie systémy zdobia fasády budov, stromov a iných objektov. Spoľahlivosť svetelných zdrojov LED umožňuje ich použitie na miestach, ktoré sú ťažko prístupné pre častú výmenu.

V súčasnosti v mnohých krajinách sveta LED osvetlenie rýchlo nahradilo ostatné. Mnoho miest plánuje čoskoro prejsť na pouličné osvetlenie LED.

Comments

[#1 Paul]

Nie je to tak dávno, čo nikto nebral LED žiarovky vážne. Maximálne miesto, kde by sa dali použiť, je dekor a miestne osvetlenie. Dokonca aj pri miestnom osvetlení bolo ťažké ho používať kvôli malému svetelnému toku. Technológia sa však mení veľmi rýchlo a teraz LED žiarovky nahrádzajú všetky ostatné typy všetkých typov osvetlenia. Výkonné LED žiarovky majú budúcnosť a navyše veľmi blízku budúcnosť. V priebehu niekoľkých rokov sa úplne všetko osvetlenie stane výlučne LED a iné typy žiaroviek sa budú používať iba vo veľmi zriedkavých individuálnych prípadoch. Jediným obmedzujúcim faktorom je otázka nákladov na vysokovýkonné LED žiarovky. Cena vysokokvalitných LED žiaroviek však neustále klesá a vzhľadom na ich vážne výhody sa odporúča investovať do LED osvetlenia a dosiahnuť ekonomický efekt v prevádzkovom čase, náklady na údržbu žiaroviek a výrazné zníženie spotreby elektrickej energie.

[#2]

Na toto osvetlenie je prenesený všetok Ryazan. Do akej miery je to pre vodičov nebezpečné. Pri slabej viditeľnosti chodec zmizne v tieni druhej žiarovky. Nevýhodou je smerové svetlo diód. Aj keď stále existujú ulice s DNaT, aké príjemné je jazdiť po nich. Ospravedlňujeme sa za ne všetky menej.

[#3]

Chcel by som čiastočne nesúhlasiť s autorom prvej poznámky a uviesť niekoľko poznámok k článku.
1. Najbežnejšie výkonné LED diódy s priemernými nákladmi majú svetelnú účinnosť najviac 99 lm / watt. Vyšší svetelný výkon má iba veľmi drahé LED diódy.
2. Svetelná účinnosť žiaroviek Dnat je približne 150 - 200 lm / watt. Preto sú lampy Dnat najúčinnejším zdrojom svetla. Náklady na žiarovky Dnat sú vysoké, LED diódy však nie sú lacné ... LED diódy však majú dobré farebné vykreslenie Ra najmenej 70, pre Dnat Ra iba 25 alebo menej ...
3. LED diódy majú skutočne dlhú životnosť. Pri dlhodobej prevádzke sa však svetelný výkon diód vyžarujúcich svetlo znižuje, v skutočnosti ich nikto tak dlho nevyužije.
4. Výkon LED žiaroviek, ako aj svietidiel, je vážne obmedzený. Napríklad výkon domácich LED žiaroviek je zdanlivo obmedzený na úrovni 8 až 10 wattov.
5. Pravdepodobne jeden z najoptimálnejších zdrojov svetla má doteraz lineárne žiarivky. Existujú napríklad žiarovky s trojvrstvovým fosforom, ktorý má farebné podanie na úrovni Ra = 80.