El LED puede emitir directamente luz roja, amarilla, azul, verde, cian, naranja, violeta y blanca.
LED (diodo emisor de luz), un dispositivo semiconductor de estado sólido que convierte la energía eléctrica en luz visible, convierte la electricidad directamente en luz. El corazón del LED es una oblea semiconductora con un extremo unido a un soporte, un extremo es el polo negativo y el otro extremo está conectado al ánodo del LED. Fuente de alimentación LED, de manera que toda la oblea queda encapsulada por epoxi.
La oblea semiconductora consta de dos partes, una parte es un semiconductor de tipo P, en el que predominan los huecos, y el otro extremo es un semiconductor de tipo N, que está formado principalmente por electrones. Pero cuando los dos semiconductores están conectados, forman una unión PN. Cuando se aplica una corriente a la oblea a través del cable, los electrones son empujados hacia la región P. En la región P, los electrones se recombinan con los huecos y luego la energía se emite en forma de fotones. Este es el principio de emisión de luz LED. La longitud de onda de la luz, que es el color de la luz, está determinada por el material que forma la unión PN.
El LED puede emitir directamente luz roja, amarilla, azul, verde, cian, naranja, violeta y blanca.
El LED se utilizó originalmente como fuente de luz indicadora para instrumentación. Más tarde, se utilizaron ampliamente varios LED de colores claros en semáforos y pantallas de gran superficie, lo que generó buenos beneficios económicos y sociales. Tomando como ejemplo un semáforo rojo de 12 pulgadas, en Estados Unidos se utilizó como fuente de luz una lámpara incandescente de 140 vatios con un rendimiento de larga duración y poca luz, que produjo 2000 lúmenes de luz blanca. Después de pasar el filtro rojo, la pérdida de luz es del 90%, dejando solo 200 lúmenes de luz roja. En la lámpara de nuevo diseño, Lumileds utilizó 18 fuentes de luz LED rojas, incluidas las pérdidas del circuito, para consumir 14 vatios de electricidad, lo que produciría el mismo efecto de luz. Las luces de señalización de automóviles también son un área importante para las aplicaciones de fuente de luz LED.
Para la iluminación general, las personas necesitan una fuente de luz blanca. En 1998, se desarrollaron con éxito los LED blancos. Este LED se fabrica encapsulando un chip GaN y granate de itrio y aluminio (YAG). El chip GaN emite luz azul (λp = 465 nm, Wd = 30 nm), y el fósforo YAG que contiene Ce3+ preparado por sinterización a alta temperatura se excita con la luz azul para emitir luz amarilla, y el valor pico es 550n lámpara LED m. El sustrato LED azul está montado en una cavidad reflectante en forma de cuenco cubierta con una fina capa de resina mezclada con YAG, aproximadamente 200-500 nm. La parte azul del sustrato LED es absorbida por el fósforo, y la otra parte de la luz azul se mezcla con la luz amarilla emitida por el fósforo para obtener luz blanca.
En el caso del LED blanco InGaN/YAG, modificando la composición química del fósforo YAG y ajustando el espesor de la capa de fósforo, se puede obtener luz blanca de varios colores con una temperatura de color de 3500 a 10000 K. Este método de obtención de luz blanca mediante un LED azul tiene las ventajas de una estructura sencilla, un bajo coste y una alta madurez técnica, por lo que es el más utilizado.
1.Origen de la barra de luz LED
En la década de 1960, los científicos y técnicos desarrollaron diodos emisores de luz LED utilizando el principio de la luz de unión PN de semiconductores. El LED utilizado en ese momento estaba hecho de GaASP y su color luminiscente era rojo. Después de casi 30 años de desarrollo, los LED que son muy conocidos por todos han podido emitir rojo, naranja, amarillo, verde, azul y otros colores. Sin embargo, los LED blancos necesarios para la iluminación solo se desarrollaron después del año 2000. Aquí, los lectores conocerán los LED blancos para iluminación.
desarrollo de
La primera aplicación de la fuente de luz LED basada en el principio de la luz de unión PN de semiconductores se introdujo a principios de la década de 1960. El material utilizado en ese momento era GaAsP, que emite luz roja (λp = 650 nm). Cuando la corriente de excitación es de 20 mA, el flujo luminoso es de solo unas pocas milésimas de lúmenes y el rendimiento óptico correspondiente es de aproximadamente 0.1 lm/W.
A mediados de la década de 1970, se introdujeron los elementos In y N para producir luz verde (λp = 555 nm), luz amarilla (λp = 590 nm) y luz naranja (λp = 610 nm), y también se mejoró el rendimiento óptico a 1 lm/W.
A principios de la década de 1980, apareció la fuente de luz LED de GaAlAs, lo que aumentó el rendimiento óptico del LED rojo hasta 10 lúmenes por vatio.
A principios de la década de 1990, el desarrollo de dos nuevos materiales, GaAlInP, que emite luz roja y amarilla, y GaInN, que emite luz verde y azul, han mejorado enormemente el rendimiento óptico de los LED.
En el año 2000, el primero fabricó LED en las regiones roja y naranja (λp=615nm) con una eficacia luminosa de 100 lúmenes por vatio, mientras que el segundo fabricó LED con una eficacia luminosa de 50 lúmenes en la región verde (λp=530nm). /vatio.
Recuerdos de iluminación
- 1879 Edison inventó la luz eléctrica;
- Están disponibles lámparas fluorescentes del año 1938;
- Está disponible la lámpara halógena del año 1959;
- En 1961 salió la lámpara de sodio de alta presión;
—Lámpara de halogenuros metálicos de 1962;
—1969 La primera luz LED (roja);
—Luz LED verde 1976;
—Luz LED azul 1993;
—Luz LED blanca 1999;
—Se utilizan 2000 LED en la iluminación interior.
El desarrollo del LED es la segunda revolución en los 120 años transcurridos desde el desarrollo de la iluminación de calor blanco.
- A principios del siglo XXI, los LED desarrollados a través del maravilloso encuentro entre la naturaleza, los humanos y la ciencia se convertirán en la innovación del mundo de la luz, la revolución de la luz de la tecnología verde esencial para la humanidad.
—El LED supondrá una renovada revolución lumínica desde que Edison inventó la bombilla.
La iluminación LED se basa principalmente en una sola lámpara LED blanca de alta potencia. Los tres principales fabricantes de iluminación LED del mundo tienen una garantía de tres años. Las partículas grandes son mayores o iguales a 100 lúmenes por vatio, y las partículas pequeñas son mayores o iguales a 110 lúmenes por vatio. La descomposición de la luz de las partículas grandes es inferior al 3 % anual, y la de las partículas pequeñas es inferior al 3 % anual.
Las farolas solares LED, los reflectores LED, las luces de techo LED y las lámparas fluorescentes LED ya se fabrican en serie. Por ejemplo, una lámpara fluorescente LED de 10 vatios puede reemplazar una lámpara fluorescente común de 40 vatios o una lámpara de bajo consumo.
Cada vez hay más lámparas LED de bajo consumo en los hogares de la gente común, ¡pero aún no son populares!
1. Ahorro de energía: El consumo energético de los LED blancos es sólo 1/10 del de las lámparas incandescentes y 1/4 del de las lámparas de bajo consumo.
2. Longevidad: la esperanza de vida de hasta 100,000 horas o más, para la iluminación doméstica común, se puede describir como "una vez y para siempre".
3. Puede funcionar en estado de alta velocidad: si la lámpara de ahorro de energía se enciende o apaga con frecuencia, el filamento se volverá negro y se romperá rápidamente, por lo que es más seguro.
4. El embalaje de estado sólido es un tipo de fuente de luz fría, por lo que es muy fácil de transportar e instalar y se puede instalar en cualquier equipo en miniatura y cerrado, sin temor a las vibraciones.
5. La tecnología LED avanza día a día, su eficiencia luminosa está logrando avances sorprendentes y los precios están bajando constantemente. La era de los LED blancos que ingresan a los hogares está llegando rápidamente.
6. Protección del medio ambiente, sin sustancias nocivas como el mercurio. Los componentes ensamblados de las bombillas LED se pueden desmontar y ensamblar fácilmente y pueden ser reciclados por otros sin necesidad de que el fabricante los recicle.
7. La tecnología de distribución de luz expande la fuente de luz puntual LED en una fuente de luz de superficie, aumenta la superficie luminosa, elimina el deslumbramiento, sublima el efecto visual y elimina la fatiga visual.
8. La lente y la pantalla están integradas. La lente también tiene la función de concentrar y proteger, evitando el desperdicio repetido de luz y haciendo que el producto sea más simple y hermoso.
9. Paquete de LED de alta potencia en forma de grupo plano y diseño integrado de disipador de calor y portalámparas. Garantiza totalmente los requisitos de disipación de calor y la vida útil del LED, y satisface fundamentalmente el diseño arbitrario de la estructura y la forma de la lámpara LED, y tiene las características distintivas de la lámpara LED.
10. El ahorro de energía es notable. La fuente de luz LED de alta potencia y ultrabrillante, combinada con una fuente de alimentación de alta eficiencia, ahorra más del 80% de electricidad en comparación con las lámparas incandescentes tradicionales y el brillo es 10 veces mayor que el de las lámparas incandescentes con la misma potencia.
11. La vida útil es de más de 50,000 horas, más de 50 veces la de las lámparas de tungsteno tradicionales. El LED utiliza un proceso de embalaje avanzado y altamente confiable: soldadura eutéctica para garantizar completamente la larga vida útil del LED.
12, sin luz estroboscópica. El funcionamiento con CC elimina la fatiga visual causada por la iluminación estroboscópica.
13. Ecológico y respetuoso con el medio ambiente. No contiene elementos contaminantes como plomo y mercurio y no contamina el medio ambiente.
14. Resistente a los impactos, resistente a la luz, sin radiación ultravioleta (UV) ni infrarroja (IR). Sin filamento ni carcasa de vidrio, sin el problema de fragmentación del tubo de la lámpara tradicional, sin daños al cuerpo humano, sin radiación.
15. El trabajo con bajo voltaje térmico es seguro y confiable. Temperatura de la superficie ≤ 60 °C (a temperatura ambiente Ta = 25 °C).
16, amplio rango de voltaje, luces LED universales y fuentes de alimentación. Corriente constante de rango de voltaje completo de 85 V ~ 264 V CA, para garantizar que la vida útil y el brillo no se vean afectados por las fluctuaciones de voltaje.
17, utilizando tecnología de corriente constante PWM, alta eficiencia, bajo calor, alta precisión de corriente constante.
18. Reduce la pérdida de potencia de la línea de suministro eléctrico y evita la contaminación de la red eléctrica. Factor de potencia ≥ 0.9, distorsión armónica ≤ 20 %, EMI cumple con los indicadores globales, lo que reduce la pérdida de potencia de la línea de suministro eléctrico y evita la contaminación por interferencias de alta frecuencia de la red eléctrica.
19. El portalámparas estándar universal puede reemplazar directamente la lámpara halógena, la lámpara incandescente y la lámpara fluorescente existentes.
20, la tasa de eficiencia luminosa puede ser tan alta como 80lm / w, una variedad de temperatura de color de luces LED opcional, alto índice de reproducción cromática, buena reproducción cromática.
Obviamente, a medida que el costo de las luces LED disminuya con la mejora continua de la tecnología LED, las lámparas de bajo consumo y las lámparas incandescentes seguramente serán reemplazadas por lámparas LED.
El país está prestando cada vez más atención a las cuestiones de conservación de energía de la iluminación y protección del medio ambiente, y ha estado promoviendo vigorosamente el uso de lámparas LED.
Ventajas e inconvenientes
* Problema de disipación de calor: si la disipación de calor no es buena, la vida útil se acortará considerablemente.
* La lámpara LED de gama baja sigue siendo menos eficiente energéticamente que la lámpara de ahorro de energía (tubo de cátodo frío, CCFL).
*El coste de compra inicial es mayor.
* Debido a la fuerte direccionalidad de la fuente de luz LED, el diseño de la luminaria debe considerar las características ópticas especiales del LED.
Lo que sigue es una comparación de luces de neón y luces LED, agregando la última tecnología LED para comparar, no la información que todos vieron en la red antes.
1. ¿La fuente de luz LED tiene una vida útil de 100,000 horas?
Según una atenuación de la luz del 7 %, la vida útil real es de solo unas 50,000 3 horas. Según una atenuación de la luz del 80,000 %, la vida útil real puede alcanzar las XNUMX XNUMX horas.
2. ¿La tira LED no se calienta?
Si, es necesario disipar el calor.
3. ¿Pueden los LED sustituir a las lámparas incandescentes?
El flujo luminoso, la eficiencia lumínica y la reproducción cromática pueden mejorarse, pero son demasiado caros y no van a disminuir en los últimos años. Sin embargo, el coste de sustitución de las lámparas incandescentes se puede reducir aumentando el flujo luminoso del producto.
4. ¿Pueden utilizarse los LED simplemente como fuentes de luz ordinarias?
No, para impulsar la potencia, las luces LED ópticas y la conducción del calor.
5. Comparación del rendimiento y las ventajas de dos fuentes de luz
Las ventajas del neón han sido cubiertas por los LED, pero el precio de los LED es demasiado alto.
6. Comparación de fuentes de alimentación para dos fuentes de luz
El voltaje bajo del LED es bueno, pero la corriente es demasiado grande. La corriente de entrada de una sola lámpara LED de 1 vatio con partículas grandes es de 350 mA.
7. Comparación de técnicas de control para dos fuentes de luz
Los LED son fáciles de implementar, pero las luces de neón son muy populares.
8. Comparación de la estabilidad de las dos fuentes de luz.
Los LED son inconsistentes y las luces de neón son bastante estables. Algunos fabricantes pueden ser relativamente estables, como por ejemplo combinando CREE con chips AOD para aprovechar sus respectivos chips.
9. Comparación de los precios de las dos fuentes de luz.
Los LED son más caros, pero el amarillo y el rojo son bastante iguales. El más caro es el LED de luz blanca.
10. Comparación de dos tipos de fuentes de luz para uso en exteriores
Las luces LED pueden ser completamente impermeables y a prueba de polvo.
11. Comparación de dos mercados de fuentes de luz
El valor de producción anual de los productos de iluminación globales es de 42 mil millones de dólares estadounidenses (15 mil millones de dólares estadounidenses de China) y la fuente de luz LED es menos del 1%.
fuente de luz
1 Nueva fuente de luz ecológica y respetuosa con el medio ambiente: el LED utiliza una fuente de luz fría, el deslumbramiento es pequeño, no emite radiación y no produce sustancias nocivas durante el uso. El LED tiene un voltaje de funcionamiento bajo, adopta el modo de accionamiento de CC, un consumo de energía ultrabajo (tubo único de 0.03 a 0.06 W) y la conversión de energía electroóptica es cercana al 100 %, lo que supone un ahorro de energía de más del 80 % que la fuente de luz tradicional con el mismo efecto de iluminación. Los LED tienen mejores beneficios ambientales, no hay rayos ultravioleta ni infrarrojos en el espectro, y los desechos se pueden reciclar, no contaminan, no contienen mercurio y se pueden tocar de forma segura. Es una fuente de iluminación ecológica típica.
2. Larga vida útil: el LED es una fuente de luz fría sólida, encapsulada en resina epoxi, antivibración, no hay piezas sueltas en el cuerpo de la lámpara, no hay defectos como emisión de luz del filamento, deposición de calor, decaimiento de la luz, etc. La vida útil puede alcanzar las 60,000 100,000 ~ 10 30 horas. Las horas son más de 50 veces la vida útil de las fuentes de luz tradicionales. El rendimiento del LED es estable y puede funcionar normalmente en un entorno de -XNUMX ~ + XNUMX ° C.
3. Transformación múltiple: la fuente de luz LED puede utilizar los tres colores primarios, rojo, verde y azul. Bajo el control de la tecnología informática, los tres colores tienen 256 niveles de gris y se pueden mezclar de forma arbitraria, lo que puede producir 256X256X256 (es decir, 16777216) colores, formando diferentes colores de luz. La combinación. El color de la combinación LED es variado, lo que permite una variedad de cambios dinámicos y varias imágenes.
4 Alta tecnología: En comparación con el efecto de emisión de luz de las fuentes de luz tradicionales, la fuente de luz LED es un producto microelectrónico de bajo voltaje, que combina con éxito la tecnología informática, la tecnología de comunicación en red, la tecnología de procesamiento de imágenes y la tecnología de control integrado. El tamaño del chip utilizado en la lámpara LED convencional es de 0.25 mm × 0.25 nm, y el tamaño del LED para iluminación es generalmente de 1.0 mm × 1.0 mm o más. La estructura de mesa de trabajo moldeada por matriz de LED, la estructura de pirámide invertida y el diseño de chip invertido pueden mejorar su eficiencia luminosa y emitir más luz. Las innovaciones en el diseño de paquetes de LED incluyen sustratos de bloque de metal de alta conductividad, diseños de chip invertido y marcos de conductores fundidos en placa desnuda. Estos métodos se pueden utilizar para diseñar dispositivos de alta potencia y baja resistencia térmica, y estos dispositivos tienen una iluminación más alta que los LED convencionales. La iluminancia del producto es mayor.
Un dispositivo LED de alto rendimiento típico puede generar desde varios lúmenes hasta decenas de lúmenes, y un diseño actualizado puede integrar más LED en un solo dispositivo o instalar varios dispositivos en un solo conjunto, lo que da como resultado una salida de lúmenes equivalente. Para lámparas incandescentes pequeñas. Por ejemplo, un dispositivo LED monocromo de 12 chips de alta potencia puede generar 200 lm de energía luminosa, lo que consume entre 10 y 15 W.
La aplicación de la fuente de luz LED es muy flexible y se puede convertir en productos ligeros, cortos y cortos de varias formas, como punto, línea y superficie. El control del LED es muy bueno. Siempre que se ajuste la corriente, se puede atenuar a voluntad; la combinación de diferentes colores de luz es multi-extremo y se utiliza el circuito de control de temporización. , puede lograr una variedad de cambios dinámicos. Los LED se han utilizado ampliamente en una variedad de equipos de iluminación, como linternas a batería, luces en miniatura activadas por voz, luces de seguridad, luces de escaleras interiores y exteriores, y edificios y luces continuas marcadas.
