Перевести страницу
0
Корзина пуста

ИП  A L M A T Y - S E R V I C E 


Аккумуляторы, зарядные устройства, экраны, клавиатуры, корпуса, все для Вашего ноутбука.

В наличии и под заказ (от 2х недель).


Светодиоды SMD для прожекторов

Светодиодная led, состав и принцип работы

 

Light emmiting diode или светодиод Led – это прибор, который с помощью полупроводника преобразует электрический ток в световое излучение. Первые светодиодные лампы led применялись в различных электронных устройствах для индикации. Однако из-за необходимости экономии электрической энергии led-технологии заняли плотную нишу во всех сферах человеческой деятельности.

 Современная Led состоит из кристалла-полупроводника, оптической системы и корпуса, который имеет специальные контактные выводы. Несмотря на простоту элементов светильник светодиодный имеет достаточно сложный принцип работы. Для того, чтобы получить свечение необходимы два контактирующих между собой полупроводника с разными типами проводимости электрического тока, так называемый p-n-переход. Для того, чтобы получить такой результат верхний контактный слой кристалла покрывают разными примесями: один - акцепторной составляющей, а другой - донорской. Однако, чтобы p-n-переход дал излучение необходимо придерживаться определенных правил:


  • Энергия квантов света и ширина запрещенной зоны в контактируемой области led  должны быть приблизительно одинаковыми;
  • В кристалле – полупроводнике должны отсутствовать какие-либо дефекты, либо их количество должно быть минимальным. В противном случае рекомбинация будет происходить без излучения;
  • Одного p-n-перехода для получения свечения недостаточно, поэтому полупроводниковые структуры должны быть многослойными (гетероструктуры). В 2000 году за изучение этой особенности российский ученый физик Алферов получил нобелевскую премию.


Исходя из принципа работы led-лампы, можно сделать вывод, что яркость свечения прибора напрямую зависит от количества поступающих в зону рекомбинации электронов за единицу времени. Однако, чем больше электрический ток, тем выше вероятность перегрева и поломки прибора.

 

 

Преимущества и недостатки Led-лампы

 

Сегодня светодиодные лампы led  используются как в быту, так и в условиях промышленных предприятий. Главным достоинством таких приборов является безопасность, экономичность и чистота цвета. Последняя особенность особенно ценится дизайнерами, поскольку у светодиода отсутствуют уф и ик-излучения. Благодаря тому, что электроток в led лампе преобразовывается в световое излучение сразу и без потерь, прибор практически не нагревается. Это делает его не только безопасным, но и экономичным, поскольку такая особенность продлевает срок эксплуатации устройства до 100тысяч часов, а это в 100 раз больше, чем у обычной лампы накаливания.

Единственным недостатком светодиодов остается его высокая стоимость. На сегодняшний день цена одного люмена на рынке электротоваров превышает стоимость галогенной лампы практически в 100 раз. Однако специалисты уверенны, что через 2-3 года приобрести ledможно будет намного дешевле.

 

 

История появления led и ее цветовые вариации.

 

Первые светодиодные лампы были изготовлены на основе арсенида галлия и фосфида, которые при свечении давали желто-зеленый, желтый и красные спектры. Такие приборы широко применялись в различных световых индикаторах, табло, рекламных экранов и для подсветки информационных данных в системах визуализации. Уже тогда светильник на основе led-технологии обогнал по своим функциональным характеристикам, светоотдаче и долговечности стандартные лампы накаливания. Однако для того, чтобы использовать светодиодную лампу для освещения помещений требовалось добиться белого свечения и увеличения яркости света. Долгие опыты и исследования в области создания led привели ученых к выводу, что цвет светодиода напрямую зависит от материала полупроводника и легирующих смесей, то есть  чем выше квантовая энергия, тем больше ширина запрещенной зоны в контактируемой области прибора.

Первой цветовой вариацией свечения стал голубой спектр. Однако, для его получения, физики провели более сотни исследований, экспериментируя с материалом полупропроводников.  В начале 70-х  годов профессор Жак Панков, трудившийся в фирме IBM (США), первым получил голубой Led с помощью пленок нитрита галлия на сапфировой дорожке. Однако его открытие не нашло поддержки со стороны руководства, поскольку  полученный прибор светил недостаточно ярко, а использование сапфира в данном случае было нецелесообразно и дорого. В это же время группа молодых ученых МГУ, под руководством Чукичева и Сапарина, сделала и запатентовала новое открытие: они обнаружили, что направляя электронный пучок на пленку GaN с примесью цинка можно получить яркий люминоформ, т.н. устройство оптической памяти. К сожалению, дальше исследования прекратились, поскольку ученые не смогли объяснить столь загадочное явление. Растолковать, полученный российскими учеными результат, смогли профессора японского университета Нагоя – И. Акасаки и Х. Амано. Они обработали сканирующим электронным пучком пленку GaNc магнием и получили яркий люминисцирующий слой, который имел высокую концентрацию дырок. Разработчики led на тот момент не придали значения публикациям японцев. Только в 1989 году фирма Nichia Chemical, исследуя пленки с примесью нитридов 3-й группы, воспользовалась разработкой Акасаки. Заменив электронное сканирование термообработкой, и подобрав правильное значение примесей Mg, Zn , доктор Ш. Накамура получил в GaN-гетероструктурах  эффективно инжектирующие слои р-типа. Таким образом, фирма получила и запатентовала ключевые технологии получения голубого led. Уже в конце 1997 года Nichia Chemical выпускала более 20млн голубых и зеленых светодиодов, а в 1998 году разработала и выпустила белые led.


Способы получения белого света led-лампы

 

 В процессе опытных исследований мировые светила открыли несколько способов получения белого led-свечения, каждый из которых имеет свои недостатки и преимущества перед другими:


  1. Смешивание цветов спектра, используя технологию RGB.Суть ее заключается в смешивании трех цветов (красный, голубой, зеленый) с помощью оптической линзы. Преимуществом данного способа является возможность перемещаться по цветовой диаграмме при изменении тока. Благодаря этому можно управлять процессом и получать различные цветовые температуры. Матрицу RGB используют в светодинамических системах. К тому же большое количество светодиодов в матрице дает мощный световой поток и значительно увеличивает осевую силу света. Однако из-за неравномерного отвода тепла с краев матрицы светильники нагреваются неравномерно, что в процессе эксплуатации приводит к расплывчивости цвета. К сожалению компенсировать такое явление в и вернуть системе первозданный вид достаточно сложно и дорого.
  2. Нанесение на поверхность ультрафиолетового led люминофоры трех цветов – голубой, зеленый и красный.
  3. Нанесение на голубой led люминофоров желто-зеленого или зеленого и красного цветов. В результате смешивания двух или трех излучений образуется белый свет


Преимуществом последних двух способов является его сравнительно низкая цена при производстве и хороший белый свет в результате смешивания цветов люминофоров. Однако и здесь есть свои минусы:


  • Из-за того, что преобразование света происходит в слое люминофора, такие лампы имеют меньшую светоотдачу;
  • В процессе изготовления сложно соблюдать равномерность нанесения люминофора, а как результат и цветовую температуру;
  • Процесс старения люминофора происходит значительно быстрее, чем у самой led.


 

Светодиодная led. Основные технические характеристики.

 

   Светильник светодиодный – это низковольтный прибор, который в зависимости от назначения имеет разное значение электрического тока (для индикации- до 50мА, для освещения - от 100 до 1А в проекте). При этом потребление постоянного тока составляет от 2 до 4 В. При использовании led модуля, в котором светодиоды подключены последовательно, общее напряжение, как правило, отличается высокими показателями и составляет 12 или 24В. Светодиодная led должна быть подключена с соблюдением полярности, иначе устройство может выйти из строя. Для одной светодиодной лампы производитель предусматривает напряжение пробоя более 5В.

    Основными характеристиками led являются:


  • Световой поток (в зависимости от конструкции излучение в телесном угле составляет от 4 до 140 градусов);
  • Цвет (определяется цветовой температурой и координатами цветности);
  • Светоотдача ( количество светового потока на 1 В электрической мощности) – используется для сравнения эффективности;
  • Квантовый выход- количество излученных квантов на одну электронно-дырочную пару (внутренний - в p-n-переходе ,внешний – для светодиода в целом).
  • Цена.


 

Что нужно для правильной работы led-лампы?

 

1.Теплоотвод

От правильно организованного теплоотвода в светодинамической системе зависит яркость свечения led. Если температура в области p-n-перехода увеличивается, то в результате колебаний кристаллической решетки уменьшается внутренний квантовый выход. Однако снижение яркости из-за высокой температуры у разных цветов отличается: у красных и желтых оно больше, а вот у зеленых, синих и белых(InGaN) – меньше.

2.Конвертор

Служит для светодиодного светильника своеобразным балластом, который стабилизирует протекающий через led ток. Если рассматривать схематическое изображение led, можно увидеть что в рабочем состоянии ток напрямую зависит от силы напряжения, а незначительные изменения напряжения приводят к нестабильной яркости светильника. Кроме того, в случае превышения допустимого предела электрического тока, происходит перегрев светодиода и как следствие снижение его эксплуатационных характеристик и долговечности.

 

Как можно регулировать яркость LED?

 

Светодиодные лампы хорошо поддаются регулированию яркости. Для этого используют метод широтно-импульсной модуляции (ШИМ), принцип работы которого состоит из подачи импульсно-модулированого тока с частотой сигнала от сотни до тысячи герц, а ширина импульсов и длительность пауз при этом может изменяться. С помощью этого метода яркость светодиода становится управляемой, а сам led не гаснет полностью. Для того, чтобы управлять яркостью led с помощью ШИМ необходим специальный управляющий блок, который может быть совмещен с конвектором и блоком питания, либо с контроллером управления цветом матрицы. Категорически нельзя регулировать яркость путем снижения напряжения питания. Это может привести к поломке led прибора.

 

 

Долговечны и безопасны ли светодиодные светильники led?

 

В наше время LED-технологии достигли колоссального развития и популяризации. Однако до сих пор вокруг такого источника света огромное количество споров, противоречий и мифов. Считается, что светодиод отличается долговечностью и не подвержен быстрому старению. К сожалению, это не так. Срок эксплуатации led напрямую зависит от мощности тока и температуры: чем выше, тем быстрее наступает уменьшение яркости и старение. На сегодняшний день срок службы мощных светодиодов составляет около 50тыс.часов.  Оптимальное снижение яркости составляет около 30%. Более высокое процентное значение указывает на необходимость замены led светильника. Изменение цвета светодиода также связывают с процессом старения led, хотя сегодня не существует определенных стандартов, которые позволили бы вывести количественное изменение качества цвета и сравнить их с другими.

Что касается безопасности светодиодного свечения для человеческого глаза, невозможно сказать однозначно. Исследования в области led-технологий  не проводились, поэтому достоверные данные о плохом или хорошем воздействии на глаза человека отсутствуют.

 

Современные технологии производства led

 

На сегодняшний день основной технологией, применяемой для выращивания кристаллов для led, является металлоорганическая эпитаксия. Для того, чтобы получить кристалл высокого качества необходимы чистые газы, контроль состава которых выполняется с помощью специальных автоматизированных установок. Кроме того, приборы контроля тщательно следят за раздельными потоками газов, точностью температуры и подложек. Выращиваемые слоя кристалла измеряются и контролируются в пределах от десятков ангстрем до нескольких микрон. Для создания p-n-перехода с большим скоплением электронов и дырок в этой области, необходимо легировать слои кристалла донорскими и акцепторными примесями. Один такой процесс может занимать несколько часов, а количество выращенных структур за такое время составляет 6-12 подложек диаметром до 75мм. Кроме того, очень важно следить за однородностью структуры на поверхности подложек.  Для того, чтобы научиться выращивать конкурентоспособные структуры для led с помощью установок необходимо от года до трех, а стоимость одной установки, предназначенной для взращивания полупроводниковых нитридов, колеблется в пределах 2 млн. долларов в зависимости от страны производителя. Такая технология требует большого количества знаний и понимания всех этапов создания led:


  • Одним из самых важных ступеней в данной технологии является процесс планарной обработки пленок и их травление. Также необходимо контролировать процесс создания контактов к p-n-слоям и покрытие контактных выводов металлической пленкой.  
  • Далее пленку, выращенную на одной подложке, разрезают на несколько тысяч чипов, каждый из которых в последствие служит основой создания led.
  • Следующим важным этапом является монтаж кристалла в корпусе, подвод контактных выводов и изготовление оптического покрытия.
  • Обеспечение теплоотвода,а также фокусировка излучения в телесны угол с помощью пластикового купола.


Как мы видим, процесс создания одного светодиода достаточно кропотлив и требует значительных финансовых вливаний. Именно поэтому почти половина стоимости led – это средства, затраченные на его изготовление.

 Данный процесс создания светодиода имеет свои недостатки в виде недостаточного теплоотвода. Именно поэтому многие производители, стремясь увеличить световой поток и мощность светодиода, перешли к использованию более совершенной технологии SMD (т.н. поверхностный монтаж деталей)  и передового метода COB. С помощью этих способов создаются led модули, которые приклеиваются на общую металлическую подложку (если она исполняет роль радиатора) и могут быть линейной, круглой или прямоугольной формы. Led модули призваны удовлетворять любую дизайнерскую прихоть, поэтому форма, жесткость и гибкость – это главные преимущества использования таких светодиодных систем.  На замену низковольтным галогенновым лампам сегодня производители предлагают led светильники с таким же цоколем, а для прожекторов и мощных светильников led сборки монтируют на круглый массивный радиатор. Использование новейших технологий при изготовлении led позволило существенно уменьшить количество светодиодов led за счет правильного распределения светового потока оптической системой.

 

Где можно использовать светодиодные светильники led?

 

Несмотря на достаточно высокую стоимость led светильников, они применяются практически во всех сферах деятельности людей. Исключением, пожалуй, служат производственные и промышленные площадки, хотя и там светодиоды используются для подсветки аварийных выходов и табло. Благодаря чистоте цвета, led лампы обожаемы дизайнерами. С помощью правильно подобранной светодинамической системе можно визуально увеличить площадь помещения, сделать интерьер более органичным и придать дому уюта и тепла при этом экономя на потреблении электричества. Кроме того, светодиодные лампы используют мелкие предприятия, для которых предъявляют высокие требования электробезопасности и экономии. Если вы не готовы каждый месяц выкладывать крупную сумму за электротехобслуживание своей фирмы, целесообразно заменить обычные лампы накаливания на led. Купить качественную продукцию вы можете в нашей компании.

 

На что обратить внимание при выборе led лампы для дома?

 

К выбору светодиодных светильников или led лампочек для дома необходимо подходить ответственно, поскольку именно от качества света будет зависеть ваше самочувствие и настроение. Если вы не сильны в технической стороне вопроса led-технологий, рекомендуем воспользоваться рекомендацией специалиста, который поможет подобрать идеальный вариант для вас. При выборе светодиодной лампы необходимо учитывать следующее:


  • Производитель


Сертифицированный продукт должен иметь маркировку, которая нанесена на коробку и корпус лампы. Кроме того на оригинальной продукции штрих-код нанесен непосредственно на коробку, а не наклейку. Лучшими производителями сегодня считаются европейские компании, поскольку у них предъявляются жесткие требования к процессу производства.


  • Характеристики светодиода


Необходимо обращать внимание на потребляемую мощность и световой поток led светильника. Например, вам необходима мощность 60Вт, значит, в соответствии с этим вам нужно выбрать led  с потребляемой мощностью 6-7Вт. Информацию об этом производитель указывает на упаковке.


  • Цена


Действительно качественный продукт не может стоить дешево. Если вам предлагают led лампу, ниже рыночной стоимости, это 100% вероятность некачественного или неоригинального продукта.


  • Радиатор теплоотвода


Чем мощнее лампа, тем больше должен быть радиатор. В качественной фирменной продукции он выполнен из литого алюминия и не может быть наборным. Кроме того, температурная норма при нагреве должна быть в пределах 70 градусов ( согласно европейским стандартам).


  • Цоколь


Цоколь должен быть надежно закреплен. Исключается наличие люфта между цоколем и корпусом лампы.


  • Пульсация


Качественная led не должна пульсировать. Проверить пульсацию света лучше перед покупкой. Сделать это можно с помощью камеры мобильного телефона. Если при наведении камеры наблюдается мигание, то лучше отказаться от покупки такой продукции.  Пульсацию светильника вызывает некачественный выпрямитель в блоке питания.

 

Цена
3000
3400.0
3800
от
до
тг.