Uus valguse horisont –LED valgustus ja rakendused
Valgusdioodide väljatöötamine{0}}
Alates hõõglambi tulekust 19. sajandil on valgustus muutnud tänapäeva inimese elustiili. 21. sajandil on roheline valgustus pälvinud üha enam tähelepanu planeedi säästva arengu poole püüdlemisel. Kuna hõõglambid vananevad, on valgusdioodidest (LED) saanud valgustustööstuse kõige lootustandvam järeltulija, mis loob uusi võimalusi valgustustööstuses kasutamiseks.
LED-id on teatud tüüpi pooljuhtvalgustid, mis pakuvad selliseid eeliseid nagu kompaktne suurus, elavhõbedavaba-töö, pikk kasutusiga, kõrge valgusefektiivsus, löögikindlus ja kiire reageerimine. LED-i tuumastruktuur koosneb kiibist, mis koosneb p--tüüpi ja n--tüüpi pooljuhtidest. Kui pn-siirdele suunatakse päripinge, tekib energia, et ületada materjalide vaheline ribalaius, mis põhjustab elektron-aukude rekombinatsiooni. Selle rekombinatsiooniprotsessi võib liigitada kiirguslikuks või mittekiirguslikuks. Selle rekombinatsiooniprotsessi käigus vabaneb energia valguse ja soojusena, mis on LED-valguse emissiooni põhimõte.
Kõige tavalisemad värvid sünteesitakse kahest või enamast põhivärvist. Valguse kolm põhivärvi on punane (R), roheline (G) ja sinine (B). Nende kolme põhivärvi segamine loob valge valguse ja muud värvid. Varastel LED-idel oli nende vähese valgusefektiivsuse ja siniste LED-ide puudumise tõttu piiratud kasutusala.
Alles 1990. aastate keskpaigas töötas dr Shuji Nakamura, Jaapani Nichia Chemical Corporationi teadlane, välja esimese suure eredusega sinise LED-i, kasvatades indiumgalliumnitriidi (InGaN) safiirsubstraadil. Sinise LED-i leiutamine võimaldas toota valgeid LED-e värvide segamise teel, mille tulemusel pälvis dr Nakamura au kui "siniste LED-ide isa". Valgete LED-ide tulek ajendas LED-tööstuse kiiret arengut, muutes LED-id üheks kõige konkurentsivõimelisemaks tooteks optoelektroonikatööstuses.
2012. aasta aprillis teatas Ameerika suurtootja Cree, et tema suure-võimsusega valge LED püstitas uue rekordi, saavutades 350 mA ajamivoolu juures valgusefektiivsuse 254 lm/W. See valgusefektiivsus ületab teiste praeguste valgusallikate oma, muutes LED-id uue põlvkonna valgusallikateks, millel on suur potentsiaal traditsiooniliste valgusallikate asendamiseks.
LEDid ja inimnägemine
Valgustus põhineb inimese tajul. Seetõttu on LED-valgusallikate rakenduste väljatöötamiseks vaja kõigepealt mõista inimsilma põhistruktuuri ja selle reaktsiooni valgusele. Inimese võrkkest koosneb paljudest fotoretseptori rakkudest, mis liigitatakse kuju järgi varrasteks ja koonusteks. Kui valgus siseneb silma, edastavad vardad ja koonused kujutise koostamiseks ajju vastavalt heleduse ja värvi.
Koonused ja fotoopiline nägemine: koonused tajuvad peamiselt värve ja päevavalgustundidel on neil suurem tundlikkus. Need jagunevad veel L-, M- ja S-koonusteks. L koonused tajuvad peamiselt punast, mille lainepikkus on ligikaudu 564–580 nm; M koonuseid tunnevad peamiselt rohelist, mille lainepikkus on ligikaudu 534–545 nm; ja S-koonused tajuvad peamiselt sinist, mille tipplainepikkus on ligikaudu 420–440 nm.
Kuna erinevatel rakkudel on erineva valgustugevuse juures erinev tundlikkus, on Rahvusvaheline Valgustuse Komisjon (CIE) kehtestanud standardsed visuaalsete funktsioonide kõverad. Kui inimene on sündinud ilma L-, M- või S-koonusrakkudeta, peetakse teda kaasasündinud värvipimedaks. See on sugu{2}}seotud geneetiline häire, mida esineb sagedamini meestel. Nad ei näe konkreetseid värve ja neil on üldiselt halb nägemine.
Rod Cells ja Scotopic Vision: Varraste rakud saavad ainult valgust ja ei erista värvi. Nad tajuvad mustvalgeid pilte ja töötavad peamiselt väheses-valguses, näiteks öösel. Äärmiselt madala valgustugevuse korral toetub inimsilm peamiselt varrasrakkudele, sellest ka termin "skotoopiline nägemine". Hämaras valguses on silm ülitundlik valguse suhtes ja valgustundlikkus on veelgi suurem.
LED parameetrid
LED-toodete peamine spetsifikatsioon on valgusvoog. LED-i kiirgavat valgusvoogu väljendatakse luumenites (lm). Valgusallika valgusvoo ja tarbitava võimsuse suhe näitab selle valgusefektiivsust (lm/W). Suurem valgusefektiivsus näitab energiasäästlikumat-valgusallikat. Teine oluline parameeter on värvitemperatuur, mis mõjutab LED-valgustite kuvatavaid värviomadusi.
Värvustemperatuur on defineeritud kui temperatuur, mille juures must keha, mis on kuumutatud punktini, kus see kiirgab valgusallikaga sama värvi, väljendatakse Kelvini kraadides (K). Erinevad värvitemperatuurid tekitavad erinevaid visuaalseid kogemusi. Näiteks kui värvitemperatuur on alla 3000 K, kipub hele värv olema punakas, tekitades sooja ja intiimse tunde; kui värvitemperatuur ületab 5000K, kipub värv olema sinakas, luues jaheda ja vaikse mulje. Valgusallika värvitemperatuuri kõikumine võib mõjutada siseruumide atmosfääri. Näiteks hõõglambi värvitemperatuur on 2700K, mistõttu on see ideaalne sisevalgustuseks. Valgusallika värvustemperatuur mõjutab ka valgustatud objekti omadusi. Seetõttu näitavad turul olevad valgustustooted üldiselt värvitemperatuuri, et rahuldada tarbijate erinevaid vajadusi.
Lisaks värvitemperatuurile on oluline spetsifikatsioon ka valgustus. Valgustus on defineeritud kui valgusvoog, mis jaotub pindalaühiku kohta teatud kaugusel, väljendatuna luksides. Inimese tajul on õrn seos värvitemperatuuri ja valgustusega. Näiteks madala värvitemperatuuri ja suure valgustuse korral tundub inimkehas umbne; madalal värvitemperatuuril ja vähesel valgustusel tunneb inimkeha sooja. Valgustuse levinumad rakendused on LED-esituled, prožektorid ja prožektorid.
Heledus (tuntud ka kui heledus) on defineeritud kui valguse hulk, mille pinnavalgusallikas kiirgab konkreetses suunas projitseeritud ala suhtes. Luminance'il on lai valik rakendusi, sealhulgas LED-reklaamtahvlid, mobiiltelefonide paneelid, valgusfoorid ja autode tagatuled.
LED-i omadused ja draiveri vooluringid
Uue valgusallikana erinevad LED-draiveri ahelad oluliselt traditsioonilistes luminofoorlampides kasutatavatest liiteseadistest. LED-draiveri ahelate esmane ülesanne on muundada vahelduvpinge alalispingeks ja samaaegselt sobitada LED-i pinget ja voolu. Seetõttu koosnevad LED-lambid tavaliselt kahest komponendist: draiveriahelast ja valgusallikast. LED-draiveri vooluringide arutamisel on kõige parem kõigepealt mõista LED-ide elektrilisi omadusi.
Valgusdioodide pinge{0}}voolu tunnuskõver käitub mittelineaarselt. Kui LED-i pinge ületab sisselülitatud-oleku pinge, suureneb sees-oleku vool märkimisväärselt. See omadus näitab, et kui LED on sisse lülitatud, võivad isegi väikesed pingekõikumised põhjustada dramaatilist muutust seda läbivas voolus. LED-i voolu-valgusvõimsuse karakteristikukõver näitab, et LED-i valgusvõimsus on ligikaudu lineaarselt proportsionaalne vooluga. Nendele koormusomadustele tuginedes kasutavad tüüpilised LED-draiveri ahelad peamiselt konstantse voolu juhtimist, et tagada LED-i täpne töö sobivates töötingimustes.
LED-i spetsifikatsioonid
Ülemaailmne LED-valgustite tööstus areneb kiiresti. Kuna LED-valgustid muutuvad üha populaarsemaks, hakatakse järk-järgult välja töötama ülemaailmseid standardeid. Energy Star on energiatõhusate tarbekaupade rahvusvaheline standard ja programm, mis hõlmab mitmesuguseid kategooriaid, sealhulgas suured seadmed, kontoriseadmed, valgustus ja koduelektroonika. LED-valgustite testimine hõlmab ümbritseva õhu temperatuuri testimist, eluea testimist, sfääri mõõtmiste integreerimist ja valguse jaotuskõveraid. Lisaks reguleeritakse peamisi LED-valgustuse parameetreid, nagu värviedastus, võimsustegur, värvitemperatuur ja valgustugevus. Arvestades turul olevate LED-toodete erinevat kvaliteeti, saavad tarbijad LED-valgustite kvaliteedi ja kindluse tagamiseks kasutada sertifitseerimismärke.
LED-rakendused
LED-tehnoloogia on kiiresti arenenud ja selle rakendused on mitmekesised. Kõige levinumad rakendused on elamu-, äri- ja tööstusvalgustid, sealhulgas seinalambid, öövalgustid, lugemisvalgustid, prožektorid, valgusribad, allvalgustid ja hädaolukorra indikaatorid.
LED-valgustust saab integreerida ka kunsti ja arhitektuuriga. Kergeteemaline-teemaline looming on tehnoloogilise kunsti valdkonnas levinud teema. Kunstnike jaoks avavad LED-külma valgusallikate ainulaadsed omadused võrreldes traditsiooniliste valgusallikatega uusi loomingulisi võimalusi.
Lisaks eelnimetatud rakendustele on LED-kasvuvalgustid põllumajandustootjatele õnnistuseks. Nende optimeeritud kunstliku valguse spekter loob taimedele optimaalse keskkonna ja tingimused. Kasvuvalgustites tavaliselt kasutatav punane ja sinine valgus vastavad täpselt fotosünteesiks vajaliku tõhususe kõverale, muutes need taimede kasvu jaoks optimaalseks valgusallikaks. Kui suudame edendada LED-ide uuenduslikumaid rakendusi ja suurendada tarbijate usaldust LED-toodete kvaliteedi vastu, usume, et LED-id õitsevad valgustusturul!
Energia kahanevas maailmas on tõhus{0}}valgustus üks parimaid viise energia säästmiseks. Tüüpilises elektritarbimise struktuuris võib valgustus moodustada kuni 19% kogu elektritarbimisest. LED-ide kõrge valgustõhusus muudab need paljutõotavaks alternatiiviks traditsioonilistele valgusallikatele, muutes need paljulubavaks valikuks energiatõhusa-valgustuse jaoks. Lisaks võivad LED-rakendused laieneda punktallikatest joonte ja ühtlaste pindadeni, mis toob kaasa uuenduslikud valgustusrakendused ja revolutsiooni valgustuses. Valgustus ei ole enam lihtsalt meie keskkonna valgustamine; seda saab integreerida kunsti, loovuse, meelelahutuse, tervishoiu ja biotehnoloogiaga, tuues meie visuaalsesse ja igapäevaellu uusi vaatenurki.
https://www.benweilight.com/lighting-tube-bulb/6000k-led-tube-120cm.html
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd
Telefon: +86 0755 27186329
Mobiil (+86)18673599565
Whatsapp:19113306783
E-post:bwzm15@benweilighting.com
Skype:benweilight88
Veeb:www.benweilight.com
