איך LED: פעולה

בשנת קיצור באנגלית LED פשוטו כמשמעו "דיודה פולטת אור." האם התקן מוליך למחצה אשר יכול להמיר זרם חשמלי לתוך האור. זהו מכשיר פשוט, שעיצובו שונה לגמרי מהמוצרים הרגילים שלנו עבור תאורה (מנורות ליבון, נורה פריק, מנורות פלורסנט, וכן הלאה. ד).

כיצד LED, זה יהיה מעניין לדעת כולם. מכשיר זה אינו בתחילה אלמנטים לא מהימנים ומבנה שביר של מעטפת הזכוכית (בשונה מנורות אחרות). העלות דיודות כך קטנה שזה לא שונה בהרבה מן הסוללות, אשר תשמשנה מקור המזון שלהם. הפופולריות של מוצרים אלה הוא בשל מספר גורמים, כולל עיצוב שלהם.

ההיסטוריה של התרחשות

בהתחשב השאלה מדוע נוריות פועלות, אתה צריך ללמוד את ההיסטוריה של מוצאם. בפעם הראשונה מכשיר כזה נוצר ב 1962 על ידי מדענים נ Holonyak. זה היה מונוכרום LED זוהר אדום. היה לו כמה חסרונות, אבל הטכנולוגיה הוכרה מבטיח.

10 שנים לאחר הקמתה של דיודה האדומה הופיע זנים ירוקים וצהובים. הם שימשו אינדיקטורים במכשירים אלקטרוניים רבים. דיודות עוצמת אור גדלה בהתמדה בשל התפתחויות מדעיות. בשנתי ה -90 הנורה נוצרה עם יעילות לומן זרימת 1.

בשנת 1993 godu ס נקמורה יצרה את LED הכחול הראשון, שהתאפיין בהירות גבוהה. מאותו רגע ניתן היה ליצור כל צבע של הקשת (כולל לבן). הטכנולוגיה התפתחה כל זמן.

בעת חיבור דיודות מסוג כחול סגול הופך מאייר זרחן לבן. הם החלו להחליף מנורות ליבון בהדרגה. עד 2005, פירסמנו דיודות עם פלט אור עד 100 לומן ומעלה. התחלנו לייצר תאורה לבנה עם גוונים שונים (חמים, קרים).

מכשיר ה- LED

כדי להבין כיצד הנקודה LED, יש צורך לשקול את המכשיר בפירוט. התקן תאורה זו, על פי נציגי איגוד תעשיית אופטו משרד אנרגיה, יהפוך בקרוב את המקור הפופולרי ביותר של תאורה בבתים, משרדים ומוסדות רגילים.

LED היא בסיס שבב מוליך למחצה. הוא עובר זרם חשמלי בכיוון אחד בלבד. קריסטל הממוקם על מצע מסוים. זה לא להוליך זרם. הדיור מגן על השבב מפני השפעות חיצוניות. יש לו יציאות בצורה של הקשרים, כמו גם מערכת אופטית.

כדי להאריך את חיי השירות של המכשיר, את החלל בין עדשת פלסטיק ועל ידי קריסטל מולא ברור רכיב סיליקון. כדי להסיט עודף חום הוא בסיס אלומיניום המשמש. זהו מכשיר נפוץ של דיודה מודרנית. בעבודה, הוא מדגיש יחסית קטנה כמות החום. זהו גם יתרון של המכשיר.

עקרון הפעולה

בהתחשב כיצד LED, יש צורך להבין את עקרון היסוד של הפעולה של מכשירים כאלה. סוג המכשיר מיוצג על ידי מעבר של אלקטרונים מנוקבים. זאת בשל עקרונות שונים של רכיבים מאיירים הולכה. יש מוליכי למחצה אלקטרונים עודפים, והשני - על החורים.

עם חומר מחורר תהליך הסימום מועשר נושאי מטען שליליים. אם המקום של מוליכים למחצה עשרת היפך חיובים על מנת להפוך את הנוכחי יעביר הטיה. דרך המעבר של שני חומרים יפעל חשמל.

כשזה קורה בחבילה דיודה תתווך נושאי מטען עם מעמד חשמל שונה. כאשר חורים ואלקטרונים מתנגשים, כמות של אנרגיה מסוימת הוא שוחרר. זהו קוונטים של אור. זה נקרא פוטון.

צבע LED

חומרים מוליכים למחצה שונים משמשים ליצירת דיודות. זו קובעת את הצבע כי הוא נפלט כאשר המכשיר מסופק. ניתן לשלוח חומרים שונים לתוך אורכי גל שונים בחלל. זה מאפשר את העין האנושית לראות אחד או צבע אחר של הספקטרום הנראה.

על ידי לימוד השאלה כיצד LED, חומרים מוליכים למחצה צריכים להיחשב. השתמש בעבר עבור זרח גליום למטרות דומות, Gaasp תרכובות משולש, AlGaAs. במקרה זה, המכשיר יכול לשלוח לחלל אדום, צהוב וירוק בהיר.

הטכנולוגיה הציגה החברה משמש רק עבור התקני תצוגה. היום, עבור מוצרים כגון להשתמש אלומיניום-גאליום-אינדיום (AllnGaP) ו גליום ניטריד אינדיום (InGaN). הם יכולים לעמוד על רמה גבוהה יחסית של זרימה נוכחית, רמות גבוהות של לחות וחום. שילוב של סוגים שונים של נוריות.

צבעי ערבוב

דיודה קלטת מודרנית עשויה לספק גוונים שונים של אור. יחידה אחת יכולה לייצר צבע מונוטוני. בעת יצירת מכשיר רב-שבב עשוי לקבל הרבה גוונים שונים. כמו צג הטלוויזיה או המחשב, דיודה יכול ליצור כל צבע באמצעות מודל RGB (ראשי תיבות של אדום, ירוק, כחול).

זהו עיקרון פשוט, המאפשר להבין כיצד RGB-נוריות לפעול. אתה יכול ליצור תאורה לבנה בעזרת הטכנולוגיה הזו. לשם כך, כל שלושת הצבעים מעורבבים בשיעורים שווים.

עם זאת, בנוסף הטכנולוגיה הציגה יכול לקבל אור לבן כאשר קרינה בגלים קצרה דיודה משולב (UV, כחול) יחד עם סוג ציפוי זרחן צהוב. עם שילוב של פוטונים של צהוב וכחול בסופו של דבר מסתבר זוהר לבן.

ייצור

כדי להבין עד כמה וולט LED עבודה, יש צורך לשקול את הייצור של המכשירים הללו. קודם כל יש לציין כי עם מכשירים מסוג מטריצת RGB הם יקרים יותר מאשר זרחן. האחרון יכול להשיג תאורה באיכות גבוהה.

חסרון של phosphors הוא פלט אור קטן, כמו גם צביעה שונה זרימה (טמפרטורה). מכשיר זה הוא מזדקן מהר יותר LED. לכן, זמין מסחרי דלקת הוא עקרונות ההפעלה. כדי ליצור דיודות 2-4 אינדיקטורים לצריכה מתח סוג המיוצר DC (בכל הנוכחית של 50 מילי-אמפר).

כדי ליצור את כיסוי מלא התקנים הנדרשים עם צריכת מתח זהה, אבל ברמה גבוהה יותר של זרם - 1 א אם דיודות מודול אחד המחוברים בטור, המתח הכולל יגיע 12 או 24 V.

בהירות רווח

בהתחשב בשאלה מה מתח העבודה דיודות פולטות אור, ייאמר על עליית בהירות שמספק התקנים. מכשירי חשמל כגון גבוה ככל 60 mW. אם דיודות אלה שוכנים בבניין בגודל בינוני, אלמנטי אור צריכים להתקין 15-20 יחידות.

דיודות עם בהירות הארה משופרת עשויה לשאת הכוח 240 וואט. כדי להבטיח תאורה נאותה, אלמנטים כאלה צריכים 4-8 חתיכות. במכשירים עם מכירת מסוגל להאיר את המקום לחלוטין, שלטי חוצות, חלונות ראווה, וכו ... קלטות חלקם נוצרים כדי לבצע בינוני תאורה או בעצימות נמוכה.

יחידות כוח לשלוט מקביל משמשות לחיבור של ציוד זה. עבור סרטים צבעוניים ניתן להשתמש בקרים ששולטים לא רק את עוצמת התאורה, אלא גם לשאול גווני מצבי פעולה.

הנהלה זוהרת

יש הרבה אפשרויות שהוצגו ציוד. ישנן נוריות, מופעל באמצעות סוללה נטענת (למשל, פנסים), שהשתלבו בתוך הרשת הקבועה. הם משמשים הם עבודה פנימית וחיצונית. בהתאם לדירוג דיודה המתאים להגנה שנבחר ליישום.

כדי לכוונן את הבהירות, מתח האספקה אינו פוחת. אפנון רוחב פולס (PWM) משמש כדי להפחית את עוצמת ההארה. במקרה זה, יחידת הבקרה נרכשה.

השיטה המוצגת מוחלת על נוכחי דיודה-מווסת הדופק. שבה התדר של האות מגיע אלף הרץ. זה עשוי להשתנות רוחב הדופק ואת להשהות במרווחים. אפשר לשלוט על מכשיר תאורה. דיודה במקרה זה לא לכבות.

עמיד

דיודות נחשבות למכשירים עמידים. זאת בשל העיצוב שלהם. עם זאת, אם הנוריות לא עובדות על מנורה, אולי החיים שלהם עזבו. זה יכול להיקבע על ידי עוצמת הארה ושינוי צבע.

כמו כן, מציינים מומחים כי החיים של התקנים בעלי צריכת חשמל נמוכה הרבה יותר. אבל גם רצועות המבריקות או נוריות מנורות מובטחים לעבוד 20-50 אלף. שעות. מאז אין להם את המבנה של אלמנטים שברירי, תופעות מכאניות נוטות יותר לא לפגוע מציתים כאלה.

נלמד כיצד המכשיר LED יכול להבין את העיקרון של המכשיר הזה ואת המאפיינים התפעוליים שלה. ציוד זה נחשב מצית הדור הבא.