Jak funguje LED: princip činnosti, zařízení a funkce

Mnoho spotřebitelů se chce dozvědět více o zařízeních LED, o provozu těchto elektrických spotřebičů ao jejich technologických vlastnostech. To je způsobeno popularizací LED osvětlení obecně. Takové prvky jsou polovodičové produkty s přechodem elektronů, které umožňují vytváření optického záření.

Jak se objevilo specifické světelné inženýrství?

Před zvážením principu LED se navrhuje studovat informace o tom, jak byly vytvořeny. První zpráva o možnosti emisí světla pomocí polovodičové diody patří jednomu britskému experimentátorovi. V roce 1907 to udělal, když popsal elektroluminiscenční proces. Experimenty byly prováděny opakovaně v ruské laboratoři, ale pak nepřikládaly velkou důležitost. V roce 1961 byla první LED technologie patentována americkou společností. Od té doby byly procesy vývoje vylepšeny. A po nějaké době bylo možné uvolnit prvek s vysokým jasem pro použití v telekomunikační sféře.


O základních fyzikálních vlastnostech

Pro pochopení principu LED je nutné si uvědomit, že každý prvek je polovodičová dioda, která přeměňuje elektřinu přímo na světelné záření. Při průchodu stejnosměrným proudem se provádí přenos elektronů do určité oblasti. V procesupřechodem je přechod na jinou energetickou úroveň s uvolněním velkého množství světelného záření. Za účelem získání různých barevných účinků se do polovodičového materiálu zavádějí účinné látky. Nejčastěji se používá monochromatické záření. Při této volbě se pro každou diodu používá určitá vlnová délka. Barevný rozsah může být kontrolován.

Nejdůležitější vlastnosti

Vzhledem k podrobnému zařízení a principu LED je třeba vzít na vědomí několik funkcí. Záření zařízení je v přímém závislostí na směru úhlu, který závisí na konstrukci. Některý vliv na intenzitu záření je zajištěn:

  • materiálem, který se používá přímo k ochraně krystalu;
  • nainstalovaných objektivů.
  • Polovodičové zařízení je schopno přidělit nejen úzký řez, ale také difuzní světlo. Režim okolní teploty může ovlivnit vlastnosti LED. Záleží na jejich jasnosti. Když teplota stoupá, záře se stává ponurá a při spouštění se stává jasnější. V tomto ohledu je obzvláště důležitý rozsah činnosti. Vysoké požadavky platí pro produkty určené pro vnější použití. Při vysoké teplotní fluktuaci by měl fungovat správně. Jas jasu během provozu by se neměl výrazně měnit. Moderní řešení umožňují normální záře, bez ohledu na teplotu okolíprostředí.
    Princip fungování LED je založen na vysokorychlostním výkonu. Záření se objeví během několika sekund po přímém působení elektrického proudu přímo na polovodič. Vyrobená zařízení mohou mít technologické rozdíly, které budou záviset na rozsahu použití.

    LED diody typu DIP

    Polovodičové prvky této kategorie jsou výrobky s nízkým napětím, proto se používají hlavně k dodatečnému osvětlení. Obvykle jsou v girlandách určeny jako ukazatele nebo hlavní zdroje. S příchodem pokročilejších technologií se jejich produkce výrazně snížila.
    Princip fungování LED s nízkou spotřebou energie je poměrně jednoduchý. Základem je pouzdro válcového tvaru. Je vyrobena z epoxidové pryskyřice. Ve vnitřní části jsou do desky s plošnými spoji vloženy speciální závěry. Zaoblený válec vám umožňuje vytvořit přímý světelný tok. Vyzařující prvek ve tvaru krystalu je umístěn na katodě, která se podobá malému políčku. Je spojen s anodou pomocí ultra tenkého drátu. K dispozici jsou produkty najednou se dvěma nebo třemi krystaly, které mají různé barvy. Je-li to nutné, čip regulátoru je vložen do pouzdra, což je potřeba k ovládání záře.
    Za účelem zvýšení úrovně světelného toku v těchto LED se začaly provádět čtyři výstupy namísto dvou. Nicméně, s touto volbou se ohřev krystalu výrazně zvýšil, což vedlo komezení rozsahu použití.

    Světelné diody jako SMD

    Tyto prvky mají širší označení spojené s hlavními charakteristikami. Princip práce LED těchto typů umožňuje uspořádat pokrytí různých formátů. Pevné polovodičové součástky PCB mají kompaktní rozměry, takže je lze použít i v těch nejmenších svítidlech.

    Základní část skříně, na které je krystal upevněn, má vysokou tepelnou vodivost, takže se odvádění tepla provádí efektivně. Obvykle mezi objektivem a hlavním prvkem je vrstva luminoforu, která umožňuje neutralizovat ultrafialové záření a nastavit určitou teplotu barev. U výrobků s difúzním zářením není čočka nainstalována. Element samotný ve tvaru připomíná rovnoběžnost.

    LED typu COB

    Podobné prvky se začaly používat pro žárovky a lucerny s výkonnou LED. Princip fungování výrobků zůstává stejný, ale v tomto případě na hliníkové bázi jsou desítky krystalů upevněny pomocí dielektrické adhezní kompozice. Výsledná matrice se zpracovává jednou vrstvou fosforu, což vede k světelnému zdroji s rovnoměrným rozdělením hlavního proudu. Jednou z variant technologií je možnost distribuovat velké množství krystalů na povrchu skla. V rámci tohoto schématu jsou vyráběny žárovky, jejichž hlavním zdrojem je centrální jádro skla, pokryté malými LED diodami a zpracovanéluminofor

    Technologie RGB

    RGB LED diody jsou založeny na optickém efektu, který umožňuje získání různých barevných odstínů smícháním tří hlavních součástí panelu. U jedné matice jsou najednou tři krystaly. Existuje několik úprav produktu, které se přizpůsobují různým podmínkám. Jsou vyrobeny společnou katodou nebo anodou a někdy bez nich (se šesti hlavními závěry).
    Nejčastěji se používá lehká technologie pro návrh billboardů, výzdobu budov, rámování mostů, architektonických památek a dalších konstrukcí. Princip vícebarevných LED je stejný. Nicméně konstrukční vlastnosti zvyšují konečné náklady na výrobky a komplikují schéma připojení k elektrické síti.

    Hlavní specifikace

    Existuje několik parametrů, které charakterizují LED diody.
  • Jas je vyjádřen v jednotkách intenzity světla. Je úměrná hodnotě procházejícího polovodičovým elementem elektrického proudu. Jak se zvyšuje napětí, zvyšuje se úroveň jasu.
  • Proudová síla může být pulzující nebo konstantní. Může se pohybovat v širokém rozmezí. Indikační zařízení mohou mít proud 20 mA a analogy s jedním vlnami - 300-400 mA.
  • Vlnová délka má vliv na barevný rozsah. Jeho měření jsou prováděny v nanometrech. Hranice vln jsou požadovaným způsobem přizpůsobeny základním prvkům panelu.
  • Barevný rozsah uvolněného záření se mění se zavedenímpolovodičový materiál chemicky aktivních látek.

    Princip činnosti ovladače LED

    Pro získání stabilizovaného proudu se používá speciální zařízení, které je vybráno s přihlédnutím k následujícím parametrům:
  • určitý výkon;
  • Napětí přímo na výstupu;
  • jmenovitého proudu.
  • Instalované ovladače mohou být lineární nebo impulzivní. První z nich je navržena tak, aby zajišťovala plynulou stabilizaci elektrického proudu při vstupu s proměnným napětím. Pulsní zařízení vytvářejí vysokofrekvenční trhliny ve výstupním kanálu. Odlišují se vysokou účinností. Stále existují stmívače, které poskytují schopnost přizpůsobit jas zářivek LED. Odpoledne může být intenzita záření poněkud snížena, čímž se ušetří zdroj polovodičových produktů a elektrické energie.

    Otázka

    Nyní je jasná zásada LED, ale mnoho uživatelů se na toto téma ptá různými otázkami.
  • Jaké parametry ovlivňují životnost polovodičového zařízení? Existuje tvrzení, že světelné diody LED jsou trvanlivé, ale tomu tak není. Při vysokém proudu během provozu se teplota zvyšuje, takže výkonnější zařízení pravděpodobně selhávají.
  • Zda se barevný přenos LED diod po čase zhoršuje? Při prodlouženém provozu zařízení dochází ke změně odstínu, ale v současné době neexistují žádné standardy, které by umožňovaly jeho vyjádření v kvantitativníms ohledem na
  • Není zařízení škodlivé pro lidské oko? Neexistují žádné informace o negativním vlivu polovodičových prvků v daném čase.
  • Proč je nutné stabilizovat elektrický proud procházející LED zařízením? Dokonce i malé změny napětí mohou vést k kolísání jasu.
  • Jak lze získat bílé světlo? Existují tři hlavní možnosti. První z nich zahrnuje směšování komponent panelu pomocí technologie RGB. Druhá možnost zahrnuje aplikaci tří luminoforů přímo na povrch polovodičového zařízení, které vydává světlo v ultrafialovém rozsahu. Ve třetí metodě je luminofor aplikován na modrý prvek.
    ​​

    K závěru

    V rámci článku bylo možné zpracovat princip práce LED. Pro "figuríny" (lidé, kteří nerozumí moderní LED technologii), bude pravděpodobně cenným průvodcem. Obsahuje nejkomplexnější informace o struktuře a fungování moderních osvětlovacích systémů, které jsou velmi oblíbené.

    Související publikace