Сейчас светодиоды используются довольно часто, причем в большинстве сфер. Они бывают совершенно разных типов и отличаются между собой многими факторами. Конкретно в данной статье речь пойдет о сверхярких светодиодах. Эта продукция несколько специфическая, имеет собственные плюсы и минусы и используется в определенных условиях. Все вопросы будут раскрыты далее в статье.
В таблице 2 перечислены некоторые общие материалы светоизлучателя, длина волны излучения и соответствующий энергетический зазор. Уравнение 2 ниже показывает общий вид расчета. Одним из важных соображений для этого использования является то, что все излучатели света также будут функционировать как детекторы. Помните об этом при использовании диодов в цепях с высоким коэффициентом усиления. Одной из возможностей, которую преследовали в прошлом, были использование сверхнизких затрат германиевых диодов в качестве длинноволновых детекторов.
Общее описание
По названию продукции можно понять, что такие диоды являются источниками, дающими довольно яркое излучение. Они были разработаны для ситуаций, когда обычные ленты стандартного типа не способны обеспечить нужный уровень света. Характеристиками таких изделий позволяют часто использовать их в автомобилях.
Сверхяркие светодиоды - источники света, которые имеют особенные показатели и свойства работы. Для функционирования такой продукции присущи следующие нюансы: лента экономична, дает высокий уровень свечения, имеет длительный эксплуатационный срок, позволяет использовать изделие в различных условиях.
Они на самом деле работают очень хорошо, но несколько противоречат друг другу отчасти к части. В этом уроке мы изучим светоизлучающий диод, его различные типы, работу. Светоизлучающий диод - твердотельное устройство, которое преобразует электрическую энергию в одноцветный.
Однако удвоение тока не обеспечивает в два раза большей светоотдачи. Таким образом, используя закон Ома, мы можем выразить. Энергоэффективный источник света для небольших площадей и коротких расстояний. Малый размер Прочный и устойчивый к ударам и вибрации Очень быстрый вовремя Хорошее цветовое разрешение Может интегрироваться в систему управления Может питаться от портативной батареи. Может быть ненадежным для наружных применений с большими колебаниями температуры. Используйте большие радиаторы для защиты полупроводников от теплового повреждения. Светофоры Светодиодные индикаторы на устройствах, игрушках, одежде Медицинские приложения Знаки и индикаторы Оптопары и оптоизоляторы. Благодаря простой конструкции и небольшому размеру они могут использоваться непосредственно в контуре без использования регулятора тепла.
Нужно обратить внимание на то, что часто сверхяркие диоды выпускаются с напряжением, равным 12 Вольт. Все источники данного типа функционируют на одном принципе. Изделие имеет чип, который производится из полупроводникового материала. Он покрыт специальными примесями для более эффективной работы. Вкратце: принцип функционирования заключается в том, что ток переходит с анода на катод. Одновременно с этим проходит передача напряжения лишь в одном направлении.
Они далее подразделяются на основе напряжения, силы света и длины волны. Они подразделяются далее на подкатегории следующим образом. Он мигает светом с определенной частотой. Он содержит дополнительную интегральную схему и не требует подключения последовательного резистора с блоком питания.
Светодиоды типа «пиранья», Superflux LED или Spider LED
Они могут устранить один или все цвета одновременно. Они используются в различных приложениях, включая видеодисплей, световые шоу и т.д. им нужны электронные схемы для управления диффузией и смешиванием. Они обычно используются в доски объявлений, цифровые часы и т.д.
Цвет получаемого в результате освещения и длина волн определяются за счет того, насколько широка рабочая зона, передающая сигнал составляющим. Часто используется кремний и германий, позволяющие облегчить переход.
Светодиоды разделяются на два типа: инфракрасные, ультрафиолетовые. В их перечень входят модели как с напряжением 12 Вольт, так и другим. Подложкой выступает сапфир. Кроме такой классификации, существует еще несколько. Ниже рассмотрим их более подробно.
Однако есть некоторые недостатки в использовании этого метода, включая низкую эффективность, изменение тока из-за изменения прямого напряжения и выработки тепла резистором. Он также обеспечивает преимущества диагностических функций. Рисунок 9: Линейная регулировка с постоянным источником тока.
По типу применения
Однако они увеличивают количество компонентов. Джордж Крафорд, и он был учеником Холоньяка. 
Эти полоски недороги и просты в установке. 
Как видно из названия, они изготавливаются только для конкретного применения. Мы оцениваем все характеристики светодиодного освещения. Мы также описываем те, что в этом.
Типы сверхярких светодиодов
На данный момент существует популярная классификация моделей. Рассмотрим то, на какие виды делятся сверхяркие диоды.
- Cree. Изделия такого типа работают за счет особого состава, в который входят нитрид галлия и карбид кремния. Соедние их характеристик в итоге дает довольно длительный период работы самого диода. Как и все другие, этот вид потребляет немного электроэнергии (не более 12 Вольт). Зачастую, диоды используются на улице, где необходимо освещать дороги, переходы (как подземные, так и надземные), автомагистрали. Более того, их часто применяют для фонарных столбов. Чипы этих устройств оцениваются довольно дорого, так как имеют высокий уровень качества. Часто применяют такие сверхяркие светодиоды для фонариков обычного типа.
- Epistar. Диоды этого вида характеризуются небольшими размерами. Качество устройств хорошее. Имеют длительный эксплуатационный срок. В современное время используются практически везде.
- Smd. Также довольно распространены. Часто используются для наружной подсветки здания. Также могут применяться для подсветки различных предметов в помещении. Эти ленты характеризуются плотным свечением, поэтому и получили популярность во всем мире.
Используя любое из описанных изделий, нужно обязательно применять специальные драйвера, которые позволят подключить их к сети напряжением 220 Вольт. Это связано с низким потреблением ресурса (12 Вольт). Имеющийся драйвер сможет снизить нагрузку, чтобы изделие не сгорело.
Цветовая температура - Кельвин
Электрическая мощность - результат, который получается путем деления энергии, потребляемой между временем, которое требуется для потребления. Цветовая температура измеряется в Кельвине и применяется только к белым огню. Если у нас есть цветной источник света, например красный свет, мы не можем измерить его цветовую температуру. У нас есть несколько типов доминант цвета, но те, которые больше всего присутствуют, - это цвет Янтарный и синий.
Таким образом, белые огни, которые имеют доминирующий цвет Янтаря, мы называем их теплыми огнями, потому что психологический эффект, который мы видим в комнате, освещенной этими огнями, дает нам ощущение найти себя в теплом месте. Затем белые огни, которые имеют доминирующий цвет Синего, мы называем их холодными огнями, потому что психологический эффект, который мы видим в комнате, освещенной этими огнями, дает нам ощущение найти себя в холодном месте.
Преимущества
За небольшое количество времени сверхяркие и другие диоды стали довольно популярными и востребованными в различных сферах. Причина же скрывается именно в преимуществах, которые сейчас рассмотрим.
- Изделия энергоэффективные. Среди всех имеющихся источников света данный вид считается максимально экономичным. Как правило, использование диодов позволяет снизить запросы на электричество до 80 %. Светодиод сверхяркий белый потребляет больше всего по сравнению с остальными.
- Продукт способен долго работать, не требуя особенного обслуживания или профилактического осмотра.
- Диод не сильно избирателен, что касается температурного режима. Поэтому использовать его можно в любых условиях.
- Если необходим источник света, который защищен от попадания влаги и способен выдерживать удары, то среди сверхярких диодов есть такие модели.
- При работе изделие не нагревается. Единственное, за чем необходимо следить - блок питания. Именно он принимает всю нагрузку на себя и нагревается.
Цветовая температура является приблизительной, потому что есть много факторов, которые могут привести к изменениям! Световой поток является мерой воспринимаемой световой энергии. Световой поток получается путем взвешивания мощности для каждой длины волны с помощью функции светимости, которая представляет чувствительность глаза в зависимости от длины волны. Когда мы говорим о 25 Вт или 60 Вт, мы ссылаемся только на мощность, потребляемую лампой, из которой только часть становится видимым светом, это так называемый световой поток.
Исполнение и назначение
Мы могли бы измерить его в ваттах, но проще определить новый блок, просвет, который воспринимает видимое излучение как ссылку. Эмпирически показано, что излучение 555 нм мощностью 1 Вт, излучаемое черным телом, соответствует 683 люмен. Световой поток определяется как мощность, излучаемая в виде светового излучения, к которому чувствителен человеческий глаз.
Недостатки
Параметры работы изделий довольно хороши и выгодны. Однако нужно учитывать, что имеются еще и недостатки. Какие?
- Из-за того, что со временем ухудшается проводимость света, падает яркость излучения.
- Если совершается процесс изменения мощности сигнала, то чип может сгореть. Такие ситуации происходят не сильно часто, однако вероятность поломки имеется.
- К чересчур высокой температуре диоды все же восприимчивы. К каким именно показателям тепла - необходимо узнавать конкретно по отношению к приобретенной модели.
- Для того чтобы диод работал, необходимо устанавливать специальный радиатор.
- Если изделие используется в открытом пространстве, придется обеспечивать дополнительную защиту от влаги, грязи, повреждений.
Во многих случаях, как и в случае с трубами, диоды расположены вдоль всей поверхности трубки, поддерживаемой печатной платой. Распределение света, которое мы получаем, зависит от количества диодов. Трубка из 400 диодов не будет иметь такой же производительности, как трубка 270, первая будет обеспечивать более равномерное распределение света.
Новый вид светодиодов – filament
Однако обсуждается способ достижения этого результата, поскольку он не всегда имеет свет солнца в качестве эталона и имеет тенденцию давать значения 100 лампам накаливания с низкой цветовой температурой, которые находятся на одном конце спектра света и что они никоим образом не представляют собой идеальный свет, когда речь идет о воспроизведении цветов с другой стороны спектра.
Сфера использования
Сейчас сверхяркие диоды используются широко в промышленной сфере, рекламной, бытовой и в качестве подсветки на различных транспортных средствах. Касательно бытовой - речь идет о свечении LCD техники и других объектов. Также наиболее известный пример использования данного изделия - светофор. Светодиоды сверхяркие - для авто самый востребованный источник света.
Диод, электронный компонент, который позволяет пропускать ток только в одном направлении. Диоды, наиболее часто используемые в современных электронных схемах, представляют собой диоды из полупроводникового материала. Простейший диод с точкой контакта германия был создан в первые дни радио. В современных германиевых диодах кабель и крошечная стеклянная пластина устанавливаются внутри небольшой стеклянной трубки и соединяются с двумя проводами, которые припаиваются к концам трубки.
Соединительные диоды состоят из соединения двух разных типов полупроводникового материала. Зенеровский диод представляет собой специальную модель диода перехода, в котором используется кремний, в котором напряжение параллельно соединению не зависит от проходящего через него тока. Из-за этой характеристики диоды Зенера используются в качестве регуляторов напряжения. С другой стороны, в светоизлучающих диодах напряжение, приложенное к полупроводниковому соединению, приводит к испусканию световой энергии.
Даже с имеющимися недостатками достаточно правильного монтажа, способного снизить минусы до минимума. Как понятно, используется данный продукт довольно много и часто, поэтому приходится говорить о его незаменимости. Такой диод с легкостью создаст нужный уровень света в доме или на улице. Главное, правильно подобрать модель.
Для решения проблем, связанных с диодами, в настоящее время используются три подхода. Первое приближение - это идеальный диод, в котором считается, что диод не имеет падения напряжения при движении в положительном направлении, поэтому этот первый подход будет считать диод коротким в положительном направлении. Напротив, идеальный диод ведет себя как разомкнутая цепь, когда его поляризация меняется на противоположную. Во втором подходе мы считаем, что диод имеет падение напряжения, когда он проводит прямую поляризацию. Наиболее часто используется второй подход.
Сверхяркие светодиоды - характеристики
Самой важной и определяющей характеристикой можно назвать рабочий ток. Из-за того, что диоды функционируют на постоянном получении ресурса, его превышение может привести к поломке всей конструкции. Средним значением сверхяркого изделия считается 15-20 мА. Ток одного из наиболее мощных диодов может достигать 1 А.
Хотя существует множество типов, только некоторые особенности отличаются по своему внешнему виду. То же самое не происходит с размером, поскольку это функция мощности, которая может рассеиваться. Характерно найти гало в теле, которое указывает на катод.
Для тех, чей конкретный тип обозначен рядом букв и цифр, катод отмечен кольцом в теле рядом с этим терминалом. Цвета, а в них катод соответствует терминалу, ближайшему к самому толстому цвету. Гермионовые наконечники обычно герметизируются в стекле. Анод этих диодов длиннее катода, и обычно поверхность инкапсуляции вблизи катода плоская. Практическим способом определения катода является применение мультиметра в омметре между его терминалами. Если мы используем режим проверки диода с мультиметром, мы получаем значение напряжения локтя устройства.
Сверхяркие светодиоды имеют различное напряжение. Оно, в зависимости от модели и назначения, может колебаться от 1.5 до 4 В. Как правило, именно этот показатель влияет на то, какой цвет излучения получается в результате. Например, низкое напряжение позволяет добиться инфракрасного цвета (1.5 В), тогда как наиболее высокое - белого (3.7 В).
В момент соединения двух материалов электроны и дырки, находящиеся в «узловой» области или вблизи нее, объединяются, и это приводит к отсутствию носителей в области вблизи перехода. Эта область обнаруженных отрицательных и положительных ионов называется областью истощения из-за отсутствия носителей. Существует три возможности применения напряжения на клеммах диода.
- Поляризации нет.
- Прямая поляризация Обратная поляризация.
Средняя мощность для довольно сильных диодов составляет 1 Вт, для стандартных изделий - 0.3 Вт.
Сверхяркие изделия продаются в различных цветовых решениях. В магазинах имеются янтарные, оранжевые, синие, зеленые, красные и белые модели. Последний вариант можно найти в трех различных оттенках: холодный, теплый и средний.
Особенности монтажа
Для того чтобы сверхяркие светодиоды работали долго и выдавали яркий свет постоянно, необходимо при монтаже организовать теплоотвод. Сделать это можно при помощи радиатора. Из-за того, что основание диодов, изготовленное из полупроводников, способно проводить ток, нужно позаботиться о создании электроизоляции. Основные процессы такие же, как и при монтаже обычных изделий, поэтому проблем не должно возникнуть.
Когда достигается обратное напряжение дизъюнкции, происходит резкое увеличение тока, которое может разрушить устройство. Этот диод имеет широкий диапазон применений: выпрямительные цепи, ограничители, уровневые зажимы, защиту от коротких замыканий, демодуляторы, смесители, генераторы, блокировку и байпас в фотогальванических установках и т.д.
Яркие светодиоды выводного монтажа
При использовании диода в цепи необходимо учитывать следующие соображения. Максимальное обратное натяжение, применимое к компоненту, повторяющееся или нет, должно быть больше максимального, которое оно будет поддерживать. Максимальный постоянный ток, который может проходить через компонент, повторяющийся или нет, должен быть больше максимального, который он будет поддерживать.
Итог
Сверхяркие диодные ленты способны создать мощное освещение при минимальном затрачивании электричества. За счет этого можно решить вопрос о сильно большом расходе средств на оплату за потребляемый ресурс. На сегодняшний день сверхяркие светодиоды являются важными, незаменимыми и значительными источниками, которые с легкостью создадут нужное освещение в любых условиях.
Характер проводимости этих свето излучающих определяется как самим материалом, так и добавлеными легирующими веществами. Как нам уже известно при подаче напряжения прямой полярности через p-n переход начнет течь ток ток, а при рекомбинации электронов и дырок происходит выброс энергии соответствующий видимому диапазону спектра с длиной волны от 700 до 400 нм.
Для получения свечения в красных и желтых областях применяются полупроводниковые МДГС (многопроходные двойные гетероструктуры) на основе GaAlAs и AlGalnP, а для зеленого и синего свечения - на основе нитридов индия и галлия и их производных (InN, GaN, InGaN, AlInGaN).
Излучение генерируется на р-n переходе между кристаллом и кристаллодержателем, к которым через электроды подается напряжение требуемой полярности. С помощью отражателя боковое излучение направляется вдоль оптической оси светоизлучаещего элемента. Все внутренние элементы залиты прозрачным полимером с максимально высоким коэффициентом преломления являющимся корпусом. Купол корпуса выполняет функцию линзы.
Внешние выводы используются не только для подачи напряжения, но и для фиксации на печатных платах. Кроме торцевой конструкции, имеются элементы, у которых внешние выводы расположены в плоскости основания.
В начале девяностых годов миру был представлен первый светодиод синего и белого цвета свечения. С тех пор началась и продолжается по настоящее время технологическая гонка в производстве сверхъярких мощных светодиодов белого свечения. Известно, что ни какой светодиод не способен излучать белый свет, так как белый свет это сумма всех цветов. Поэтому цвет излучения зависит от ширины энергетической запрещенной зоны перехода, где осуществляется рекомбинация электронов и дырок.
Ширина энергетической запрещенной зоны, как нам уже известно зависит от материала добавленного в полупроводник. Так для получения белого света на кристалл синего светодиода наносят тонкий слой люминофора, который под воздействием синего спектра испускает жёлтый и красный свет. В результате смешения синего, жёлтого и красного на выходе получаем белый свет.
Напряжение питания сверхъярких светодиодов, как правило, составляет от 2,8 до 3,9 вольт. Срок эксплуатации светодиодов хоть и достаточно велик, но они очень чувствительны к токовым перегрузкам. Чтобы исключить их перегрузки а, следовательно полный или частичный выход из строя, необходимо использовать на специализированных микросхемах, а для регулировки яркости свечения рекомендуется применять импульсную модуляцию. Устройство типичного сверхъяркого светодиода, показано на схеме ниже:
Следует упомянуть, что мощный сверхъяркий светодиод, изготовленный с нарушением технологии через некоторое время работы теряет свою светоотдачу. Как правило, они продаются на китайских аукционах дешевле аналогов. Это происходит из-за того, что желтеет эпоксидный материал колбы и уменьшается излучающая способность синего светодиодного чипа с нанесенным на него слоем люминофора.
Основные параметры светодиодов |
Характеристики светодиодов можно разделить на входные и выходные. К входным параметрам относятся: прямой ток I пр ; прямое падение напряжения при номинальном токе U пр ; максимально допустимое обратное напряжение U обр. макс ; вольтамперная характеристика.
Номинальный прямой ток I пр через кристалл размером 0,1 х0,1 мм равен 20-40 мА. Максимально допустимый прямой ток Iпр макс зависит от условий охлаждения, конструкции светодиода, а при импульсном режиме - от скважности импульсов.
Прямое падение напряжения U пр на светодиоде при номинальном токе зависит от энергии излучаемых квантов и составляет от 1,5 В для диодов, излучающих в ИК-области, до 4,2 В для светодиодов, излучающих синий и фиолетовый свет.
К выходным параметрам относятся: световой поток Ф ; угол излучения; осевая сила света I 0 ; цветность излучения или длина волны в области максимума излучения λмакс; световая отдача (для ИК-диодов - КПД); яркость L (указывается для светящихся пластин); инерционность т ; люмен-амперная характеристика (зависимость светового или лучистого потока светодиода от прямого тока).
Справочник на отечественные светодиоды |
В данном справочнике вы найдете параметры и описание на следующие отечественные светодиоды КЛ101А, КЛ101Б, КЛ101В, 2Л101А, 2Л101Б, АЛ102А, АЛ102АМ, АЛ102Б, АЛ102БМ, АЛ102В, АЛ102ВМ, АЛ102Г, АЛ102ГМ, АЛ102Д, АЛ102ДМ, 3Л102А, 3Л102Б, 3Л102В, 3Л102Г, 3Л102Д, АЛ112А..М, АЛ301А-1, АЛ301Б-1, АЛ307АМ..НМ, АЛ310А, АЛ310Б, АЛ316А, АЛ316Б, АЛС331А, 3ЛС331А, АЛ341А..И, КЛ360А, КЛ360Б, 3Л360А, 3Л360Б, КЛД901А, КИПД01А-1Л, КИПД01Б-1Л, КИПД02А-1К, КИПД02Б-1К, КИПД02В-1Л,КИПД02Г-1Л, КИПД02Д-1Ж, КИПД02Е-1Ж, КИПМ02А-1К, КИПМ03А-1К, КИПМ04Б-1К и многие другие
Устройство и параметры мигающих светодиодов |
Мигающий светодиод (МС) это обычный светоизлучающий полупроводник, но имеющий встроенный интегральный генераторо импульсов с частотой следования импульсов 1,5 – 3 Гц. МС это завершенный функциональный прибор, который выполняет функцию световой сигнализации.
Кроме того, мигающий светодиод довольно универсален – напряжение питания его может находиться в диапазоне от 3 до 14 вольт – для высоковольтных, и от 1,8 до 5 вольт для низковольтных МС. Использование мигающих светодиодов оправдано в компактных схемах, где существуют жесткие требования к габаритам компонентов и электропитанию – мигающие светодиоды очень энергоэкономичны , т.к схема МС построена на МОП структурах. Такой светодиод с легкостью способен заменить целый функциональный узел. На принципиальных схемах он обозначается следующим образом.
Если взглянуть через прозрачный корпус МС, то можно увидеть, что конструктивно он состоит из двух частей. На основании отрицательного вывода (катода) размещён светоизлучающий кристалл. Чип внутреннего генератора размещён на основании анодного вывода. С помощью трех перемычек соединяются все компоненты этого устройства.
Чип генератора состоит из ВЧ генератора – он работает постоянно - частота его колеблется в диапазоне близком к 100 кГц. Совместно с ним работает делитель на логических элементах, который делит ВЧ импульсы до уровня 1,5 – 3 Гц.
Как проверить светодиод |
Светодиод по своей внутренней структуре напоминает обычный диод. Поэтому проверить его можно аналогичным образом - включением в прямом направлении, т.е. между анодом и катодом светодиода необходимо приложить положительное напряжение. Проверка не составит больших проблем, если у вас есть мультиметр. В отличие от стандартных кремниевых диодов, прямое напряжение на которых около 0,6…0,7 В, светодиод обладает более высоким значением этого параметра, причем в зависимости от цвета свечения и материала изготовления. Так красные светоизлучающие полупроводники имеют напряжение – 1,5…2 В, зеленые – 1,9…4 В, белые – в районе 3…3,5 В.