LED-lichtbronnen

Probeer Ons Instrument Voor Het Oplossen Van Problemen





3 Redenen waarom leds worden gebruikt als lichtbron in vergelijking met HID-lampen

  • Leds hebben geen gloeidraad die kan doorbranden of breken, daarom gaan ze veel langer mee dan conventionele gloeilampen. Aangezien een zeer kleine halfgeleiderchip een LED laat lopen, zijn ze erg duurzaam en gaan ze meestal duizenden uren mee.
  • LED's zijn 'instant on', net als halogeenlampen, en dus handig voor gebruik in toepassingen die onderhevig zijn aan frequente of potentiële aan-uit cycli. Omgekeerd zijn HID-lampen kwetsbaarder en moeten ze opwarmen (15 - 25 seconden) tijdens het ontsteken
  • LED-technologie verandert snel en het is te verwachten dat LED's uiteindelijk de prestaties van HID-verlichting zullen overtreffen.

Hoe wordt led gebruikt als lichtbron?

Light-Emitting Diodes (LED) zijn lichtbronnen die gebruik maken van diodes die licht uitstralen wanneer ze in een circuit zijn aangesloten. Het effect is een vorm van elektroluminescentie waarbij leds een groot aantal fotonen naar buiten afgeven, de led is ondergebracht in een plastic bol, die de lichtbron concentreert. Het belangrijkste onderdeel van een led is de halfgeleiderchip in het midden van de lichtbron. Het bestaat uit p- en n-gebieden met een kruising ertussen. Het p-gebied wordt gedomineerd door positieve elektrische ladingen en het n-gebied wordt gedomineerd door negatieve elektrische ladingen. Het knooppunt is een soort muur tussen de twee gebieden, die de doorgang van ladingsdragers tussen de twee gebieden blokkeert.

Als er voldoende spanning op de halfgeleiderchip staat, kunnen elektronen gemakkelijk over de junctie bewegen, waar ze onmiddellijk worden aangetrokken door de positieve krachten in het p-gebied. Wanneer een elektron voldoende dicht bij een positieve lading in het p-gebied beweegt, 'combineren' de twee ladingen zich.




Wanneer een elektron combineert met een positief ion, wordt de elektrische potentiële energie omgezet in elektromagnetische energie en dit gebeurt in de vorm van emissie van een foton van licht.

Dit foton heeft een frequentie die wordt bepaald door de eigenschappen van het halfgeleidermateriaal (meestal een combinatie van de chemische elementen gallium, arseen en fosfor).



Leds die verschillende kleuren uitstralen, zijn gemaakt van verschillende halfgeleidermaterialen. In eenvoudige bewoordingen zijn LED's kleine elektrische circuitcomponenten die werken als een lamp zonder gloeidraad. LED's worden uitsluitend verlicht door de beweging van elektronen in een halfgeleidermateriaal, waardoor ze energiezuinig en extreem veerkrachtig zijn gedurende lange perioden.

Wat is het type LED dat wordt gebruikt in verlichtingstoepassingen?

De witte LED is de meest opwindende nieuwe verlichtingstechnologie sinds de introductie van de fluorescentielampen. Hoge intensiteit LED's zijn nu populair vanwege hun hoge lage stroomvereisten. Hoge heldere witte LED's worden in toenemende mate gebruikt in verlichtingstoepassingen als een maatregel om energie te besparen. Toepassingen van witte LED omvatten achtergrondverlichting in mobiele telefoons, LCD-achtergrondverlichting, huis- en voertuigverlichting, displayborden enz. De LED's zijn extreem klein van formaat en verbruiken weinig energie en zetten elektriciteit efficiënt om in licht.


Waarom heeft de witte LED de voorkeur?

Een LED met een hoog wattage produceert meestal ongeveer 75-100 lumen per watt ten koste van 350 milli-ampère stroom. Energieverlies door warmte is praktisch nihil bij leds en ze hebben een zeer lange levensduur van duizenden uren. Leds zijn milieuvriendelijke apparaten omdat ze geen lood of kwik bevatten. In tegenstelling tot fluorescentielampen geven leds geen UV-straling af.

A1 watt witte LED geeft ongeveer 100 lm lichtstroom wat voldoende is om een ​​kleine ruimte te verlichten. De hoeveelheid licht die een lichtbron uitstraalt, wordt gemeten in lumen. Een lamp van 60 watt straalt bijvoorbeeld 730 lumen uit en dat van een halogeenlamp van 50 watt is 900 lumen.Elke led-chip heeft een oppervlakte van slechts één vierkante millimeter, wat zorgt voor een zeer geconcentreerde algehele lichtsterkte.

De voorwaartse spanningsval van de 1 watt witte LED is 3,3 volt en verbruikt 350 milli ampère stroom. Gewone witte LED vereist dus 3 volt en ongeveer 40 mA stroom om maximale helderheid te geven.

Krachtige witte LED's kunnen worden aangestuurd met een hoge stroomsterkte van honderden milli ampère tot een ampère om licht met een hoge intensiteit te produceren. Sommige merken kunnen meer dan duizend lumen produceren. De HPLED's moeten op een koellichaam worden gemonteerd om warmteafvoer mogelijk te maken, anders raakt het apparaat gemakkelijk beschadigd.

2 manieren om witte LED te construeren

  • De methode omvat het coaten van een LED-chip (meestal blauw gemaakt van Indium Gallium Nitride, InGaN) met fosfor van verschillende kleuren om het witte licht te produceren. Het deel van het lichtspectrum dat overeenkomt met het blauwe licht wordt overgebracht naar de langere golflengte, via een proces dat bekend staat als de Stokes-shift. Het witte licht van witte LED's komt van het smalbandige blauw dat van nature wordt uitgezonden door GaN-LED's, plus een breed spectrum geel dat wordt gegenereerd door een fosforcoating op de chip die een deel van het blauw absorbeert en omzet in geel. InGaN kan operationele golflengten produceren van groen tot ultraviolet door de relatieve hoeveelheden indium en gallium tijdens de productie te variëren. Het veelgebruikte fosformateriaal is Cerium-gedoteerd Yttrium aluminium Garnet of Ce3 + YAG.
  • Witte LED's kunnen ook worden gemaakt door bijna UV-emitterende LED's te coaten met een mengsel van hoogrenderende op Europium gebaseerde rode en blauwe emitterende fosforen plus groen emitterend koper en aluminium gedoteerd zinksulfide. Dit is een methode die lijkt op de werking van fluorescentielampen. Deze methode is minder efficiënt dan de blauwe led met fosfor, aangezien de Stokes-shift groter is en er dus meer energie wordt omgezet in warmte. Een ander nadeel is dat uv-licht uit een defecte LED kan lekken en schade aan de ogen of de huid kan veroorzaken.

3 Toepassingen met LED als lichtbron

  • Op LED gebaseerde noodlamp

Het kan in het stopcontact worden gestoken en het licht op op het moment van stroomuitval. Het straalt koel wit licht uit in de kamer dat ook voldoende is om te lezen. Hij wordt gevoed door een 4,5 volt draadloze telefoonbatterij en gebruikt 1 watt witte LED.

Werking van het systeem

Het circuit maakt gebruik van een kleine 4,5 volt 300 mA stepdown-transformator, een bruggelijkrichter bestaande uit D1 tot en met D4 en de afvlakcondensator C1 als de voeding om de 4,5 volt oplaadbare batterij op te laden. De 4,5 volt transformator is direct verkrijgbaar en wordt over het algemeen gebruikt in LED-noodverlichting ​Het verlaagt de 230 volt wisselstroom naar laagvolt wisselstroom, die vervolgens wordt gelijkgericht door de dubbelfasige gelijkrichter. Condensator C1 maakt de DC-rimpel vrij om op te laden. Weerstand R1 levert ongeveer 80 milli ampère stroom om op te laden. Omdat het circuit altijd is aangesloten, is een lage stroom ideaal om op te laden. De oplaadbare batterij die in het circuit wordt gebruikt, is een draadloze telefoonbatterij van 4,5 volt.
Als de netspanning beschikbaar is, wordt de batterij opgeladen via R1 en D5. Tegelijkertijd krijgt de PNP-transistor een positieve voorspanning via R1 en blijft hij uit. Wanneer de stroom uitvalt, worden de vooringenomenheid van D5 omgekeerd en wordt de basis van T1 negatief. Het geleidt en steekt dan de LED aan. Wanneer de stroom weer wordt hervat, gaat de LED automatisch uit.

1W-LED-noodlamp

1W-LED-noodlamp

Hoe in te stellen?

Het circuit kan worden gemonteerd op een klein stukje perfboard. Omsluit het circuit, de transformator en de batterij in een plug-in adapterdoos. Bevestig LED buiten de doos, bij voorkeur met een reflecterende achtergrond. U kunt hiervoor foliepapier plakken, het zal ook dienen als koellichaam voor de LED. Aangezien er een hoge stroom door T1 vloeit wanneer de LED oplicht, heeft T1 een koellichaam nodig. 1 Watt witte LED kost ongeveer Rs.50 en de batterij Rs.150.

  • Automatische lamp met 1 W LED

Hier is een Automatische lamp met hoog vermogen Witte LED die 's avonds aangaat en tot de ochtend blijft branden. Witte LED's worden tegenwoordig gebruikt omdat ze een eenvoudige gelijkstroomvoeding nodig hebben om ze van stroom te voorzien en te regelen, in tegenstelling tot gloeiende gasontladingslampen. De gebruikte LED heeft een vermogen van 1 W en een gereguleerde voeding zonder transformator wordt gebruikt om het apparaat van stroom te voorzien.

Werking van het systeem

De condensatoren c1 en c2 verlagen de wisselspanning naar een lagere waarde. Normaal gesproken worden hoogwaardige condensatoren gebruikt. De bruggelijkrichtersectie produceert een pulserende DC-output van het AC-signaal. De condensator verwijdert de ac-rimpelingen die aanwezig zijn in het DC-signaal. Dit gefilterde signaal wordt over de zenerdiode geleid, die een gereguleerde gelijkstroomuitgang over zijn aansluiting levert. De condensator c3 laat in het algemeen een AC-signaal erdoorheen en blokkeert het DC-signaal. Het fungeert als een bypass-element. LDR en T1 vormen een lichtgevoelige schakelaar om de LED aan / uit te zetten. LDR biedt een hoge weerstand in het donker en een lage weerstand in licht. Dus overdag geleidt LDR en wordt de basis van T1 naar het aardpotentiaal getrokken en blijft het uit om de witte LED uit te schakelen. Tijdens de nacht, wanneer het daglicht ophoudt, neemt de weerstand van LDR toe en krijgt T1 voldoende basisvoorspanning en geleidt. De LED die is aangesloten op de collector T1 licht dan op. BD 139 is een NPN-transistor met gemiddeld vermogen en de pinnenverbindingen zijn Base - Collector - Emitter vanaf de voorkant. Koellichaam is nodig voor T1 aangezien de LED ongeveer 100 milliampère stroom doorgeeft. De LED die in het circuit wordt gebruikt, is de 1 watt witte LED die een voorwaartse spanningsval van 3,3 volt heeft en 350 milliampère stroom nodig heeft om volledige helderheid te krijgen.

Krachtige-LED-nachtlamp-1

  • Portable Emergency Lamp cum Mobiele oplader

Hier is de draagbare noodlamp cum mobiele oplader. Het maakt gebruik van een hoge heldere witte LED die voldoende licht in de kamer kan geven als de stroom uitvalt. Een witte LED kan een Indium Gallium Nitride LED zijn die een blauwachtig wit licht afgeeft, dat kan worden gefilterd met een fosforfilter in de lens of met een mengsel van meerkleurige LED's. Het kan ook tijdens de reis als mobiele oplader in de plug-in-modus worden gebruikt.

Werking van het systeem

De voeding voor de schakeling is afkomstig van een 0-6 volt 300 mA step-down transformatoren, een dubbelzijdige gelijkrichter bestaande uit D1 tot en met D4 en de afvlakcondensator C1. Het noodverlichtingscircuit bestaat uit diode D5, weerstand R2 en de transistor T1.Als de netspanning beschikbaar is, diode D5 voorwaartse voorspanning en de batterij van 6 volt wordt opgeladen via weerstand R2.Tegelijkertijd zal de PNP-transistor T1 leeg zijn geleiding omdat de basis hoog wordt gehouden door R1. De witte LED die is aangesloten op de collector van T1 blijft uit. Wanneer de netspanning uitvalt, wordt de voorspanning van D5 omgekeerd en krijgt de basis van T1 een negatieve voorspanning en geleidt deze. Witte LED gaat dan aan met behulp van de stroom van de batterij. De mobiele oplader van het circuit bestaat uit een Zener-gebaseerde gereguleerde voeding. Laadstroom kan worden afgetapt van de punten A en B met behulp van een geschikte connector.

Noodverlichting-cum-mobiel-

Draagbaar noodlicht met mobiele oplader

Nu hoop ik dat je een idee hebt gekregen over het concept van de LED-lichtbronnen en als je vragen hebt over het artikel en over de elektrische elektronische projecten, laat dan de opmerkingen hieronder achter.