Светодиоды GNL повышенной яркости диаметром 5 мм
Светодиоды GNL-5033xx — Одним из выгодных отличий этих светодиодов является их дешевизна, широкий спектр цветового предложения, а так же легкость работы с ними. Хотелось бы особо отметить то, что при работе с выводными светодиодами можно изготовить вывеску любой сложности, по желанию заказчика.
ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ (при Та= 25°С)
|
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
| Наименование | Цвет свечения | Цвет линзы | Прямое падение напряжения, В | Сила света, мкд (при IF=20 мА) | Угол половинной мощности 2Θ½ | Мин. упаковка | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Мин. | Тип. | ||||||||
| GNL-5033LRC | Красный | GaAlAs | 660 нм | Бесцветная прозрачная | 1,8 | 60 | 80 | 120° | 1000 |
| GNL-5033URC | Красный | GaAlAs | 660 нм | Бесцветная прозрачная | 1,8 | 140 | 150 | 120° | 1000 |
| GNL-5033UEC | Красный | GaAlInP | 625 нм | Бесцветная прозрачная | 2,0 | 150 | 160 | 120° | 1000 |
| GNL-5033UYC | Желтый | GaAlInP | 585 нм | Бесцветная прозрачная | 2,0 | 150 | 160 | 120° | 1000 |
| GNL-5033UGC | Зеленый | GaAlInP | 572 нм | Бесцветная прозрачная | 2,0 | 90 | 110 | 120° | 1000 |
| GNL-5033PGC | Чистый зеленый | InGaN | 525 нм | Бесцветная прозрачная | 3,6 | 660 | 720 | 120° | 500 |
| GNL-5033BGC | Сине-зеленый | InGaN | 505 нм | Бесцветная прозрачная | 3,6 | 660 | 720 | 120° | 500 |
| GNL-5033UBC | Синий | InGaN | 470 нм | Бесцветная прозрачная | 3,6 | 240 | 280 | 120° | 1000 |
Внимание! Светодиоды восприимчивы к воздействию статического электричества.
- Блоки питания для светодиодов 12V
- Как подключить светодиод
- Контроллер светодиодный программируемый класса Dominator
SMD лента светодиодная
Добавлено 28.07.10
Предлагаем Вашему вниманию некоторые модели плоских гибких smd светодиодных лент. Smd cветодиодная гибкая лента представляют собой тонкую и гибкую печатную плату большой длины, на которой с одной стороны распаяны smd светодиоды, а с другой стороны находится самоклеящаяся основа. Smd светодиоды, устанавливаемые на ленту, могут иметь различные цвета свечения, как монохромного спектра излучения (красный, желтый, зеленый, синий) так и широкого спектра: теплый белый и холодный белый, а также RGB, в котором smd светодиоды содержат три разноцветных кристалла, размещенных в smd корпусе 5060. При подключении smd лент к контроллеру могут быть получены разнообразные и очень интересные светодинамические эффекты с получением большого количества цветов и оттенков (от 256 до 16 млн.
Светодиодные изделия сегодня являются неотъемлемой частью современной светотехнической индустрии. Источники света, использующие в качестве источника светового излучения светодиоды, столь широко распространены, что стали уже почти привычными, наравне с традиционными источниками света. Различных моделей светодиодных изделий, а также вариантов их исполнения существует великое множество, применяются они сейчас практически везде.
В зависимости от конечного назначения светодиодного изделия, используются светодиодные кристаллы различных типов встроенные в различные корпуса, которые, в свою очередь, предназначены для определенного способа монтажа на печатные платы какого-либо определенного типа исполнения: ленты, линейки или модули.
Это могут быть кристаллы в прозрачном корпусе в виде миниатюрного цилиндра или конуса со скругленной вершинкой, либо кристаллы с корпусом в виде квадратной площадки с выпуклой линзой посередине (пираньи), либо кристаллы в плоском корпусе, предназначенные для непосредственного монтажа на поверхность печатной платы (SMD – surface mounted devices – устройство для монтажа на плоскость).
Последний вариант конструкции корпуса светодиода придуман относительно недавно, но получил широкое распространение, так как светодиоды данной конструкции имеют ряд преимуществ: они более компактны, и они могут быстро размещаться непосредственно на печатную плату без сверления в ней отверстий под монтажные ножки, что снижает трудоемкость, временные показатели и стоимость изготовления конечного продукта. В настоящее время такое востребованное и многофункциональное изделие, как светодиодная лента купить просто. Если Вы ищете где купить светодиоды, то это можно сделать у нас, обратившись к менеджерам компании Адекс.
Smd светодиодная лента повышенной яркости, 60 сверхъярких трехкристальных smd светодиодов на метр (300 светодиодов в ленте) представляет собой гибкий линейный источник света на самоклеящейся основе. Длина светодиодной ленты 5 метров, ширина 10 мм, толщина в месте расположения светодиода 2,5 мм. Цвет свечения светодиодов: белый. Допускается использование внутри помещений, а также в местах, хорошо защищенных от воздействия атмосферных явлений.
Характеристики изделия
| Напряжение питания, Вольт | 12 |
| Потребляемая мощность одного метра ленты, Вт | 14,4 |
| Угол светорассеивания, градус | 140 |
| Количество светодиодов в одном метре ленты, штук | 60 |
| Минимальный радиус изгиба ленты, мм | 20 |
| Допустимый температурный диапазон эксплуатации, градус С |
– 25 . .. + 60
|
| Степень пыле-влаго защиты | IP 20 |
| Мин. кратность резки | 3 диода |
| Световой поток от 1 метра, Люмен | 450 (макс) |
Цена. Купить светодиодную ленту в интернет-магазине
Герметичная smd светодиодная лента, 60 однокристальных smd светодиодов на метр (300 светодиодов в ленте) представляет собой гибкий линейный источник света в герметичной силиконовой оболочке. Длина светодиодной ленты 5 метров, ширина 12 мм, толщина 4 мм. Цвета свечения светодиодов: белый, белый теплый, красный, желтый, зеленый, синий. Допускается использование в уличных условиях, в том числе в местах с повышенной влажностью, а также с непродолжительным погружением в воду. При разрезании ленты, в местах реза должна быть проведена обработка силиконовым герметиком.
Характеристики изделия
| Напряжение питания, Вольт | 12 |
| Потребляемая мощность одного метра ленты, Вт | 4,8 |
| Угол светорассеивания, градус | 130 |
| Количество светодиодов в одном метре ленты, штук | 60 |
| Минимальный радиус изгиба ленты, мм | 20 |
| Допустимый температурный диапазон эксплуатации, градус С | – 25 … + 60 |
| Степень пыле-влаго защиты | IP 67 |
| Мин. кратность резки | 3 диода |
| Световой поток от 1 метра | белый, зеленый – 186 |
|
|
красный, желтый – 132 |
|
|
синий – 118 |
Цена.
Купить светодиодную ленту в интернет-магазине
Интерьерная светодиодная лента RGB повышенной яркости, 60 сверхъярких трехкристальных smd светодиодов на метр (300 светодиодов в ленте) представляет собой гибкий линейный источник света на самоклеящейся основе. Длина ленты 5 метров, ширина 10 мм, толщина в месте расположения светодиода 2,5 мм. Цвет свечения светодиодов: RGB. Допускается использование внутри помещений, а также в местах, хорошо защищенных от воздействия атмосферных явлений. Не используйте RGB ленту для получения белого свечения в течение длительного времени. Свечение ленты в режиме постоянного белого свечения (когда работают все три кристалла: красный, синий и зеленый) не допустимо, так как конструкция ленты не позволяет обеспечить достаточный теплоотвод, вследствие чего происходит перегрев кристаллов и преждевременная их деградация. RGB лента предназначена для работы в режиме смены цветов, то есть, последовательной работы кристаллов, при таком режиме работы перегрева не происходит и лента служит очень долго.
Характеристики изделия
| Напряжение питания, Вольт | 12 |
| Потребляемая мощность одного метра ленты, Вт | 14,4 |
| Угол светорассеивания, градус | 140 |
| Количество светодиодов в одном метре ленты, штук | 60 |
| Минимальный радиус изгиба ленты, мм | 20 |
| Допустимый температурный диапазон эксплуатации, градус С | – 25 … + 60 |
| Степень пыле-влаго защиты | IP 20 |
| Мин. кратность резки | 3 диода |
| Световой поток от 1 метра, Люмен | 348 (макс) |
Цена.
Купить светодиодную ленту rgb в интернет-магазине
Герметичная светодиодная лента RGB также может быть разрезана на участки, кратные 3 светодиодам, которые могут быть использованы, как автономные модули. Не рекомендуется разрезать ленту на короткие отрезки, так как при этом увеличивается вероятность снижения качества и возможны отказы.
Практическое использование светодиодных лент
Практическое использование гибких светодиодных лент происходит во всех областях человеческой деятельности, где необходим свет. Вот лишь некоторые примеры использования SMD лент: интерьерный дизайн и оформительская деятельность, объекты интерьерной и наружной рекламы, мебельная промышленность, тюнинг автомобилей, подсветка плавательных бассейнов и аквариумов, контрольная, аварийная, а также ориентировочно-направляющая подсветка, обозначение опасно выступающих углов конструкций в помещениях с недостаточной освещенностью, подсветка перил и ступеней лестниц, и т.
д.
На фото: подсветка для компьютерного стола. Использованы ленты торцевого свечения, потребляемая мощность 10 Вт.
Неприхотливость, низкое энергопотребление и хорошая долговечность и электробезопасность – это хорошо всем известные и неоспоримые преимущества светодиодных изделий. Продолжается процесс совершенствования кристаллов светодиодов, в плане увеличения светоотдачи и надежности, к тому же, светодиодные изделия неуклонно дешевеют, что открывает для них еще более широкие перспективы.
Светодиодные ленты можно использовать также в качестве основного освещения. На фото: потолочный светильник. Использованы интерьерные линейки белого теплого свечения со светодиодами smd 5060. Потребляемая мощность 60 Вт, начальная интенсивность освещения эквивалентна лампе накаливания 250 Вт.
Так как светодиодные ленты необычайно популярны, необходимо сказать несколько слов о правилах работы с ними, а также о целесообразности их использования в тех или иных случаях.
Есть несколько моментов, которые, казалось бы, должны быть понятны по умолчанию, но на деле часто упускаются из виду.
Светодиодная лента изначально представляет собой некое целостное изделие. К тому же, данное изделие требует достаточно аккуратного к себе отношения. Соответственно, работоспособность данного изделия, а также заявленные технические характеристики, могут быть гарантированы только до того момента, пока оно сохраняет целостность, и при условии аккуратного с ним обращения.
Если принять эту информацию к сведению, то становится понятно, что наиболее целесообразно использовать светодиодную ленту в целом виде. В таком виде она идеально подходит для подсветки ниш в стенах, арок, подвесных потолков, контур-ажурной подсветки элементов декора и т.д. Согласно статистике, ухудшения технических параметров ленты не происходит вообще, если делать один рез, например, разделив ленту пополам, либо отрезав лишний кусок.
Если, например, герметичная светодиодная лента устанавливается для подсветки объемных букв, то ее неизбежно приходится разрезать на множество отрезков, счищать гидроизоляцию, чтобы припаять провода.
При этом печатная плата подвергается механическим и температурным воздействиям, что может привести к ухудшению ее изначальных характеристик. В ряде случаев, не получается сделать герметизацию мест разреза и пайки, которая соответствовала бы IP65, что необходимо для использования готового изделия на улице – это также приводит к снижению общего уровня качества, и в конечном итоге, может привести к частичному выходу из строя отдельных элементов светодиодной ленты.
Не герметичные светодиодные ленты (IP00 или IP20), само собой разумеется, предназначены для использования в интерьере, для работы в уличных условиях они не предназначены, поэтому, если использовать их строго по назначению, то работать они будут и хорошо, и долго. Также допускается разрезать интерьерные ленты на участки, кратные трем светодиодам, как это описано выше, чтобы использовать их автономно. При этом необходимо действовать аккуратно, чтобы пайка элементов на печатной плате не была повреждена механически при изгибании ленты, и соблюдать температурный режим при пайке.
При подключении нескольких светодиодных лент к одному блоку питания необходимо помнить о том, что каждая из лент должна быть подключена параллельно.
Последовательное подключение светодиодных лент не рекомендуется, так как сечение дорожек на ленте на это не рассчитано.
По вопросам приобретения обращайтесь, пожалуйста, к менеджерам нашей компании по тел.: (495) 363-03-52 (многоканальный).
Светодиод высокой мощности » Заметки по электронике
Светодиодыв настоящее время используются для освещения — для этого нужны светодиоды высокой яркости, иногда также называемые светодиодами высокой мощности.
Учебное пособие по светоизлучающим диодам Включает:
Светодиод
Как работает светодиод
Как делают светодиод
Технические характеристики светодиодов
срок службы светодиода
светодиодные пакеты
Светодиоды высокой мощности/яркости
Технология светодиодного освещения
Органические светодиоды, OLED
Другие диоды: Типы диодов
Светодиоды высокой яркости, также известные как HBLED или светодиоды высокой мощности, все чаще используются для освещения.
Эти мощные светодиоды или светодиоды высокой яркости обеспечивают гораздо более высокий уровень светоотдачи, чем традиционные светодиодные индикаторы. Это ставит перед технологией новые задачи, хотя они способны обеспечить высокий уровень производительности: более высокую эффективность, чем другие формы технологии освещения, и гораздо более длительный срок службы.
HBLED: определение светодиода высокой яркости
С появлением на рынке большого количества светодиодов и повышением доступных уровней освещенности полезно иметь возможность определить HBLED высокой яркости и светодиод высокой мощности, поскольку эти термины относятся к несколько разным аспектам работы.
- Светодиод высокой яркости Определение HBLED: Одно определение HBLED гласит, что это светоизлучающий диод, который производит более 50 люмен (1 кандела = 12,75 люмен).
- Светодиод высокой мощности: Обычно светодиод высокой мощности потребляет более 1 Вт мощности.
Хотя светодиоды высокой мощности и светодиоды высокой яркости, HBLED обычно могут быть одним и тем же, эти два определения относятся к разным характеристикам или параметрам.
Технология HBLED
В базовую светодиодную технологию было внесено несколько усовершенствований, позволяющих разрабатывать и успешно производить светодиоды высокой яркости HBLED.
Первоначальные индикаторные светодиоды использовали традиционный проводной корпус со сквозным отверстием. Стандартный 5-миллиметровый светодиод будет давать световой поток около двух или трех люменов при входной мощности 100 мВт, что эквивалентно 20 или 30 люменам на ватт.
Технология поверхностного монтажа позволила разработать светодиоды таким образом, чтобы печатная плата могла действовать как теплоотвод – со светодиодами, установленными на плате, можно было достаточно эффективно отводить любое тепло, и это позволяло увеличить уровень освещенности. Поскольку HBLED работают на гораздо более высоких уровнях мощности, ключевой проблемой является рассеивание повышенного уровня выделяемого тепла.
Следующей разработкой было добавление тепловой пластины непосредственно в нижнюю часть корпуса для поверхностного монтажа. Находясь непосредственно под светодиодным переходом, это позволяло отводить тепло гораздо эффективнее.
Светодиоды высокой яркостииспользуют этот эффективный отвод тепла, чтобы позволить переходу HBLED оставаться в безопасных пределах, сохраняя при этом требуемый световой поток. Кроме того, более эффективные производственные процессы позволили повысить эффективность.
Сравнение светодиодов высокой яркости и других технологий
Светодиоды высокой яркостиобладают некоторыми явными преимуществами по сравнению со многими другими формами ламп. Таблица сравнения HBLED с другими основными технологиями приведена ниже.
| Тип лампы | Типовая эффективность (люмен на ватт) |
|---|---|
| Светодиод высокой яркости, HBLED | >100 и улучшение |
| Вольфрамовая лампа накаливания | ~18 |
| Компактная люминесцентная лампа, CFL | ~60 |
Натриевые лампы, напр. уличные фонари | ~100 – 200 |
Преимущества HBLED
Светодиоды высокой яркостиимеют ряд преимуществ по сравнению со стандартными светодиодами и другими технологиями.
- Обеспечивают более высокий уровень яркости, особенно по сравнению со стандартными светодиодами
- Более длительный срок службы по сравнению с другими технологиями освещения, включая лампы накаливания и компактные люминесцентные лампы.
- Низкая стоимость: HBLED, несмотря на то, что они дороги на начальном этапе, обеспечивают более низкую стоимость в течение всего срока службы светодиодов ввиду их более длительного срока службы.
- Производственная совместимость RoHS (без свинца) — они также гораздо более экологичны, чем компактные люминесцентные лампы, требующие специальной утилизации.
Ввиду своих преимуществ светодиоды высокой яркости HBLED находят все более широкое применение во многих осветительных приборах, от бытового, офисного и комнатного освещения до автомобильного освещения.
Другие электронные компоненты:
Резисторы
конденсаторы
Индукторы
Кристаллы кварца
Диоды
Транзистор
Фототранзистор
полевой транзистор
Типы памяти
Тиристор
Соединители
ВЧ-разъемы
Клапаны/трубки
Батареи
Переключатели
Реле
Технология поверхностного монтажа
Вернуться в меню “Компоненты”. . .
Новости оптики и фотоники – Светодиоды высокой яркости
Светодиоды высокой яркости предлагают экономичные и энергоэффективные решения для освещения во всем видимом спектре.
Фотореалистичное изображение кругло-овального соединителя со светодиодной матрицей RGGB.
За последние 15 лет мощность светоизлучающих диодов (СИД) резко возросла. Фактически, светодиоды могут заменить большинство традиционных источников света в течение следующих 15 лет. Тенденция началась, когда технология InGaN обеспечила 400-кратное увеличение выходной мощности синих светодиодов по сравнению с технологией карбида кремния.
Эти синие светодиоды были объединены с люминофором YAG для создания стабильного и эффективного источника белого света, что заставило осветительные компании задуматься о будущем своих основных ламповых технологий.
Эффективность белых светодиодов, определяемая как выходной световой поток, деленный на входную мощность штепсельной вилки, уже превзошла эффективность ламп накаливания и теперь примерно такая же, как у технологии люминесцентных ламп. Эти улучшения эффективности стали особенно важными в свете глобальных опасений по поводу потребления ископаемого топлива. Австралия недавно объявила, что введет новые стандарты энергоэффективности, что, вероятно, приведет к запрету на продажу ламп накаливания. Подобные планы были предложены в Онтарио, Канаде и нескольких штатах США, включая Калифорнию и Нью-Джерси. Хотя ожидается, что в ближайшем будущем компактные люминесцентные лампы заменят большинство ламп накаливания, в будущем источниками света могут стать светодиоды.
Исторически сложилось так, что светодиоды в основном использовались в качестве маломощных монохроматических индикаторных ламп.
Одним из наиболее распространенных корпусов светодиодов был корпус T 1-3/4 со сквозным отверстием (вверху слева). 1-3/4 обозначает диаметр упаковки в восьмых долях дюйма, поэтому внешний диаметр объектива составляет примерно 5 мм. Излучающий свет кристалл имел размеры всего 0,3 х 0,3 мм и номинально использовался с максимальным током 20 мА. Большие размеры и более высокие токи обычно не использовались, потому что в корпусе T 1-3/4 использовались выводы, которые не могли выдерживать более высокую тепловую нагрузку.
Чтобы обеспечить больше света, размер светоизлучающего кристалла был увеличен, и размер кристалла 1 x 1 мм стал довольно распространенным размером. Эти более крупные кристаллы потребляют более высокие токи (например, >350 мА), что потребовало изменений в тепловой конструкции как кристалла, так и корпуса светодиода. Некоторые корпуса могут работать с током более 1 А для кристалла размером 1 x 1 мм. Увеличение размера кристалла и повышение эффективности светодиодов способствовали повышению производительности светодиодных пакетов.
теперь могут обеспечивать световой поток в сотни люменов по сравнению с одним или двумя. Конечно, несколько кристаллов можно комбинировать для получения еще большей производительности. Например, исследователи из Lamina продемонстрировали твердотельный двигатель белого света мощностью 28 000 люмен.
Яркость в зависимости от яркости
Термин «светодиод высокой яркости» используется для описания светодиодов, которые имеют достаточно высокую яркость, чтобы зрители не могли смотреть на них прямо. В то время как яркость — это точный технический термин, определяющий величину, которую можно измерить, яркость — это неколичественная ссылка на физиологические ощущения и восприятие света.
Оптическая иллюзия: яркость и яркость. В то время как яркость — это точный технический термин, определяющий величину, которую можно измерить, яркость — это неколичественная ссылка на физиологические ощущения и восприятие света. Центральный прямоугольник с постоянной яркостью имеет градиент «яркости», когда фон неоднороден (вверху).
Однако при разделении фона и центрального прямоугольника яркость центральной полосы больше не меняется (внизу).
Оптическая иллюзия, показанная на рисунке справа, является интересной иллюстрацией взаимосвязи между яркостью и светимостью. Свет от тонкой прямоугольной полосы в центре имеет постоянную яркость, а фон имеет градиент яркости. При размещении поверх фона тонкая полоска также имеет градиент «яркости», но это всего лишь иллюзия. Как видно из нижней части рисунка, при разделении центральной и фоновой областей становится очевидным, что тонкая полоска имеет однородную яркость. Высокая яркость имеет тенденцию подразумевать высокую яркость, но яркость менее точна и может использоваться более общим образом.
Яркость источника света может быть ключевым фактором при определении возможности обеспечения достаточного светового потока для приложения. Яркость – это поток, деленный на интеграл площади и проекции телесного угла, где интеграл площади и проекции телесного угла называется этендю.
Часть оптической системы, которая ограничивает эффект, может находиться внутри оптической системы, например, размер пространственного модулятора света в сочетании с числовой апертурой проекционного объектива.
Иногда предельная апертура — это просто выходной размер оптической системы. Хотя несколько светодиодов можно комбинировать для обеспечения необходимого количества люменов, добавление большего количества светодиодов не увеличивает яркость комбинированного источника. В проекционных системах и автомобильных фарах яркость светодиодов не всегда достаточна. Например, для налобных фонарей номинально требуется более 25 меганит, по сравнению с 5-15 меганитами, которые являются современным уровнем развития многих белых светодиодов. (Один меганит равен 1 миллиону кандел на квадратный метр.)
Потребность в более высокой яркости способствовала развитию некоторых светодиодных источников, таких как технология фотонной решетки, разработанная Luminous Devices. Яркость также увеличивается, если размер светодиода и диаграмма направленности остаются постоянными, а эффективность увеличивается.
Поскольку повышение эффективности, как правило, коррелирует со снижением стоимости на люмен, ожидается, что по мере развития технологии светодиодная технология будет внедряться в приложения с более высокой яркостью.
Цвет светодиода
Светодиоды высокой яркости могут воспроизводить цвета во всем видимом спектре. Системы материалов AlInGaP и InGaN используются для производства светодиодов высокой яркости. Соединения алюминия, индия, галлия и фосфида используются для получения красных, оранжевых, желтых и даже зеленых цветов, а соединения индия и нитрида галлия используются для получения ультрафиолетовых, синих, сине-зеленых и истинно-зеленых цветов.
Светодиоды также используются для создания белого света. Обычно это делается с помощью светодиода с люминофором или путем объединения нескольких монохроматических светодиодов. Люминофорный подход обеспечивает надежный интегрированный пакет с разумной эффективностью. Использование люминофора приводит к потерям света из-за стоксова сдвига, поэтому более высокая эффективность может быть достигнута за счет объединения нескольких светодиодов.
Комбинация нескольких монохроматических светодиодов дает возможность настройки цвета. Например, один прибор может обеспечить либо «теплый» белый, либо «холодный» белый. Эта настраиваемость — палка о двух концах. Мощность отдельных светодиодов должна быть отрегулирована в правильной пропорции и смешана по всей диаграмме направленности. Этот контроль цвета является проблемой не только для светодиодных систем высокой яркости, но и для обычных стандартов CIE, используемых для характеристики систем освещения. Изменение выходного сигнала красного светодиода в системе RGB даже на пару процентов может привести к заметным изменениям цвета. Эти жесткие чувствительности можно контролировать с помощью систем обратной связи, которые контролируют выходной сигнал светодиода.
Схема типичной конструкции подсветки. Рендеринг зажженного сотового телефона. Сам дисплей подсвечивается белыми светодиодами. Клавиатура и кнопки-индикаторы подсвечиваются монохромными светодиодами.
Другие преимущества светодиодов
В дополнение к различным цветам и высокой мощности, светодиоды высокой яркости могут обеспечить длительный срок службы, который обычно ассоциируется с полупроводниковыми устройствами.
Срок службы светодиодов может превышать 100 000 часов, что значительно больше, чем 2 000 часов, которые номинально связаны с лампами накаливания. Долгий срок службы светодиодов предлагает смену парадигмы для приложений освещения. Вместо того, чтобы проектировать светильники, в которых лампочка периодически заменяется, светодиодные светильники могут пережить срок службы светильника. Новая парадигма будет заключаться в замене всего светильника, а не только источника света.
Эффективность светодиодов может превышать 100 люмен на ватт (LPW), и она продолжает расти. В будущем возможна эффективность более 200 LPW, при этом многие технологические дорожные карты ожидают более 160 LPW к 2015 году. Это впечатляет по сравнению с вольфрамово-галогенной технологией, которая обеспечивает от 15 до 25 LPW, и флуоресцентной технологией, которая обеспечивает от 60 до 25 LPW. 100 фунтов стерлингов.
Срок службы, цвет и количество света, генерируемого светодиодом высокой яркости, зависят от температуры перехода полупроводника.
Поскольку плотность тока в светодиоде увеличивается, чтобы производить больше света, количество тепла, которое необходимо отводить для контроля температуры перехода, также увеличивается. Это тепло в основном отводится за счет теплопроводности, что является значительным изменением по сравнению с обычными технологиями освещения, основанными в основном на радиационном охлаждении.
Эти тепловые соображения особенно важны для осветительных приборов, требующих большого потока, поскольку эффективность светодиодов падает при верхнем пределе допустимой температуры перехода. Производство коммерческих продуктов продолжает расти по мере совершенствования инженерных разработок, позволяющих приблизить производительность продукта к результатам исследований. Однако даже сегодня светодиоды с высоким потоком интегрируются в изделия с эффективностью от 25 до 50 LPW.
Применение светодиодов высокой яркости
С увеличением мощности светодиодов они уже заменили другие технологии источников света во многих приложениях, включая светофоры, автомобильные сигнальные лампы, мобильные телефоны и фонарики.
Ведутся работы по разработке приложений источников высокой яркости для проекционных систем, технологий задней подсветки, портативного освещения, твердотельного освещения и регулируемого освещения.
Проекторы
Источники высокой яркости использовались с пространственными модуляторами света (SLM) для создания проекционных систем. В последние годы были разработаны газоразрядные лампы высокого давления, особенно ртутные лампы высокого давления; люмен экрана в диапазоне от 500 до 2000 люмен является обычным явлением. Технологии SLM, используемые для проекторов, обычно основаны на жидких кристаллах (например, пропускающие или отражающие ЖК-дисплеи) или массивах подвижных микрозеркал (например, DLP). Источники высокой яркости желательны, чтобы свести к минимуму размер и стоимость проекционной системы, особенно самого SLM.
С увеличением яркости и общей мощности светодиодов стало возможным разрабатывать проекционные системы, использующие светодиоды.
Многие компании заинтересованы в разработке класса проекторов с яркостью от 25 до 50 люмен. Поскольку эти проекторы маленькие, их иногда называют карманными проекторами.
Одним из преимуществ систем светодиодных дисплеев является более широкий цветовой диапазон по сравнению с другими технологиями источников. Проекционные системы также можно использовать для создания телевизионных систем обратной проекции. В этом случае SLM перерисовывается на пропускающий экран, а экран контролирует диапазон углов, под которыми можно увидеть изображение.
Подсветка
На сегодняшний день в мире насчитывается около 2 миллиардов мобильных телефонов. Многие дисплеи сотовых телефонов используют систему задней подсветки для подсветки ЖК-дисплея. В наиболее распространенной системе подсветки сотовых телефонов используются светодиоды, соединенные с одним краем тонкого пластикового световода, как показано на схеме ниже. Световод содержит элементы экстрактора, которые равномерно распределяют свет по большой площади и направляют его к ЖК-дисплею.
Плотность экстрактора для двух светодиодной подсветки. Плотность экстрактора ниже возле светодиодов и варьируется по световоду для достижения желаемого равномерного выхода.
Светодиодный фонарик. (Слева) Изометрическая визуализация CAD передней части фонарика с граненым отражателем и боковым светодиодом. (Справа) Фотореалистичная визуализация, при которой небольшое изображение источника можно увидеть во многих аспектах.
Пленки для вторичной переработки света, иногда называемые пленками для повышения яркости (BEF), помещаются между световодом и ЖК-дисплеем для управления угловым распределением света. В подсветку включены рассеивающие и отражающие пленки для повышения эффективности и однородности.
При размещении дискретных светодиодов вдоль края световода схема экстрактора становится более сложной, чем схема, необходимая для люминесцентных ламп с холодным катодом. Изображение плотности экстракторов для двухсветодиодной системы показано на рисунке справа.
Для небольших сотовых телефонов обычно используется боковая подсветка. Однако при больших площадях отображения желательно использовать массивы светодиодов, размещенные на большой двумерной площади в сочетании с большим ПМС. Этот подход с прямым освещением дает возможность контролировать тепловую конструкцию светодиодов за счет распределения тепла по большей площади по сравнению с подходом с боковым освещением; в настоящее время это область активного развития.
Портативные фонари
Одной из первых областей, где светодиоды высокой яркости нашли широкое применение, были переносные фонари, особенно карманные фонари. До светодиодов в большинстве фонариков использовались лампы накаливания. Поскольку светодиоды обеспечивают более высокую эффективность, чем лампы накаливания, батареи фонарика не нужно было менять так часто. Кроме того, диаграмма направленности фонарика с узким углом выходного луча может быть гораздо более равномерной, чем диаграмма, создаваемая лампой накаливания.
Оптика для светодиодного фонаря обычно представляет собой сплошную оптику, использующую полное внутреннее отражение для сбора света, или более традиционный отражатель.
Гладкие и рифленые смесительные стержни для светодиодов со смешением цветов. Конусность обеспечивает преобразование угла в площадь, изменяя ламбертовский выходной сигнал полной полусферы светодиодов в распределение, которое заполняет меньший угол конуса (угол половины конуса 30 градусов в этом примере).
Освещенность на выходе смесителя. Растровые графики показывают освещенность на выходной поверхности микшера.
Угловое распределение на выходе из смесителя. На изображении слева показан результат плавного микшера. На изображении справа показан выход микшера с рябью с низкоугольным диффузором, нанесенным на выходную поверхность.
Электронное освещение
Твердотельное освещение является областью быстрого роста для светодиодов высокой яркости.
Он состоит из полупроводников, которые преобразуют электричество в свет, и обычно включает светодиоды высокой яркости, а также органические светоизлучающие диоды и светоизлучающие полимеры. Начинают появляться полупроводниковые осветительные приборы, которые в конечном итоге вытеснят традиционные технологии источников света.
В некоторых случаях светодиоды высокой яркости используются с традиционными оптическими технологиями для создания диаграммы направленности, как в обычных осветительных приборах. Светодиодные светильники иногда упаковываются для замены обычных ламп, таких как лампы MR16.
Однако, в отличие от традиционных технологий освещения, светодиодные системы позволяют настраивать цвет с помощью групп красных, зеленых и синих светодиодов. При правильном балансе красного, зеленого и синего на выходе цвет может быть белым; однако цветовую температуру также можно отрегулировать в соответствии с предпочтениями пользователя. Некоторые системы даже допускают изменение цветовой температуры в течение дня в соответствии с изменением цвета солнечного света.
Однако для большинства осветительных приборов требуется постоянный цвет в выходном распределении. Комбинирование отдельных RGB-светодиодов для создания однородного белого цвета должно выполняться осторожно. Одним из способов микширования выходного сигнала светодиодов является использование смесительных стержней. На верхнем рисунке справа показаны конические гладкие и волнистые смесительные стержни. Конусность обеспечивает преобразование угла в площадь, изменяя ламбертовский выходной сигнал полной полусферы светодиодов в распределение, которое заполняет меньший угол конуса (угол половины конуса 30 градусов в этом примере).
Смеситель с рябью имеет те же макроскопические размеры, что и гладкий смеситель; однако на поверхность смесителя наносят мелкодисперсные структуры, преимущественно ориентированные по длине смесителя. Эти пульсации улучшают смешивание цветов оптического элемента, часто обеспечивая резкое улучшение однородности цвета при использовании со светодиодами RGB.
На центральном рисунке показано сравнение яркости на выходе смесителя при использовании круглого гладкого смесителя и круглого смесителя с пульсациями.
Величина углового распределения на выходе из гладкого смесителя и смесителя с рябью аналогична. Линзу можно использовать для повторного изображения выходного сигнала смесительного стержня, тем самым создавая четкую круглую пятнистую картину. В качестве альтернативы к выходному концу смесительного стержня можно прикрепить малоугловой диффузор, который дополнительно улучшает угловое смешивание цветов и смягчает края углового распределения (см. нижний рисунок).
Регулируемое освещение
В некоторых приложениях мощность освещения должна соответствовать законодательным или нормативным стандартам. Примеры включают автомобильные фары, автомобильные сигнальные лампы и огни взлетно-посадочной полосы аэропорта. В этих приложениях часто используются светодиоды, особенно в тех случаях, когда в традиционной технологии используется галогенная лампа в сочетании с фильтром для получения желаемого выходного цвета.
Светодиодам не нужен фильтр; они по своей природе могут производить цвета, соответствующие регулируемым стандартам.
Комплекты светодиодов также имеют то преимущество, что источник излучает свет в полусферу, а не в сферу. Выходной рисунок можно дополнительно уменьшить, отрегулировав форму линзы, используемой в корпусе светодиода. Этот оптический контроль может обеспечить лучшие оптические конструкции, особенно когда желаемая диаграмма направленности имеет определенные контрольные точки, которые должны быть удовлетворены.
Большинство автомобильных задних фонарей перешли на светодиоды. Номинально это было обусловлено такими преимуществами обычных светодиодов, как долгий срок службы, высокая эффективность и нечувствительность к вибрациям. Для автомобильных стоп-сигналов светодиоды имеют дополнительное преимущество, заключающееся в более быстром включении по сравнению с обычными вольфрамовыми галогенными лампами. Это более быстрое время включения обеспечивает дополнительные 60 футов тормозного пути на скорости 60 миль в час.
Освещение будущего
Рост исследований и разработок в области светодиодов во многом обусловлен высокой эффективностью и длительным сроком службы этой технологии. Однако светодиоды также обладают многими другими преимуществами, в том числе мгновенной направленностью для улучшения использования света, механической прочностью, диммируемым цветом и работой при низком напряжении. Они также не требуют добавления фильтров для удаления излучаемого инфракрасного и ультрафиолетового света и не содержат токсичных веществ, таких как ртуть. Хотя для совершенствования технологии требуется дополнительная работа, в недалеком будущем мы можем ожидать, что светодиоды заменят почти все источники света, которые мы обычно используем.
[ Уильям Дж. Кассарли работает в компании Optical Research Associates в Вустере, штат Огайо. ]
Визуализация и моделирование в этой статье были выполнены с использованием LightTools(R) от Optical Research Associates.
Ссылки и ресурсы
>> Р.
В. Стил. «Обзор рынка светодиодов высокой яркости», Proc. SPIE 4445 , 1 (2001).
>> Ю. Петроски. «Тепловые проблемы, стоящие перед светодиодами нового поколения (LED) для осветительных приборов», Proc. ШПАЙ 4776 , 215-22 (2002).
>> Ю. Оно. «Цветопередача и световая отдача спектров белых светодиодов», Proc. SPIE 5530 , 88-98 (2004).
>> Э. Хонг и Н. Нарендран. «Метод прогнозирования срока службы светодиодных систем освещения», Proc. SPIE 5187 , 93-99 (2004).
>> Ю. Нарукава. «Светодиоды белого света», Opt. Фотон. Новости 15 (4), 24-9 (2004).
>> Дж. Бисберг. «Корпус 5 мм по сравнению с мощным светодиодом: не лучший выбор для дизайнера светильников», LEDs Magazine , декабрь 2005 г.
>> И. Эшдаун. «Твердотельное освещение: подход к системной инженерии», Opt. Фотон. Новости 18 (1), 24-30 (2007).
>> Дж. Симмонс и др. «За вакуумной лампой: световые решения для 21 века», Opt.
