Care este durata de viață medie a LED-urilor?
Îndoiți toate tipurile de LED-uri într-o singură grămadă și tratați-le în mod egal. Durata de viață depinde în mod direct de tipul LED-ului, de curentul furnizat, de răcirea cipului, de compoziția și calitatea cristalului, precum și de aspectul și montajul în ansamblu.
Se crede că LED-urile sunt extrem de durabile. Dar acest lucru nu este adevărat. Cu cât mai mult curent trece prin LED-ul în timpul funcționării acestuia, cu atât crește temperatura acestuia și se produce o îmbătrânire mai rapidă. Prin urmare, durata de viață a LED-urilor puternice este mai scurtă decât cea a semnalizării cu putere redusă. Îmbătrânirea este exprimată în primul rând prin scăderea luminozității. Când luminozitatea este redusă cu 30% sau jumătate, LED-ul trebuie schimbat.
Este evident, de exemplu, că la LED-urile cu o putere de 1 W (curent de funcționare de 0.350 A) și mai puternic, disiparea căldurii este mult mai abundentă decât la LED-uri precum "5 mm". diode emise de lumină proiectate pentru un curent de 0,02 A. Pentru ieșirea luminii de 1 buc. LED-ul 1W înlocuiește aproximativ 50 de LED-uri, cum ar fi "5 mm". dar este, de asemenea, încălzit mai mult. Prin urmare, ansamblurile LED cu LED-uri de mare putere necesită răcire pasivă (montare pe o placă MCPCB și un radiator).
Conform testelor noastre, durata medie de viață:
5 mm LED-uri și SMD-LED (produse de cele mai bune mărci):
• Alb până la 50.000 de ore cu o scădere a fluxului de lumină la 35% în primele 15.000 de ore.
• albastru, verde până la 70.000 de ore, cu o scădere a fluxului de lumină până la 15% în primele 25.000 de ore.
• roșu, galben până la 90.000 de ore cu o ușoară scădere a fluxului de lumină.
HI-POWER LED de la 1W și mai mare (produs de cele mai bune mărci):
• alb până la 80000 de ore cu o scădere a fluxului de lumină până la 15% în primele 10.000 de ore.
• albastru, verde până la 80000 h.
• roșu, galben până la 80000 h.
De ce LED-urile albe au o viață mai scurtă?
Din păcate, nimeni nu a venit încă cu structuri care emit lumină albă. Baza LED alb este structura InGaN de emisie care emite, la o lungime de undă de 470nm (albastru) și aplicat pe acesta fosfor (compus specific), care emit într-o gamă largă a spectrului vizibil și având maximul în porțiunea galbenă. Ochiul uman percepe o combinație de acest gen ca alb. Fosforul degradează caracteristicile termice ale LED-ului, astfel încât durata de viață este redusă. Acum producătorii lumii inventează noi și noi opțiuni pentru aplicarea eficientă a fosforului.
Cele mai multe dintre LED-urile cu luminozitate ridicată sunt în zona de 50.000 - 80.000 de ore. E ceva mai mult sau mai puțin?
24 de ore pe zi, 5,7 ani
18 ore pe zi timp de 7,4 ani
12 ore pe zi 11,4 ani
8 ore pe zi 17,1 ani
LED-urile sunt încălzite?
Mulți cred că LED-urile practic nu sunt încălzite. Deci, de ce dispozitive cu LED-uri au nevoie de un radiator și ce dacă nu există chiuveta?
LED-urile produc căldură într-o joncțiune semiconductoare. Și LED-ul mai puternic cu atât mai multă căldură. Desigur, indicatoarele LED, cum ar fi senzorii de alarmă auto, nu sunt foarte fierbinți. Dar cu LED-uri super-strălucitoare nu au prea multe în comun. Dacă LED-urile puternice sunt combinate într-un anumit ansamblu și chiar instalate într-o incintă închisă, încălzirea devine semnificativă.
Și dacă nu există eliminarea căldurii, joncțiunea semiconductorului se supraîncălzește, ceea ce schimbă caracteristicile cristalului și, după un timp, LED-ul poate eșua. Deci, este foarte important să controlați strict cantitatea de căldură și să furnizați un radiator eficient. Caracteristicile termice ale instrumentelor noastre sunt calculate deja la etapa de proiectare, ceea ce elimină orice probleme în funcționare.
Cum reacționează LED-ul la o creștere a temperaturii?
Vorbind despre temperatura LED-ului, este necesar să se facă distincția între temperatura pe suprafața cristalului și în regiunea joncțiunii p-n. Primul depinde de durata de viață, de la cea de-a doua - ieșirea luminii. În general, deoarece temperatura joncțiunii p-n crește, luminozitatea LED-ului scade, deoarece randamentul cuantic intern scade din cauza influenței vibrațiilor din cristal. Prin urmare, un radiator bun este atât de important.
Scaderea luminozitatii cu cresterea temperaturii nu este aceeasi pentru diodele emiteoare de lumina de diferite culori. Este mai mare în LED-urile AlGalnP și AeGaAs, adică în roșu și galben, și mai puțin în InGaN, adică în verde, albastru și alb.
Care este diferența dintre un LED RGB de culoare plin de culoare de la un LED cu o singură culoare?
Într-un LED color complet, sunt montate cristale independente de trei culori strălucitoare (R + G + B) pe un substrat, iar un LED monocrom conține un cristal (cristal) de orice culoare a luminiscenței.
Cum se reglează luminozitatea LED-ului?
Luminozitatea LED-urilor este foarte bine pot fi reglementate, dar nu prin reducerea tensiunii de alimentare - aceasta este doar ceea ce este imposibil de făcut - și metoda de lățime a impulsului de modulare (PWM), care necesită o unitate de control special (în realitate, așa-numitele poate fi combinat cu bloc putere și convertor, precum și cu controlerul de gestionare a culorii matricei RGB).
tehnica PWM este că LED-ul este furnizat nu este constantă, iar un curent modulat-puls, frecvența semnalului trebuie să fie de la sute de mii de hertzi, o lățime și spații de puls poate varia între ele. Luminozitatea medie a LED-ului devine controlabilă, în timp ce LED-ul nu se stinge.
Care este rezultatul cuantic al LED-ului?
Randamentul cuantic este numărul de canale de lumină emise pe pereche de recombinate electron-găuri. Există randamente cuantice interne și externe. Internă - în p-n-joncțiune, exterior - pentru dispozitivul ca întreg (deoarece lumina poate fi pierdut „pe drum“ - absorbit, împrăștiate). randament cuantic intern pentru cristale cu o calitate buna de căldură de la robinet ajunge la aproape 100%, un record al eficienței cuantice extern pentru LED-uri roșii este de 55%, iar ddya albastru - 35% randament cuantic .Vneshny - una dintre caracteristicile de performanță de bază ale LED-ului.
Care sunt tehnologiile actuale pentru fabricarea LED-urilor?
În ceea ce privește cristalele în creștere, principala tehnologie este epitaxia metalo-organică. Pentru acest proces sunt necesare în special gaze curate. În instalațiile moderne, se asigură automatizarea și controlul compoziției gazelor, fluxurile lor separate, reglarea precisă a temperaturii gazelor și a substraturilor. Grosimea straturilor de creștere este măsurată și controlată de la zeci de angstromi până la câteva microni. Diferitele straturi trebuie dopate cu impurități, donatori sau acceptori pentru a crea o joncțiune p-n cu o concentrație mare de electroni în regiunea n și găuri în regiunea p.
Într-un singur proces, care durează câteva ore, este posibilă creșterea structurilor pe 6-12 substraturi cu un diametru de 50-75 mm. Este foarte important să se asigure și să se controleze omogenitatea structurilor pe suprafața substratului. Costul instalatiilor pentru cresterea epitaxiala a nitrurilor semiconductoare, dezvoltat in Europa (Aixtron si Thomas Swan) si SUA (Emcore), ajunge la 1,5-2 milioane de dolari. Experiența diferitelor firme a arătat că este posibil să se învețe cum să se obțină structuri competitive cu parametrii necesari într-o astfel de instalație de la un an la trei ani. Aceasta este o tehnologie care necesită o cultură de producție ridicată.
O etapă importantă a tehnologiei este prelucrarea plană a filmelor: gravarea acestora, crearea contactelor la straturile n și p, acoperirea cu filme metalice pentru terminalele de contact. Un film cultivat pe un substrat poate fi tăiat în câteva mii de jetoane cu dimensiuni de la 0,24x0,24 până la 1x1mm2.
Următorul pas este să creați LED-uri din aceste cipuri. Este necesar să montați cristalul în carcasă, să realizați cabluri de contact, să faceți acoperiri optice, suprafețe antireflective pentru ieșirea radiațiilor sau să le reflectați. Dacă este un LED alb, atunci este necesar să aplicați uniform un fosfor. Este necesar să se asigure disiparea căldurii din cristal și din corp, pentru a realiza o cupă din plastic, concentrând radiația în unghiul solid dorit. Aproximativ jumătate din costul LED-urilor este determinată de aceste etape de înaltă tehnologie.
Necesitatea creșterii puterii de a crește fluxul luminos a dus la faptul că forma tradițională a LED-ului carcasei a încetat să satisfacă producătorii din cauza disipării insuficiente a căldurii. A fost necesar ca cipul să fie adus mai aproape de suprafața conducătoare de căldură. În acest sens, cea mai avansată tehnologie de pe placă (chip on board) înlocuiește tehnologia tradițională și o tehnologie SMD mai sofisticată (detaliile de montaj de suprafață). LED-ul produs de tehnologia PSB este arătat schematic în figură.
LED-urile realizate pe tehnologiile SMD și SOV sunt montate (lipite) direct pe un substrat comun, care poate acționa ca un radiator - în acest caz este realizat din metal. Deci, creați module LED care pot avea o formă liniară, dreptunghiulară sau rotundă, să fie rigide sau flexibile, pe scurt, concepute pentru a satisface orice capriciu al designerului. Există, de asemenea, lămpi LED cu aceeași bază ca lămpile cu halogen de joasă tensiune, numite pentru a le înlocui. Și pentru corpurile de iluminat și proiector de mare putere, ansamblurile LED sunt construite pe un radiator masiv.
Anterior, au fost multe LED-uri în ansamblurile LED. Acum, pe măsură ce crește puterea, LED-urile devin mai mici, dar sistemul optic, care dirijează fluxul luminos către unghiul solid dorit, joacă un rol tot mai mare.
Unde sunt folosite LED-urile de astăzi și care sunt perspectivele lor?
Tipul de iluminat adecvat să se aplice în cazurile în care o fiabilitate ridicată, în cazul în care serviciul de instalare lumina este prea costisitoare și necesită un echipament special sau de lucru alpiniști, în cazul în care aveți nevoie pentru a aplica soluții tsvetodinamicheskie care necesită o soluție eficientă din punct de energie, de exemplu, atunci când alimentat de o varietate de generatoare cu LED-uri.
Partea din spate a monedei: luminile LED sunt ideale pentru o lumină de fundal moale, dar spectaculoasă. Acest exemplu special al gradului de consum de energie electrică este cu 90% mai economic decât cel mai mic bec cu halogen de 15 W.
În viitorul apropiat, este probabil să înlocuiască lămpile cu LED-uri în iluminatul de siguranță al locurilor publice - intrările de case, locuinte, indicatoare luminoase, etc. Și, de asemenea, pe transport - în avioane, trenuri, mașini. Și apoi, odată cu dezvoltarea tehnologiei și de a reduce costul de producție, este vorba de o iluminare pe timp de noapte de drumuri și străzi. Toate acestea vor conduce la economii semnificative de energie la scară națională.
Ce companii mondiale produc LED-uri?
Lista celor mai importanti producatori din lume:
- "CREE" (SUA);
- Osram (Germania);
- "Lumieleds Luxeon" (SUA);
- "Seoul Semiconductor" (Coreea de Sud);
- Prolight Opto (Taiwan);
- "Nincha" (Japonia);
- Edixeon (Taiwan);
- LedEngin (SUA);
- "Svetlana-optoelectronică" (Rusia);
- ONG "RosAT" (Rusia).
Anual, reglarea intensității luminoase a LED fiecărei mărci de producție crește în mod constant cu 20-30%. Costul de 100 lm Flux luminos scade cu 10-15% pe an, și, prin urmare, scăderea anuală constantă a prețurilor pentru produsele de iluminat cu LED-uri.
Prețul dispozitivului LED, desigur, depinde de costul LED-urilor. LED-urile din producția de produse de iluminat în masă constituie cea mai mare linie din bugetul pentru fabricarea dispozitivelor LED.
Când folosiți materialele site-ului -
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: