Школа для Электрика. Все Секреты Мастерства. Образовательный сайт по электротехнике

ПОИСК ПО САЙТУ:

 
  
  

 

Статьи для электриков » Полезные советы

Чего вы не знали о светодиодах

 

Светодиод – это полупроводниковый прибор, преобразующий энергию электрического тока в световую, основой которого является излучающий кристалл. На основе полупроводниковых кристаллов с излучающими p–n-переходами разрабатываются различные модификации конструкций светоизлучающих диодов. По мере повышения эффективности светодиодов растет число их возможных применений.

Светодиоды

Конструкция и применение светодиодов

Светодиоды создают из слоев полупроводниковых материалов. Светодиод состоит из полупроводникового кристалла на подложке, корпуса с контактными выводами и оптической системы. Корпуса для мощных светодиодов также содержат теплоотвод для рассеяния избытков тепла.

LED

Современный светодиод представляет собой достаточно сложный полупроводниковый прибор, при производстве которого используются разнообразные технологии из области физики, химии и электротехники. Основу любого светодиода составляет светодиодный чип «кристалл».

Светодиоды, выполненные по SMD- и СОВ-технологии, монтируются (приклеиваются) непосредственно на общую подложку, которая может исполнять роль радиатора – в этом случае она делается из металла. Так создаются светодиодные модули, которые могут иметь линейную, прямоугольную или круглую форму, быть 50–75 мм, быть жесткими или гибкими, и призваны удовлетворить любую прихоть дизайнера.

Светодиодные лампы
 

Раньше в светодиодных сборках было очень много светодиодов. Сейчас, по мере увеличения мощности, светодиодов становится меньше, зато оптическая система, направляющая световой поток в нужный телесный угол, играет все большую роль.

Способы получения белого света от светодиодов:

1. Первый способ заключается в смешивании цветов по технологии RGB. На одной матрице плотно размещаются красные, голубые и зеленые светодиоды, излучение которых смешивается при помощи оптической системы, например линзы. В результате получается белый свет.

2. Второй способ заключается в том, что на поверхность светодиода, излучающего в ультрафиолетовом диапазоне, наносится три люминофора, излучающих, соответственно, голубой, зеленый и красный свет. Это похоже на то, как светит люминесцентная лампа.

3. Третий способ – желто-зеленый или зеленый плюс красный люминофор наносятся на голубой светодиод, так что два или три излучения смешиваются, образуя белый или близкий к белому свет.

Белый светодиод
Применение светодиодов
Первые светодиоды появились в 70 годах прошлого столетия, но широкое распространение получили спустя несколько десятилетий.

Современные светодиоды отличаются миниатюрностью, прочностью, длительным сроком службы, хорошими оптическими характеристиками и высоким квантовым выходом излучения. В отличие от многих других источников света светодиоды могут преобразовывать электрическую энергию в световую с к.п.д. близким к единице.

Область применения светодиодных технологий расширяется с каждым днем. Это обусловлено в первую очередь их энергетической эффективностью и низким энергопотреблением при высокой светоотдаче.

Светодиоды уже в настоящее время стали источниками света, которые производятся в промышленных масштабах для самых разных применений в светотехнике. Это стало возможным благодаря достаточно быстрому росту энергетических показателей, надежности и долговечности светодиодов.

Малое потребление электрической энергии, легкость формирования диаграммы направленности с помощью вторичной оптики, простота управления и, самое важное, специфическое восприятие излучения глазом делают светодиоды незаменимыми для создания источников света.

Мощный светодиод

Устройство мощных светодиодов

Мощный светодиод обладает тремя характерными особенностями:

1. В его состав входит алюминиевый или медный радиатор, имеющий низкое тепловое сопротивление, к которому при помощи содержащего металл припоя, крепится кристалл.

2. Кристалл светодиода герметизируется силиконом, обеспечивающим отсутствие механических напряжений во время эксплуатации. На силикон наносится пластиковое покрытие, играющее роль линзы.

3. Кремниевая подложка, на которую крепится светодиод, обеспечивает конструкции защиту от электростатических разрядов.

Несколько чипов, расположенных на одной подложке, могут быть соединены последовательно, что позволит увеличивать рабочее напряжение при одновременном снижении рабочих токов.

Конструкция светодиода определяет направление, пространственное распределение, интенсивность излучения, электрические, тепловые, энергетические и другие характеристики излучения от полупроводникового кристалла. И конечно, взаимное влияние всех этих параметров друг на друга.

Светодиоды на беспаечной макетной плате

Светодиод — это полупроводник, а потому он проводит электрический ток только в одну сторону, что должен учитывать начинающий электрик. В этом вся и сложность, ведь, оказывается, что светодиод совсем не любит, когда его подключают напрямую к источнику электроэнергии. Проблема в том, что светодиоды не чувствуют меры, начиная потреблять энергию, а потому немедленно сгорают. Чтобы «поставлять» диоду нужное количество энергии, используют специальные ограничители, больше известные как резисторы.

Чтобы правильно определить вывода анода и катода, нужно оценить длину их ножек. Общепринято, что ножка анода должна быть несколько длиннее ножки катода. Если вы имеете опыт пайки светодиодов, вероятность их повреждения сводится к минимуму, а вот у начинающих электриков они могут перегреваться. Первые диоды можно припаять, удерживая одну его ножку пинцетом — это обеспечит эффективный отвод излишнего тепла.

Многие ошибочно считают, что цвет светодиода определяется цветом пластика, в который он «зашит». На самом деле все немного сложнее и цвет, которым светиться диод, определятся типом полупроводникового материала, использованного в его производстве. Именно поэтому светодиоды с различным цветом свечения отличаются в цене. Красные — самые дешевые, потому их чаще всего используют в индикации, а вот наиболее дорогие светодиоды горят синим и белым цветом. Световые технологии постоянно шагают вперед, а потому на рынке появляются все новые и новые диоды.

Если вы хотите быстро проверить работоспособность светодиода, можно подключить его через резистор с сопротивлением 1 кОм, поскольку он подходить практически ко всем диодам, работающим от напряжения до 12В.

Многоцветные лампочки, которые используют в производстве уличных мониторов и бегущих строк, объединяют в себе полупроводниковые материалы, излучающие под напряжением зеленый и красный цвета. Варьируя количество и частоту импульсов, а также яркость полупроводников, можно получать самые разнообразные цвета и оттенки.

Строго не рекомендуется подключать несколько светодиодов параллельно, используя один резистор, поскольку в силу определенных особенностей это может привести к уменьшению их срока службы. Сегодня светодиоды широко используются как небольшими компаниями, так и грандами в мире световых технологий. Если вы хотите узнать больше об электрике и особенностях работы со светодиодами, внимательно изучайте информацию, представленную на нашем сайте.


Статьи близкие по теме:

  • Технические характеристики и параметры светодиодов
  • Светодиодные и уличные светильники
  • RGB контроллеры для светодиодной ленты
  • Светодиодные модули, кластеры, линейки, панели, табло, экраны - в чем отлич ...
  • Приборы и устройства индикации




  • Наш сайт в Facebook:


    Мы ВКонтакте:

    Школа для электрика | Основы электротехники | Электричество для чайников
    Электрические аппараты | Справочник электрика
     Электроснабжение | Электрические измерения | Электрические схемы
     Электромонтажные работы | Пусконаладочные работы | Эксплуатация электрооборудования

    Контакторы малогабаритные КМИ-К IEK