Ένας νέος ορίζοντας φωτός -Φωτισμός LED και εφαρμογές
Η Ανάπτυξη Διόδων Εκπομπής Φωτός{{0}
Από την εμφάνιση του λαμπτήρα πυρακτώσεως τον 19ο αιώνα, ο φωτισμός έχει μεταμορφώσει τον σύγχρονο τρόπο ζωής του ανθρώπου. Στον 21ο αιώνα, ο πράσινος φωτισμός έχει κερδίσει αυξανόμενη προσοχή στην επιδίωξη της βιώσιμης ανάπτυξης για τον πλανήτη. Καθώς οι λαμπτήρες πυρακτώσεως γίνονται απαρχαιωμένοι, οι δίοδοι εκπομπής φωτός-(LED) έχουν γίνει ο πιο πολλά υποσχόμενος διάδοχος της βιομηχανίας φωτισμού, δημιουργώντας νέες ευκαιρίες για εφαρμογές στη βιομηχανία φωτισμού.
Τα LED είναι ένας τύπος φωτισμού στερεάς-κατάστασης, που προσφέρει πλεονεκτήματα όπως συμπαγές μέγεθος, λειτουργία χωρίς υδράργυρο-, μεγάλη διάρκεια ζωής, υψηλή φωτεινή απόδοση, αντοχή σε κραδασμούς και γρήγορη απόκριση. Η δομή του πυρήνα ενός LED αποτελείται από ένα τσιπ που αποτελείται από ημιαγωγούς τύπου p- και τύπου n-. Όταν εφαρμόζεται μια μπροστινή τάση στη διασταύρωση pn, παράγεται ενέργεια για να ξεπεραστεί το διάκενο ζώνης μεταξύ των υλικών, προκαλώντας ανασυνδυασμό οπών ηλεκτρονίων-. Αυτή η διαδικασία ανασυνδυασμού μπορεί να κατηγοριοποιηθεί ως ακτινοβολούμενη ή μη-ακτινοβολούμενη. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας ανασυνδυασμού, η ενέργεια απελευθερώνεται ως φως και θερμότητα, η οποία είναι η αρχή της εκπομπής φωτός LED.
Τα πιο κοινά χρώματα συντίθενται από δύο ή περισσότερα βασικά χρώματα. Τα τρία βασικά χρώματα του φωτός είναι το κόκκινο (R), το πράσινο (G) και το μπλε (Β). Η ανάμειξη αυτών των τριών βασικών χρωμάτων δημιουργεί λευκό φως και άλλα χρώματα. Τα πρώτα LED είχαν περιορισμένες εφαρμογές λόγω της χαμηλής φωτεινής τους απόδοσης και της έλλειψης μπλε LED.
Μόλις στα μέσα-της δεκαετίας του 1990 ο Δρ. Shuji Nakamura, επιστήμονας στη Nichia Chemical Corporation στην Ιαπωνία, ανέπτυξε το πρώτο μπλε LED υψηλής φωτεινότητας αναπτύσσοντας νιτρίδιο του γαλλίου ινδίου (InGaN) σε υπόστρωμα ζαφείρι. Η εφεύρεση του μπλε LED επέτρεψε την παραγωγή λευκών LED μέσω ανάμειξης χρωμάτων, με αποτέλεσμα ο Δρ Nakamura να τιμηθεί ως ο «Πατέρας των μπλε LED». Η έλευση των λευκών LED ώθησε την ταχεία ανάπτυξη της βιομηχανίας LED, καθιστώντας τα LED ένα από τα πιο ανταγωνιστικά προϊόντα στη βιομηχανία οπτοηλεκτρονικών.
Τον Απρίλιο του 2012, η Cree, ένας μεγάλος Αμερικανός κατασκευαστής, ανακοίνωσε ότι η λευκή λυχνία LED υψηλής ισχύος-του είχε σημειώσει νέο ρεκόρ, επιτυγχάνοντας φωτεινή απόδοση 254 lm/W σε ρεύμα κίνησης 350 mA. Αυτή η φωτεινή απόδοση ξεπερνά αυτή των άλλων τρεχουσών πηγών φωτός, καθιστώντας τα LED μια νέα γενιά πηγών φωτισμού με μεγάλες δυνατότητες να αντικαταστήσουν τις παραδοσιακές πηγές φωτός.
LED και ανθρώπινη όραση
Ο φωτισμός βασίζεται στην ανθρώπινη αντίληψη. Επομένως, για να αναπτυχθούν εφαρμογές για πηγές φωτός LED, είναι απαραίτητο να κατανοήσουμε πρώτα τη βασική δομή του ανθρώπινου ματιού και την απόκρισή του στο φως. Ο ανθρώπινος αμφιβληστροειδής αποτελείται από πολυάριθμα κύτταρα φωτοϋποδοχέα, τα οποία κατηγοριοποιούνται ανάλογα με το σχήμα σε ράβδους και κώνους. Όταν το φως εισέρχεται στο μάτι, οι ράβδοι και οι κώνοι μεταδίδουν φωτεινότητα και χρώμα, αντίστοιχα, στον εγκέφαλο για την κατασκευή μιας εικόνας.
Κώνοι και φωτοπική όραση: Οι κώνοι αισθάνονται κυρίως το χρώμα και έχουν μεγαλύτερη ευαισθησία κατά τη διάρκεια της ημέρας. Περαιτέρω χωρίζονται σε κώνους L, M και S. Οι κώνοι L έχουν κυρίως κόκκινο χρώμα, με μήκος κύματος κορυφής περίπου 564-580 nm. Οι κώνοι Μ έχουν πρωτίστως την αίσθηση πράσινου, με μήκος κύματος κορυφής περίπου 534-545 nm. και οι κώνοι S έχουν κυρίως μπλε αίσθηση, με μήκος κύματος κορυφής περίπου 420-440 nm.
Επειδή τα διαφορετικά κύτταρα έχουν διαφορετικές ευαισθησίες σε διαφορετικές εντάσεις φωτός, η Διεθνής Επιτροπή Φωτισμού (CIE) έχει καθιερώσει τυπικές καμπύλες οπτικής λειτουργίας. Εάν ένα άτομο γεννηθεί χωρίς κύτταρα κώνου L, M ή S, θεωρείται εκ γενετής αχρωματοψία. Πρόκειται για μια γενετική διαταραχή-που συνδέεται με το φύλο και είναι πιο συχνή στους άνδρες. Δεν μπορούν να δουν συγκεκριμένα χρώματα και γενικά έχουν κακή όραση.
Rod Cells και Scotopic Vision: Οι ράβδοι λαμβάνουν μόνο φως και δεν μπορούν να διακρίνουν χρώμα. Αντιλαμβάνονται ασπρόμαυρες εικόνες και λειτουργούν κυρίως σε συνθήκες χαμηλού-φωτισμού, όπως τη νύχτα. Σε εξαιρετικά χαμηλές εντάσεις φωτός, το ανθρώπινο μάτι βασίζεται κυρίως σε κύτταρα ράβδου, εξ ου και ο όρος «σκοτοπική όραση». Σε αμυδρό φως, το μάτι είναι εξαιρετικά ευαίσθητο στο φως και η ευαισθησία στο φως είναι ακόμη μεγαλύτερη.
Παράμετροι LED
Μια βασική προδιαγραφή για τα προϊόντα LED είναι η φωτεινή ροή. Η φωτεινή ροή που εκπέμπεται από ένα LED εκφράζεται σε lumens (lm). Ο λόγος της φωτεινής ροής μιας φωτεινής πηγής προς την ισχύ που καταναλώνει αντιπροσωπεύει τη φωτεινή της απόδοση (lm/W). Μια υψηλότερη φωτεινή απόδοση υποδηλώνει μια πιο ενεργειακά-αποδοτική πηγή φωτός. Μια άλλη σημαντική παράμετρος είναι η θερμοκρασία χρώματος, η οποία επηρεάζει τα χαρακτηριστικά χρώματος που εμφανίζονται από τα προϊόντα φωτισμού LED.
Η θερμοκρασία χρώματος ορίζεται ως η θερμοκρασία στην οποία ένα μαύρο σώμα, που θερμαίνεται στο σημείο όπου εκπέμπει το ίδιο χρώμα με την πηγή φωτός, εκφράζεται σε βαθμούς Kelvin (K). Οι διαφορετικές θερμοκρασίες χρώματος παράγουν ποικίλες οπτικές εμπειρίες. Για παράδειγμα, όταν η θερμοκρασία χρώματος είναι κάτω από 3.000 K, το ανοιχτό χρώμα τείνει να είναι κοκκινωπό, δημιουργώντας μια ζεστή και οικεία αίσθηση. όταν η θερμοκρασία χρώματος υπερβαίνει τα 5.000 K, το χρώμα τείνει να είναι μπλε, δημιουργώντας μια δροσερή και ήσυχη εντύπωση. Οι διακυμάνσεις στη θερμοκρασία χρώματος μιας πηγής φωτός μπορεί να επηρεάσουν την εσωτερική ατμόσφαιρα. Για παράδειγμα, ένας λαμπτήρας πυρακτώσεως έχει θερμοκρασία χρώματος 2.700 K, καθιστώντας τον ιδανικό για φωτισμό εσωτερικού χώρου. Η θερμοκρασία χρώματος μιας πηγής φωτός επηρεάζει επίσης τα χαρακτηριστικά του φωτιζόμενου αντικειμένου. Επομένως, τα προϊόντα φωτισμού στην αγορά εμφανίζουν γενικά τη θερμοκρασία χρώματος για να καλύψουν τις διαφορετικές ανάγκες των καταναλωτών.
Εκτός από τη θερμοκρασία χρώματος, η φωτεινότητα είναι επίσης μια βασική προδιαγραφή. Ο φωτισμός ορίζεται ως η φωτεινή ροή που κατανέμεται ανά μονάδα επιφάνειας σε μια δεδομένη απόσταση, εκφρασμένη σε lux. Η ανθρώπινη αντίληψη παρουσιάζει μια λεπτή σχέση με τη θερμοκρασία χρώματος και τη φωτεινότητα. Για παράδειγμα, σε χαμηλή θερμοκρασία χρώματος και υψηλό φωτισμό, το ανθρώπινο σώμα αισθάνεται βουλωμένο. σε χαμηλή θερμοκρασία χρώματος και χαμηλό φωτισμό, το ανθρώπινο σώμα αισθάνεται ζεστό. Οι πιο συνηθισμένες εφαρμογές φωτισμού είναι οι προβολείς LED, οι προβολείς και οι προβολείς.
Η φωτεινότητα (γνωστή και ως φωτεινότητα) ορίζεται ως η ποσότητα φωτός που εκπέμπεται από μια επιφανειακή πηγή φωτός σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση σε σχέση με την προβαλλόμενη περιοχή της. Το Luminance έχει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, συμπεριλαμβανομένων πινακίδων LED, πάνελ κινητών τηλεφώνων, φωτεινών σηματοδοτών και πίσω φώτων αυτοκινήτων.
Χαρακτηριστικά LED και κυκλώματα οδήγησης
Ως νέα πηγή φωτός, τα κυκλώματα οδήγησης LED διαφέρουν σημαντικά από τα στραγγαλιστικά πηνία που χρησιμοποιούνται στους παραδοσιακούς λαμπτήρες φθορισμού. Η κύρια λειτουργία των κυκλωμάτων οδήγησης LED είναι να μετατρέπουν την τάση AC σε τάση συνεχούς ρεύματος και ταυτόχρονα να ταιριάζουν με την τάση και το ρεύμα του LED. Επομένως, οι λαμπτήρες LED αποτελούνται συνήθως από δύο στοιχεία: το κύκλωμα του οδηγού και την πηγή φωτός. Όταν συζητάμε για κυκλώματα οδηγού LED, είναι καλύτερο να κατανοήσουμε πρώτα τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά των LED.
Η χαρακτηριστική καμπύλη τάσης-του ρεύματος των LED εμφανίζει μη γραμμική συμπεριφορά. Όταν η τάση στο LED υπερβαίνει την τάση ενεργοποίησης-κατάστασης, το ρεύμα-της κατάστασης ενεργοποίησης αυξάνεται σημαντικά. Αυτό το χαρακτηριστικό αποκαλύπτει ότι όταν ένα LED είναι ενεργοποιημένο, ακόμη και μικρές διακυμάνσεις τάσης μπορούν να προκαλέσουν μια δραματική αλλαγή στο ρεύμα που ρέει μέσα από αυτό. Η χαρακτηριστική καμπύλη ρεύματος -φωτισμού LED δείχνει ότι η έξοδος φωτός του LED είναι περίπου γραμμικά ανάλογη με το ρεύμα. Με βάση αυτά τα χαρακτηριστικά φορτίου, τα τυπικά κυκλώματα οδήγησης LED χρησιμοποιούν κυρίως έλεγχο σταθερού ρεύματος για να διασφαλίσουν την ακριβή λειτουργία των LED υπό κατάλληλες συνθήκες λειτουργίας.
Προδιαγραφές LED
Η παγκόσμια βιομηχανία φωτισμού LED αναπτύσσεται ραγδαία. Καθώς τα φωτιστικά LED γίνονται όλο και πιο δημοφιλή, τα παγκόσμια πρότυπα οριστικοποιούνται σταδιακά. Το Energy Star είναι ένα διεθνές πρότυπο και πρόγραμμα για ενεργειακά-καταναλωτικά προϊόντα, που καλύπτει μια σειρά κατηγοριών, συμπεριλαμβανομένων μεγάλων συσκευών, εξοπλισμού γραφείου, φωτισμού και οικιακών ηλεκτρονικών ειδών. Οι δοκιμές για προϊόντα φωτισμού LED περιλαμβάνουν δοκιμές θερμοκρασίας περιβάλλοντος, δοκιμές ζωής, ενσωμάτωση μετρήσεων σφαίρας και καμπύλες κατανομής φωτός. Επιπλέον, ρυθμίζονται βασικές παράμετροι φωτισμού LED, όπως η απόδοση χρώματος, ο συντελεστής ισχύος, η θερμοκρασία χρώματος και η φωτεινή απόδοση. Δεδομένης της ποικίλης ποιότητας των προϊόντων LED στην αγορά, οι καταναλωτές μπορούν να χρησιμοποιήσουν σήματα πιστοποίησης για να εξασφαλίσουν την ποιότητα και τη διασφάλιση των προϊόντων φωτισμού LED.
Εφαρμογές LED
Η τεχνολογία LED έχει προχωρήσει γρήγορα και οι εφαρμογές της ποικίλλουν. Οι πιο συνηθισμένες εφαρμογές είναι στον οικιακό, εμπορικό και βιομηχανικό φωτισμό, συμπεριλαμβανομένων των απλίκων τοίχου, των νυχτερινών φώτων, των φώτων ανάγνωσης, των προβολέων, των φωτεινών λωρίδων, των κάτω φώτων και των ενδείξεων έκτακτης ανάγκης.
Ο φωτισμός LED μπορεί επίσης να ενσωματωθεί με την τέχνη και την αρχιτεκτονική. Οι δημιουργίες με φως{1}}είναι ένα κοινό θέμα στον τομέα της τεχνολογικής τέχνης. Για τους καλλιτέχνες, τα μοναδικά χαρακτηριστικά των πηγών ψυχρού φωτός LED ανοίγουν νέες δημιουργικές δυνατότητες σε σύγκριση με τις παραδοσιακές πηγές φωτός.
Εκτός από τις προαναφερθείσες εφαρμογές, τα φώτα ανάπτυξης LED είναι ένα όφελος για τους παραγωγούς γεωργικών προϊόντων. Το βελτιστοποιημένο φάσμα τεχνητού φωτός τους δημιουργεί ένα βέλτιστο περιβάλλον και συνθήκες για τα φυτά. Το κόκκινο και το μπλε φως που χρησιμοποιούνται συνήθως στα φώτα ανάπτυξης ταιριάζουν πολύ με την καμπύλη απόδοσης που απαιτείται για τη φωτοσύνθεση, καθιστώντας τα τη βέλτιστη πηγή φωτός για την ανάπτυξη των φυτών. Εάν μπορέσουμε να προωθήσουμε πιο καινοτόμες εφαρμογές LED και να χτίσουμε την εμπιστοσύνη των καταναλωτών στην ποιότητα των προϊόντων LED, πιστεύουμε ότι τα LED θα ανθίσουν στην αγορά φωτισμού!
Σε έναν κόσμο με μειωμένη ενέργεια, ο φωτισμός υψηλής απόδοσης-είναι ένας από τους καλύτερους τρόπους εξοικονόμησης ενέργειας. Σε μια τυπική δομή κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας, ο φωτισμός μπορεί να αντιπροσωπεύει έως και το 19% της συνολικής κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας. Η υψηλή φωτεινή απόδοση των LED τα καθιστά μια πολλά υποσχόμενη εναλλακτική λύση σε σχέση με τις παραδοσιακές πηγές φωτός, καθιστώντας τα μια πολλά υποσχόμενη επιλογή για ενεργειακά-αποδοτικό φωτισμό. Επιπλέον, οι εφαρμογές LED μπορούν να επεκταθούν από σημειακές πηγές σε γραμμές και ακόμη και επιφάνειες, εγκαινιάζοντας καινοτόμες εφαρμογές φωτισμού και μια επανάσταση στον φωτισμό. Ο φωτισμός δεν είναι πλέον απλώς να φωτίζει το περιβάλλον μας. μπορεί να ενσωματωθεί με την τέχνη, τη δημιουργικότητα, την ψυχαγωγία, την υγειονομική περίθαλψη και τη βιοτεχνολογία, φέρνοντας νέες προοπτικές στην εικαστική και καθημερινή μας ζωή.
https://www.benweilight.com/lighting-tube-bulb/6000k-led-tube-120cm.html
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd
Τηλέφωνο: +86 0755 27186329
Κινητό (+86)18673599565
Whatsapp:19113306783
E-mail:bwzm15@benweilighting.com
Skype:benweilight88
Ιστός:www.benweilight.com
