Монтаж печатной платы для светодиода

Светоизлучающий диод, сокращенно называемый светодиодом, относится к полупроводниковому диоду, изготовленному из соединений, содержащих галлий (Ga), мышьяк (As), фосфор (P), азот (N), которые могут преобразовывать электрическую энергию в энергию света. Видимый свет может излучаться при рекомбинации электронов и дырок, поэтому их можно использовать для изготовления светоизлучающих диодов. Он используется в качестве светового индикатора в цепях и приборах, а также в качестве текстового или числового дисплея. Диоды из арсенида галлия излучают красный свет, диоды из фосфида галлия излучают зеленый свет, диоды из карбида кремния излучают желтый свет, а диоды из нитрида галлия излучают синий свет. По химическим свойствам он делится на органический светодиод OLED и неорганический светодиод LED.

Это тип полупроводникового диода, который преобразует электрическую энергию в световую. Как и обычные диоды, светоизлучающие диоды состоят из PN-перехода и также имеют однонаправленную проводимость. Когда к светоизлучающему диоду прикладывается прямое напряжение, дырки, инжектированные из области P в область N, и электроны, инжектированные из области N в область P, соответственно соединяются с электронами в области N. Рекомбинация дырок, приводящая к спонтанному излучению флуоресценции. Энергетические состояния электронов и дырок различны в разных полупроводниковых материалах. Количество энергии, выделяемой при рекомбинации электронов и дырок, варьируется, и чем больше энергии выделяется, тем короче длина волны излучаемого света. Обычно используются диоды, излучающие красный, зеленый или желтый свет. Обратное напряжение пробоя светодиодов больше 5 вольт. Его прямая вольт-амперная характеристика очень крутая, и токоограничивающий резистор должен быть подключен последовательно, чтобы контролировать ток через диод. Токоограничивающий резистор R можно рассчитать по следующей формуле: R=(E－UF)/IF

E — напряжение источника питания, UF — прямое падение напряжения светодиода, IF — нормальный рабочий ток светодиода. Основная часть светоизлучающего диода представляет собой пластину, состоящую из полупроводника P-типа и полупроводника N-типа. Существует переходный слой между полупроводником P-типа и полупроводником N-типа, который называется PN-переходом. В PN-переходе некоторых полупроводниковых материалов, когда инжектированные неосновные носители рекомбинируют с основными носителями, избыточная энергия высвобождается в виде света, тем самым непосредственно преобразуя электрическую энергию в энергию света. Когда на PN-переход подается обратное напряжение, неосновным носителям трудно инжектировать, поэтому он не излучает свет. Такой диод, изготовленный по принципу инжекционной электролюминесценции, называется светоизлучающим диодом, широко известным как светодиод. Когда он находится в прямом рабочем состоянии (то есть прямое напряжение приложено к обоим концам), когда ток течет от анода к катоду светодиода, полупроводниковый кристалл излучает свет разных цветов от ультрафиолетового до инфракрасного, а интенсивность света связана с током.

Ниже приведены неорганические полупроводниковые материалы, используемые в традиционных светодиодах, и их цвета.

Белый светодиод

В то время Сюдзи Накамура, работавший в корпорации Nichia в Японии, изобрел синий светодиод коммерческого назначения на основе широкозонных полупроводниковых материалов нитрида галлия (GaN) и нитрида индия-галлия (InGaN). Светодиоды, подобные светодиодам, широко использовались в конце 1990-х годов. Теоретически синие светодиоды в сочетании с оригинальными красными и зелеными светодиодами могут давать белый свет, но белые светодиоды таким образом производятся редко.

Большинство производимых в настоящее время белых светодиодов изготавливаются путем покрытия синего светодиода (ближнего ультрафиолета, длина волны от 450 до 470 нм) светло-желтым люминофорным покрытием. Этот желтый люминофор обычно получают путем легирования кристаллов иттрий-алюминиевого граната (Ce3+:YAG), легированного церием, измельчают в порошок и смешивают с плотным связующим. Когда светодиодный чип излучает синий свет, часть синего света будет эффективно преобразована кристаллом в преимущественно желтый свет с широким спектром (центр спектра составляет около 580 нм). (На самом деле монокристалл YAG, легированный церием, больше похож на сцинтиллятор, чем на люминофор.) как белый свет, и его цвет часто называют «белым лунным светом». Этот метод изготовления белых светодиодов был разработан корпорацией Nichia и используется в производстве белых светодиодов с 1996 года.

Чтобы отрегулировать цвет желтоватого света, можно использовать другие редкоземельные металлы, тербий или гадолиний, вместо церия (Ce), легированного в Ce3+: YAG, и даже часть или весь алюминий в YAG можно заменить. Из-за своих спектральных характеристик красные и зеленые объекты при таком светодиодном освещении будут выглядеть не так ярко, как при освещении источником света широкого спектра. Кроме того, из-за различий в производственных условиях цветовая температура готового продукта этого светодиода неоднородна, варьируется от теплого желтого до холодного синего, поэтому в процессе производства он будет различаться по своим характеристикам.

Другой метод изготовления белых светодиодов немного похож на люминесцентную лампу. Светодиоды, излучающие ближний ультрафиолетовый свет, покрыты смесью двух люминофоров, один из которых европиевый, излучает красный и синий свет, а другой излучает зеленый свет. Медь и алюминий, легированные сульфидом цинка (ZnS). Однако, поскольку ультрафиолетовые лучи могут растрескивать и разрушать эпоксидную смолу в клее, производство становится более сложным, а срок службы короче. По сравнению с первым методом он менее эффективен и выделяет больше тепла (потому что StokesShift больше), но преимущество в том, что характеристики спектра лучше, а получаемый свет красивее. А из-за большей мощности светодиода ультрафиолетового света, хотя его эффективность ниже, чем у первого способа, выходная яркость аналогична. Последний метод изготовления белых светодиодов не использует люминофоры. Новый подход заключается в выращивании эпитаксиального слоя ZnSe на подложке из селенида цинка (ZnSe). При наэлектризовании его активная зона будет излучать синий свет, а подложка будет излучать желтый свет, который при смешивании становится белым светом.

Полярность

Более длинный из двух выводов светодиода является положительным полюсом, который следует соединить с положительным полюсом источника питания. Два вывода некоторых светодиодов имеют одинаковую длину, но на корпусе имеется выступающий язычок, а вывод возле язычка является положительным полюсом.

Светодиод однонаправленной проводимости

Светодиод может включаться (запитываться) только в одном направлении, которое называется прямым смещением (forward offset voltage). Когда протекает ток, электроны и дырки рекомбинируют в нем, излучая монохроматический свет, который называется эффектом электролюминесценции, а длина волны и цвет света связаны с типом используемого полупроводникового материала и легированных примесей элементов. Он обладает такими преимуществами, как высокая эффективность, длительный срок службы, непростая поломка, высокая скорость переключения, высокая надежность и т. д., с которыми не могут сравниться традиционные источники света. Световая отдача светодиодов белого света за последние годы значительно улучшилась. При этом закупочная цена за тысячу люмен также значительно снизилась из-за конкуренции среди производителей, выходящих на рынок. Хотя все больше и больше людей используют светодиодное освещение для офисов, мебели, отделки, вывесок и даже уличных фонарей, технически эффективность фотоэлектрического преобразования светодиодов (отношение эффективной освещенности к потреблению электроэнергии) все еще ниже, чем у новых люминесцентных ламп. Направление будущего развития страны гражданского назначения.

Характеристика

По сравнению с лампами накаливания и неоновыми лампами характеристики светодиодов таковы: рабочее напряжение очень низкое (у некоторых всего несколько вольт); Хорошая, высокая надежность, долгий срок службы; Модулируя силу проходящего тока, можно легко модулировать интенсивность люминесценции. Благодаря этим характеристикам светодиоды используются в качестве источников света в некоторых устройствах фотоэлектрического контроля и в качестве индикаторов сигналов во многих электронных устройствах. Придайте его трубчатому сердечнику форму полосы и используйте 7 полосообразных светоизлучающих трубок, чтобы сформировать 7-сегментную полупроводниковую цифровую трубку. Каждая цифровая трубка может отображать 0-9, 10 арабских цифр и A, B, C, D, E, F и другие буквы (должны быть чувствительны к регистру).

Параметр

Несколько важных аспектов оптических параметров светодиодов: световой поток, светоотдача, сила света, распределение интенсивности света и длина волны.

Световая отдача и световой поток

Световая отдача — это отношение светового потока к электрической мощности, обычно единицей измерения является лм/Вт. Световая отдача представляет собой энергосберегающие характеристики источника света, что является важным показателем для измерения производительности современных источников света.

Сила света и распределение силы света

Сила света светодиода — это признак его силы света в определенном направлении. Поскольку сила света светодиодов сильно различается под разными углами в пространстве, мы изучили характеристики распределения силы света светодиодов. Этот параметр имеет большое практическое значение и напрямую влияет на минимальный угол обзора светодиодного дисплея. Например, для больших цветных светодиодных дисплеев на спортивных объектах, если диапазон распространения выбранной одинарной светодиодной трубки очень узок, то зрители, смотрящие на дисплей под относительно большим углом, увидят искаженные изображения. И светофоры дорожных знаков также требуют более широкого круга людей, чтобы их можно было идентифицировать.

Длина волны

Что касается спектральных характеристик светодиодов, мы в основном смотрим на то, хороша ли его монохроматичность, и мы также должны обратить внимание на то, являются ли чистыми основные цвета красного, желтого, синего, зеленого и белого светодиодов. Потому что во многих случаях, таких как светофоры, требования к цвету относительно строги. Однако замечено, что некоторые светодиодные сигнальные огни в Китае имеют зеленовато-синий цвет, а красный — темно-красный. Исходя из этого явления, наше специальное исследование спектральных характеристик светодиодов очень необходимо и имеет смысл.

Развитие

История

Светоизлучающий диод (англ. Light-Emitting Diode, называемый светодиодом) представляет собой полупроводниковый электронный компонент, который может преобразовывать электрическую энергию в энергию света. Такой электронный компонент появился еще в 1962 году. В первые дни он мог излучать только красный свет с низкой яркостью. Позже были разработаны другие варианты монохроматического освещения. Сегодня свет, который может излучаться, покрыл видимый свет, инфракрасные лучи и ультрафиолетовые лучи, и светимость также увеличилась до значительной степени светимости. И использование также использовалось в качестве световых индикаторов, панелей отображения и т. д. с самого начала; с непрерывным развитием технологий светодиоды широко используются в дисплеях, телевизионном освещении и освещении.

Тренд

С непрерывным развитием отрасли, прорывами в технологиях и активным продвижением приложений светоотдача светодиодов также постоянно улучшается, а цена постоянно падает. Появление новых комбинированных трубчатых сердечников также постоянно увеличивает мощность одиночной светодиодной трубки (модуля). Ожидается, что благодаря непрерывным исследованиям и разработкам коллег, прорывам в новых оптических конструкциях и разработке новых типов ламп ситуация с отдельными продуктами будет еще больше меняться. Усовершенствование управляющего программного обеспечения также делает использование светодиодного освещения более удобным. Все эти постепенные изменения отражают широкие перспективы использования светодиодов для освещения.

Светодиод называют источником света четвертого поколения, который обладает характеристиками энергосбережения, защиты окружающей среды, безопасности, длительного срока службы, низкого энергопотребления, низкого тепловыделения, высокой яркости, водонепроницаемости, миниатюрности, ударопрочности, легкого затемнения, концентрированного луча, простоты обслуживания. и т. д. и может широко использоваться в различных индикациях, дисплеях, украшениях, подсветке, общем освещении и других областях.

Преимущества светодиодов: высокая эффективность электрооптического преобразования (около 60%, защита окружающей среды, долгий срок службы (до 100 000 часов), низкое рабочее напряжение (около 3 V), отсутствие потери ресурса после многократного переключения, малый размер, меньшее тепловыделение , высокая яркость, долговечность, простота регулировки света, различные цвета, концентрированный и стабильный луч, отсутствие задержки при запуске;

Недостатки светодиода: высокая начальная стоимость, плохая цветопередача, низкий LED мощного светодиода, привод постоянного тока (требуется специальная схема привода). Напротив, в различном традиционном освещении есть определенные дефекты.

Лампа накаливания: низкая эффективность электрооптического преобразования (около 10%), короткий срок службы (около 1000 часов), высокая температура нагрева, одноцветная и низкая цветовая температура;

Люминесцентные лампы: низкая эффективность электрооптического преобразования (около 30%), вредность для окружающей среды (содержит вредные элементы, такие как ртуть, около 3,5-5 mg/piece.), нерегулируемая яркость (низкое напряжение не может запускаться и светиться), ультрафиолетовое излучение , явление мерцания, медленный запуск Медленно, цена редкоземельного сырья увеличивается (на долю фосфорного порошка приходится 60~70% стоимости из 10%), многократное переключение влияет на срок службы; объем большой.

Газоразрядные лампы высокого давления: большое энергопотребление, небезопасное использование, короткий срок службы, проблемы с отводом тепла, в основном используются для наружного освещения.

13 октября 2018 года Хуан Вэй, академик Китайской академии наук, и команда профессора Ван Цзяньпу из школы увеличили внешний квантовый выход перовскитных светоизлучающих диодов (LEDs) до 20,7%, что составляет почти половину от международных аналогов. Результаты недавно были опубликованы в международном академическом журнале «Природа».

Текущая ситуация

В 1990-е годы светодиодные технологии достигли большого прогресса, не только по светоотдаче превзошли лампы накаливания, но и по силе света достигли уровня свечей, а цвет также покрыл весь видимый спектр от красного до синего. Технологическая революция на уровне источников света привела к появлению различных новых приложений, таких как автомобильные сигнальные огни, светофоры, наружные полноцветные большие экраны и специальные источники освещения.

Применение светодиодов:

С развитием высокой яркости и многоцветности светодиодов расширяется и область применения. От индикатора нижнего светового потока до экрана дисплея, от экрана наружного дисплея до сигнальной лампы средней мощности светового потока и источника белого света специального освещения и, наконец, до источника общего освещения с высоким световым потоком в правом верхнем углу. . 2000 год является разделительной линией времени. В 2000 году были решены все проблемы отображения цветового сигнала и проблемы освещения, и начались специальные приложения освещения с низким и средним световым потоком,и в качестве общего освещения Применение белого света с высоким световым потоком, по-видимому, требует некоторого времени, и это может быть реализовано только путем дальнейшего увеличения светового потока. Конечно, это тоже процесс, который будет постепенно реализовываться с увеличением яркости и снижением цены.

1. Светодиодный дисплей

С середины 1980-х появились монохромные и многоцветные экраны, первоначально текстовые или анимационные. В начале 1990-х годов развитие компьютерных технологий и технологии интегральных схем позволило реализовать видеотехнологию экранов светодиодных дисплеев. Телевизионные изображения отображаются непосредственно на экране. Особенно в середине 1990-х годов были успешно разработаны и быстро запущены в производство синие и зеленые светодиоды сверхвысокой яркости, что значительно расширило применение наружных экранов площадью от 100 до 300 квадратных метров. В настоящее время светодиодные дисплеи используются на стадионах, площадях, площадках, даже улицах и торговых центрах. Полноцветный экран Nasdaq на Таймс-сквер в США — самый известный. Площадь экрана составляет 120 футов x 90 футов, что эквивалентно 1005 м2. Он состоит из зеленого и красного светодиодов. Кроме того, на него также приходится большая доля экранов рынка ценных бумаг, экранов банковских курсов, экранов процентных ставок и т. Д. В последнее время он также получил большое развитие в информационных экранах скоростных автомагистралей и эстакад. При этом используются светодиоды. Применение в этой области стало масштабным, сформировав новую отрасль, и можно ожидать относительно стабильного роста.

2. Светофоры

Навигационные огни уже много лет используют светодиоды в качестве источников света, и в настоящее время ведется работа по их улучшению и совершенствованию. В последние годы дорожные светофоры добились большого прогресса благодаря быстрому развитию технологий и быстрому развитию приложений. Китай в настоящее время имеет около 40 000 комплектов заказов в год. В Калифорнии Соединенные Штаты заменили 50 000 комплектов сигнальных огней с традиционными источниками света на светодиодные светофоры в течение одного года в прошлом году. В соответствии с эффектом использования эффекты долгой жизни, энергосбережения и отсутствия обслуживания очевидны. В настоящее время пиковая длина волны светодиодного излучения составляет 630 нм красного цвета, 590 нм желтого цвета, 505 нм зеленого цвета. Следует отметить, что ток возбуждения не должен быть слишком большим, иначе на срок службы светодиода повлияют условия высокой температуры под летним солнцем.

В последнее время светодиодные специальные сигнальные огни аэропорта, используемые в аэропортах в качестве маяков, прожекторов и всенаправленных огней, также успешно используются, и результаты очень хорошие. Он имеет независимые права интеллектуальной собственности и был одобрен для двух патентов. Он обладает хорошей надежностью, экономит электроэнергию, не требует технического обслуживания, может быть популяризирован и применен в различных аэропортах, заменяя старые сигнальные огни, которые использовались десятилетиями, не только благодаря высокой яркости, но и благодаря хорошей чистоте цвета светодиодного света, это особенно ярко и легко идентифицировать сигналы.

В связи с большим разнообразием сигнальных ламп, применяемых на железных дорогах, необходимая сила света и угол зрения также различны. В настоящее время они интенсивно развиваются. Предполагается, что они будут успешно разработаны и введены в эксплуатацию один за другим. Судя по количеству, это тоже довольно большой рынок.

3. Автомобильные фары

Сверхъяркие светодиоды могут использоваться в стоп-сигналах, задних фонарях и указателях поворота автомобилей, а также могут использоваться для подсветки приборов и внутреннего освещения. Она имеет очевидные преимущества перед лампами накаливания по виброустойчивости, энергосбережению и долговечности. Он используется в качестве стоп-сигналов. Его время отклика составляет 60 нс, что намного короче, чем 140 мс у ламп накаливания. При движении по обычной трассе безопасное расстояние увеличивается на 4–6 м.

4. ЖК-подсветка

В качестве подсветки жидкокристаллического дисплея светодиод можно использовать не только как зеленый, красный, синий, белый, но и как изменяющую цвет подсветку. Многие продукты вошли в стадию производства и применения. В последнее время светодиоды используются для подсветки ЖК-экранов мобильных телефонов, что повышает качество продукта и дает очень хороший эффект. Подсветка 15-дюймового (1 дюйм ≈ 2,5 см) ЖК-экрана, состоящего из 8 синих, 24 зеленых и 32 красных светодиодов Luxeon, может достигать 120 Вт, 2500 лм, а яркость — 18000 нит (нит, кд/м2). Также был изготовлен источник подсветки ЖК-экрана 22 толщиной всего 6 мм, который не только имеет хороший эффект смешивания цветов, но и имеет индекс цветопередачи более 80.

Хотя крупномасштабный источник подсветки в настоящее время находится в стадии разработки, он имеет большой потенциал.

5. Освещение

Из-за увеличения яркости светодиодов и снижения цен вкупе с долгим сроком службы, энергосбережением, вождение и управление проще, чем неоновые лампочки, не только могут мигать, но и менять цвет, поэтому одноцветные, многоцветные и даже светодиодные светильники из светодиодов сверхвысокой яркости. Изменяющая цвет светящаяся колонна сочетается с различными светящимися элементами других форм для украшения высотных зданий, мостов, улиц, площадей и других ландшафтных проектов. Луч света достигает более 10 000 метров, и есть десятки тысяч разноцветных огней. В настоящее время он постепенно продвигается, и предполагается, что он будет постепенно расширяться и формировать отдельную отрасль.

6. Источник света

Светодиодный источник света, используемый в качестве источника освещения, должен быть белого света. Классификация светодиодных источников белого света показана в таблице 3. В настоящее время некоторые разновидности светодиодных осветительных приборов белого света для военного применения запущены в массовое производство. Поскольку светодиодный источник света не имеет инфракрасного излучения, его легко скрыть, а также он обладает такими преимуществами, как устойчивость к вибрации, подходит для питания от батареи, прочная конструкция и удобство переноски, и он получит большое развитие в специальных источниках освещения. Газонные лампы и заглубленные лампы, используемые в качестве людей, производятся в больших масштабах, и они также используются в качестве микроскопов. Полевое освещение, фонарики, хирургические фонари, освещение для музеев или художественных выставок, настольные лампы для чтения. С увеличением светового потока и снижением цен приложение будет постепенно расширяться, чтобы завершить переход от специального освещения к общему. Предполагается, что ежегодное собрание 2005-2010 гг. входит в область общего освещения.

Классификация

Светодиоды также можно разделить на обычные монохроматические светодиоды, светодиоды высокой яркости, светодиоды сверхвысокой яркости, светодиоды, изменяющие цвет, светодиоды мигающие, светодиоды, управляемые напряжением, инфракрасные светодиоды и светодиоды с отрицательным сопротивлением.

Существует два вида режимов управления светодиодами: постоянный ток и постоянное напряжение, а также множество методов затемнения, например, аналоговое затемнение и ШИМ-управление яркостью. В большинстве светодиодов используется постоянный контроль тока, который может поддерживать стабильный ток светодиода и не подвергать его легкому влиянию. Изменение VF может продлить срок службы светодиодных ламп.

Обыкновенный монохромный светодиод

Обычные монохроматические светодиоды имеют преимущества небольшого размера, низкого рабочего напряжения, небольшого рабочего тока, равномерного и стабильного излучения света, быстрой скорости отклика, длительного срока службы и т. д. И может управляться различными источниками постоянного, переменного, импульсного и других источников питания для освещения. Это полупроводниковое устройство, управляемое током, и его необходимо последовательно соединить с подходящим токоограничивающим резистором.

Цвет свечения обычного монохроматического светодиода зависит от длины волны света, а длина волны света зависит от полупроводникового материала, используемого для изготовления светодиода.Длина волны красного светодиода обычно составляет 650–700 nm, длина волны янтарного светодиода обычно составляет 630–650 nm, длина волны оранжевого светодиода обычно составляет около 610–630 nm. Длина волны желтого светодиода обычно составляет около 585 nm, а длина волны зеленого светодиода обычно составляет 555~570 nm. Обычно используемые бытовые обычные монохроматические светодиоды включают серию BT (заводская стандартная модель), серию FG (стандартная модель министерства) и серию 2EF см. Таблицу 4-26, Таблицу 4-27 и Таблицу 4-28.

Обычно используемые импортные обычные монохроматические светодиоды включают серию SLR и серию SLC.

Монохромный светодиод высокой яркости

В монохроматических светодиодах высокой яркости и монохроматических светодиодах сверхвысокой яркости используются полупроводниковые материалы, отличные от обычных монохроматических светодиодов, поэтому интенсивность света также отличается.

Обычно такие материалы, как арсенид галлия-алюминия (GaAlAs), используются для монохромных светодиодов высокой яркости, такие материалы, как фосфид арсенида галлия-индия (GaAsInP), используются для монохромных светодиодов сверхвысокой яркости, а фосфид галлия (GaP) используется для обычных монохромных светодиодов. ) или фосфид арсенида галлия (GaAsP) и другие материалы.

Основные параметры широко используемых светодиодов красного цвета высокой яркости приведены в таблице 4-29, а основные параметры широко используемых монохроматических светодиодов сверхвысокой яркости приведены в таблице 4-30.

Светодиод, меняющий цвет

Светоизлучающие диоды, изменяющие цвет, — это светоизлучающие диоды, которые могут изменять цвет своего света. Цветоизменяющие светодиоды можно разделить на двухцветные светодиоды, трехцветные светодиоды и многоцветные (красный, синий, зеленый, белый четыре цвета) светодиоды.

Светодиоды, меняющие цвет, можно разделить на двухконтактные, изменяющие цвет светодиоды, трехконтактные, изменяющие цвет светодиоды, четырехконтактные, изменяющие цвет светодиоды и шестиконтактные, изменяющие цвет светодиоды, в зависимости от количества контактов.

Обычно используются двухцветные светодиоды серий 2EF и TB, а трехцветные светодиоды — 2EF302, 2EF312, 2EF322 и другие модели.

Мигающий светодиод

Мигающий светодиод (BTS) представляет собой специальное светоизлучающее устройство, состоящее из интегральных схем CMOS и светодиодов, которое может использоваться для индикации аварийной сигнализации и индикации пониженного и повышенного напряжения.

Когда используется мигающий светодиод, нет необходимости подключать другие компоненты, пока на оба конца его контактов подается соответствующее рабочее напряжение постоянного тока (5 V), он может мигать и излучать свет.

Светодиоды, управляемые напряжением

Обычные светодиоды являются устройствами, управляемыми током, и при использовании токоограничивающий резистор с соответствующим значением сопротивления должен быть подключен последовательно. Светодиод, управляемый напряжением (BTV), состоит из светоизлучающего диода и токоограничивающего резистора и при использовании может быть напрямую подключен к обоим концам источника питания.

Напряжение может работать в диапазоне 3 вольт - 10 вольт, таких как светодиоды YX503URC, YX304URC, YX503BRC, работающие по напряжению, что обеспечивает более широкий выбор для инженеров и технических разработчиков.

Инфракрасный светодиод

Инфракрасный светоизлучающий диод, также известный как инфракрасный излучающий диод, представляет собой светоизлучающее устройство, которое может напрямую преобразовывать электрическую энергию в инфракрасный свет (невидимый свет) и излучать его. Он в основном используется в различных схемах управления освещением и дистанционного управления.

Структура и принцип действия инфракрасных светодиодов аналогичны обычным светодиодам, но используются другие полупроводниковые материалы. В инфракрасных светодиодах обычно используются такие материалы, как арсенид галлия (GaAs), арсенид алюминида галлия (GaAlAs), и они упакованы в полностью прозрачную, светло-голубую или черную смолу.

Обычно используемые инфракрасные светодиоды включают серию SIR, серию SIM, серию PLT, серию GL, серию HIR и серию HG.

Светодиодный индикатор батареи

iViTi On имеет встроенный аккумулятор, благодаря которому он может работать до 3 часов. При включении аккумулятор заряжается и лампочка светится нормально. В случае отключения электроэнергии лампочка автоматически переключается в режим работы от батареи.

Измерение

Общий осмотр

Обычная светодиодная детекция

(1) Проверьте мультиметром. Используя стрелочный мультиметр с блоком × 10 kΩ, можно примерно оценить, хороший или плохой светодиод. В норме прямое сопротивление диода составляет от десятков до 200 kΩ, а обратное сопротивление равно ∝. Если значение прямого сопротивления равно 0 или ∞, а значение обратного сопротивления мало или равно 0, его легко повредить. Этот метод обнаружения не может фактически увидеть свечение люминесцентной трубки, потому что блок × 10 kΩ не может обеспечить большой прямой ток для светодиода.

Если у вас есть два стрелочных мультиметра (желательно одной модели), можно лучше проверить светодиоды. Подсоедините провод от контакта «+» одного из мультиметров к выводу «-» другого прибора. Остальные ручки «-» подключаются к положительному электроду (участок P) испытуемой люминесцентной лампы, а остальные ручки «+» подключаются к отрицательному электроду (участок N) испытуемой люминесцентной лампы. Оба мультиметра настроены на блок ×10 kΩ. При нормальных обстоятельствах он может нормально излучать свет после подключения. Если яркость очень низкая или вообще не излучает свет, оба мультиметра можно настроить на ×1 mΩ; если все еще очень темно или даже не излучает свет, это означает, что производительность светодиода плохая или повреждена. Следует отметить, что два мультиметра не могут быть установлены на ×1 mΩ в начале измерения, чтобы избежать чрезмерного тока и повреждения светодиодов.

(2) Измерение внешнего источника питания. Оптические и электрические характеристики светодиодов можно более точно измерить с помощью регулируемого источника 3 В или двух последовательно соединенных сухих батареек и мультиметра (стрелочного или цифрового). Для этого схема может быть подключена, как показано на рисунке 10. Если измеренное VF находится в пределах от 1,4 до 3 V, а яркость света в норме, это означает, что свет в норме. Если измерено VF=0 или VF≈3В, а света нет, значит люминесцентная трубка сломана.

Обнаружение инфракрасных светодиодов

Благодаря инфракрасному светодиоду он излучает инфракрасный свет с длиной волны 1-3μm, невидимый невооруженным глазом. Обычно мощность излучения одного инфракрасного светодиода составляет всего несколько mW, и угловое распределение силы света разных типов инфракрасных светодиодов также различно. Прямое падение напряжения инфракрасного светодиода обычно составляет 1,3 ~ 2,5 V. Поскольку излучаемый им инфракрасный свет невидим для человеческого глаза, метод обнаружения с использованием вышеупомянутого светодиода видимого света может только определить, являются ли нормальными прямые и обратные электрические характеристики его PN-перехода, но не может определить, является ли его свечение нормальным или нет. По этой причине лучше всего подготовить светочувствительное устройство (например, кремниевый фотоэлемент 2CR, 2DR) в качестве приемника. С помощью мультиметра измерьте изменение напряжения на аккумуляторе. Чтобы судить, излучает ли инфракрасный светодиод инфракрасный свет после добавления соответствующего прямого тока.

Яркость

Установите и отладьте эталонную лампу силы света, светодиод и кремниевый фотодиод, оснащенный фильтром V (λ) на оптической скамье, особенно строго отрегулируйте положение нити накала, положение светоизлучающей части светодиода и положение приемной поверхности.

Сначала откалибруйте кремниевый фотодиод со стандартной лампой интенсивности света, C = E / S.

Rs=Is/Ds

Ds — расстояние между эталоном и приемником, Is — сила света эталона, Rs — отклик эталона.

Et=C R t, где E t — яркость тестируемого светодиода, R t — отклик тестируемого светодиода, тогда интенсивность света I t светодиода равна: I t=E t Dt

Dt — расстояние между светодиодом и принимающей поверхностью.

Для светодиода его светоизлучающая поверхность имеет форму купола, а распределение света очень особенное, поэтому на разных расстояниях измерения

значение силы света будет меняться, что отклоняется от закона обратных квадратов расстояния, даже если расстояние измерения фиксировано, но из-за принятия В зависимости от принимающей области датчика значение силы света также будет меняться. Поэтому для повышения точности измерения лучше зафиксировать расстояние измерения и размер области приема относительно друг друга. Например, расстояние измерения составляет 316 мм, как рекомендовано GIE, а площадь приемника фиксирована и составляет 10×10 мм. При одном и том же расстоянии измерения угол поворота светодиода различен, и соответственно изменится его интенсивность света. Поэтому, чтобы получить наилучшее значение, лучше всего считать максимальное значение R t.

Световой поток

Измерение светового потока осуществляется на поворотном столе гониофотометра, на котором установлен светодиод. Поворотный стол поворачивается на ±90 градусов вокруг вертикальной оси в своей горизонтальной плоскости, а светодиод вращается на 360 градусов вокруг фотометрической оси в вертикальной плоскости. Управление углом поворота в горизонтальной и вертикальной плоскостях осуществляется шаговыми двигателями. Поворотный стол свободно перемещается по направляющей. При измерении стандартных ламп поворотный стол должен отходить от направляющей.

При измерении большой поворотный стол вращается вокруг вертикальной оси в горизонтальной плоскости с шагом 0,9°, 90° в положительном направлении и 90° в обратном направлении. Сам светодиод тоже вращается. При каждом горизонтальном угле сигнал собирается через каждые 18° в вертикальной плоскости. После поворота на 360° собирается всего 20 данных, и общий световой поток рассчитывается по следующей формуле.

Если большой диск вращается от 0° до 90°, маленький диск может вращаться от 0° до 360°. Однако, когда большая пластина поворачивается на 0°～90°, возможны ошибки, вызванные неравномерной (асимметричной) установкой светодиода, поэтому лучшим решением является поворот большой пластины на -90°～0°～90°, а маленькая пластинка все еще вращается на 0°～360°, возьмите среднее значение освещенности под углами, абсолютные значения которых равны в двух диапазонах от 0° до 90° и от -90° до 0°.

Вторым методом измерения полного светового потока светодиодов является интегральный метод. Преимущество этого метода в том, что он прост и удобен в реализации, но точность измерения невысока. Метод расчета полного светового потока светодиода заключается в следующем: сначала вычисляют световой поток Φs эталонной лампы (значение силы света Is), входящего в интегрирующую сферу на расстоянии 1 расстояния от падающего окна интегрирующей сферы (площадь окна падения A), Φs=I s · A /I 2

Считайте сигнал фототока i s на приемнике, затем поместите светодиод на окно и считайте соответствующий сигнал фототока приемника, тогда общий световой поток Φ светодиода равен:

Φt=It/IsΦs·K. K – коэффициент коррекции цвета.

Требования к производительности

1. Высокая надежность особенно характерна для питания светодиодных уличных фонарей, которые устанавливаются на большой высоте, что делает обслуживание неудобным и дорогостоящим.

2. Высокоэффективные светодиоды являются энергосберегающими продуктами, и эффективность источника питания должна быть высокой. Особенно это важно для конструкции, где блок питания установлен в светильнике. Поскольку светоотдача светодиода снижается с повышением температуры светодиода, тепловыделение светодиода очень важно. Эффективность источника питания высока, его потребляемая мощность невелика, а тепло, выделяемое в лампе, мало, что также снижает нагрев лампы. Полезно задержать световой распад светодиода.

3. Высокий коэффициент мощности Коэффициент мощности является требованием сети для нагрузки. Как правило, для электроприборов мощностью менее 70 W не существует обязательного индекса. Хотя низкий коэффициент мощности одного электроприбора малой мощности мало влияет на энергосистему, но когда все загораются ночью, концентрация одинаковых нагрузок вызовет серьезное загрязнение энергосистемы. Говорят, что для мощности светодиодного привода мощностью 30–40 W в ближайшем будущем могут появиться определенные требования к индексу коэффициента мощности.

4. Существует два распространенных метода управления: один источник постоянного напряжения для нескольких источников постоянного тока, и каждый источник постоянного тока подает питание на каждый светодиод индивидуально. Таким образом, комбинация является гибкой, и выход из строя одного светодиода не повлияет на работу других светодиодов, но стоимость будет немного выше. Другой - постоянный источник питания постоянного тока, светодиоды работают последовательно или параллельно. Его преимущество в том, что стоимость ниже, но гибкость плохая, и необходимо решить проблему, чтобы выход из строя определенного светодиода не влиял на работу других светодиодов. Эти две формы сосуществовали некоторое время. Метод многоканального источника постоянного тока на выходе будет лучше с точки зрения стоимости и производительности. Возможно, в будущем это станет основным направлением.

5. Защита от перенапряжения Способность светодиодов противостоять перенапряжению относительно плохая, особенно способность противостоять обратному напряжению. Также важно усилить защиту в этой области. Некоторые светодиодные фонари устанавливаются на открытом воздухе, например, светодиодные уличные фонари. Из-за колебаний нагрузки на сеть и индуцирования ударов молнии из сети будут проникать различные перенапряжения, а некоторые перенапряжения могут привести к повреждению светодиода. Следовательно, источник питания привода светодиодов должен иметь возможность подавлять проникновение перенапряжения и защищать светодиод от повреждения.

6. Функция защиты В дополнение к обычной функции защиты источника питания, лучше всего добавить отрицательную обратную связь по температуре светодиода к выходу постоянного тока, чтобы предотвратить слишком высокую температуру светодиода.

7. С точки зрения защиты лампы устанавливаются снаружи, конструкция блока питания должна быть водонепроницаемой и влагонепроницаемой, а корпус должен быть светостойким.

8. Срок службы источника питания должен соответствовать сроку службы светодиода.

9. Он должен соответствовать требованиям техники безопасности и электромагнитной совместимости.

Приложение

За последние 10 лет, с момента появления светодиодов в 1960-х и до 1980-х годов, светодиоды имели только красный, желтый и зеленый цвета, а световая отдача была очень низкой (всего около 1 lm/W), яркость была относительно низкой, и цена была высокой. Просто используйте его в качестве индикатора для электроники. С точки зрения развития светодиодов и истории их применения, этот период является этапом применения светодиодов для индикации.

1. Индикатор питания переменного тока

Пока схема подключена к линии питания переменного тока 220V/50 Hz, светодиод будет гореть, показывая, что питание включено. Значение сопротивления токоограничивающего резистора R составляет 220 V/IF.

2. Световой индикатор выключателя переменного тока

В схеме используется светодиод в качестве индикатора выключателя лампы накаливания. Когда выключатель отключен и лампочка погашена, ток образует петлю через R, светодиод и лампочку EL, и светодиод загорается, что удобно для людей, чтобы найти выключатель в темноте. В это время ток в петле очень мал, и лампочка не загорится. Когда переключатель включен, лампочка горит, а светодиод гаснет.

3. Индикатор розетки переменного тока

Схема, использующая двухцветный светодиод (с общим катодом) в качестве светового индикатора для розетки переменного тока. Питание розетки контролируется выключателем S. Когда горит красный светодиод, розетка обесточена; когда горит зеленый светодиод, в розетке есть питание.

4. Световой индикатор держателя предохранителя

Светодиод используется в качестве схемы для световой индикации гнезда предохранителя распределительной коробки заводского оборудования. Когда предохранитель исправен, светодиод не горит; при перегорании предохранителя загорается светодиод, указывающий пользователю, какой предохранитель сгорел для замены. Это очень удобно для предохранителей с фарфоровым сердечником, которые невозможно увидеть невооруженным глазом.

5. Светодиодные рекламные вывески

6. Светодиодный монохромный или цветной дисплей

Как правило, монохромный дисплей используется для отображения однострочных китайских иероглифов, а цветной дисплей используется для наружных широкоэкранных телевизоров.

7. Светодиодные уличные фонари

8. Светодиодные автомобильные сигнальные огни и светодиодные фонари для электромобилей.

Kingford поддерживает бизнес по сборке светодиодных печатных плат, мы являемся профессиональным универсальным заводом по сборке печатных плат, добро пожаловать на размещение заказа.