- види
- Принцип дії
- застосування
- Надяскраві світлодіоди знаходять досить широке застосування.
- Плюси і мінуси
- Як вибрати
- Економія в майбутньому
Надяскраві світлодіоди - це спеціальні напівпровідникові прилади, які виділяються високою яскравістю світіння. Подібні вироби з'явилися в результаті розвитку технологічного процесу в світлодіодним техніці. Завдяки цьому утворилася окрема ніша, в якій стали використовуватися світлодіоди високої яскравості. Ці вироби мають свої специфічні характеристики, плюси і мінуси, які виділяють їх серед інших елементів. Наприклад, вони відрізняються високою потужністю і світловіддачею.
Однак подібні світлодіоди все ще залишаються досить дорогими внаслідок їх конструктивних особливостей. Тому ще порівняно недавно такі світлодіоди використовувалися обмежено. Однак сьогодні вони знаходять все більше застосування в самих різних областях. Попит на дані вироби зростає з кожним днем. Планується, що років через 5-10 подібні світлодіоди будуть застосовуватися повсюдно.
види
Надяскраві світлодіоди в більшості випадків мають таку класифікацію:
- Epistar. Представляють діоди високої якості, які виділяються компактними габаритами. Їх особливістю є тривалий період роботи. Такі вироби широко застосовуються в різних областях.
- Cree. Подібні світлові діоди діють на базі карбіду кремнію, а також нітриду галію. Ці вироби також виділяються тривалим часом роботи. До того ж діоди цього виду споживають мінімум електричної енергії, зокрема це 12 вольт. У більшості випадків їх застосовують для освітлення пішохідних і підземних переходів, автомобільних доріг. До того ж виробники використовують їх в освітлювальних приладах, наприклад, в ліхтарях. Необхідно відзначити, що світлодіоди cree виділяються високою якістю, внаслідок чого їх вартість дещо вище моделей інших різновидів.
- Smd. Відносяться до поширеної світлодіодної продукції. Ці вироби часто зустрічаються в різних областях. Особливо вони популярні для підсвічування будівель і споруд, в тому числі інтер'єрного дизайну всередині приміщень. Наприклад, за допомогою світлодіодних стрічок smd створюються унікальні в дизайнерському плані інтер'єри приміщень. Однак подібні стрічки найчастіше використовуються спільно зі спеціальними драйверами, тобто блоками живлення . Подібні прилади знижують чинне напруга з 220 до 12 вольт.
На даний момент головними виробниками зазначених світлодіодів є американські, тайванські та китайські компанії.
Окремою групою виступають світлодіоди XLamp, які виділяються особливою потужністю. Їх конструктивне виконання передбачає присутність тепловідводної радіатора, що викликано великим струмом в 350мА і вище. Завдяки ефективному відведенню тепла даний вид світлодіода також може працювати тривалий час. Дана група ділиться на три види: MC, XP і XR. Відмінність зазначених видів виробів полягає в різних габаритах і формах. Світлодіоди XLamp в більшості випадків застосовуються для зовнішнього та внутрішнього освітлення автомобілів.
Пристрій
Надяскраві світлодіоди практично завжди мають конструкцію, яка практично повністю повторює пристрій стандартного світлодіода. Типові вироби монтуються на стандартне підставу, тоді як продукція високої яскравості монтується на тепловідвідними підкладку. В іншому - це типовий діод з pn переходом.
Так, завдяки технічним новаціям компанії CREE, пристрій світлодіодів групи XR має наступну будову:
- У вигляді корпусного підстави виступає підкладка, виконана з металу і кераміки, яка вирізняється високою теплопровідністю. В результаті забезпечується мінімальне теплове опір, в тому числі електроізоляція корпусу кристала від тепловідводної елемента.
- Кристали створюються з кристалів карбіду кремнію.
- Матеріал підкладки виконаний з карбіду кремнію, а також нітриду алюмінію. Завдяки цьому вирішується проблема появи механічної напруги в кристалі внаслідок зміни температури.
- Металевий корпус також виступає в якості рефлектора.
- Плаваюча лінза виконана з кварцового скла. Вона встановлена в корпусі не жорстко і зберігає своє становище завдяки адгезії до желеподібним герметику. В результаті вона як би плаває. Використання такої конструкції дає можливість виключити появу механічної напруги. Також це дає можливість виконати автофокусування в найширшому діапазоні температур;
Показники зазначених світлодіодів знаходяться в прямій залежності від виду кристалів, які встановлені в них. Раніше кристали були невеликого розміру, проте останнім часом промисловість використовує нові кристали, які виділяються досить великою площею, в тому числі високою світловою віддачею. Вони здатні діяти при великих токах, а значить світити дуже яскраво.
Принцип дії
Надяскраві світлодіоди незалежно від виду діють за однаковим принципом. Діоди виконані у вигляді чіпа, з напівпровідникового матеріалу. Для освіти р-n переходу чіп покривається легованими домішками. Подібна конструкція властива моделям світлодіодів типу cree і smd. Принцип дії в даному випадку базується на перетікання електричного струму від р- анода до n- катода. В результаті напруга передається в одному напрямку.
Колір і довжина хвилі світлового випромінювання залежить від ширини робочої зони р-n переходу. Досить часто для виготовлення подібного переходу застосовується германій і кремній. Для створення високої яскравості застосовується сапфір у вигляді підкладки.
застосування
Надяскраві світлодіоди знаходять досить широке застосування.
- Вони застосовуються для підсвічування в рідкокристалічних дисплеях мобільників і комутаторів.
- Для виробництва світлодіодної реклами.
- Для автомобільної світлотехніки, зокрема для підсвічування салону, а також індикації поворотів, елементів торпеди. Вони часто монтуються в фарах, стоп-сигнали і габаритних вогнях.
- Вони виступають в якості світловипромінюючих елементів в дорожніх покажчиках і світлофорах.
- Досить часто їх використовують для освітлення приміщень майстерень, різних виробництв, в тому числі будинків, квартир, підсобних приміщень і так далі.
- Як сигнальних випромінюючих елементів в авіації, судноплавстві та на залізниці.
- Для підводного освітлення.
- Для ландшафтного освітлення.
- Надяскраві світлодіоди широко застосовуються в медичній галузі. Зокрема, їх використовують в ендоскопічних приладах, дерматоскопі, лампах і іншому обладнанні.
- Подібні світлодіоди часто використовуються для тюнінгу машин. За допомогою них можна замінити практично всі стандартні лампочки. Наприклад, в автомобільних магазинах продаються готові комплекти, які можна відразу включити в електричну схему машини без будь-яких удосконалень.
- Для рекламної сфери і так далі.
Світлодіоди високої яскравості створюють значний світловий потік при невеликому споживанні електричної енергії. Завдяки зазначеним властивостям можна вирішувати проблеми значних витрат електричної енергії на освітлення, які на даний момент все ще є суттєвими. До того ж за допомогою подібних світлодіодів можна створити необхідний рівень освітлення приміщень.
Плюси і мінуси
Надяскраві світлодіоди за останні кілька років стали неймовірно затребуваними. Причин тому кілька:
- Енергоефективність. На даний момент це найбільш економічні джерела світла, які споживають мінімум електричної енергії. При застосуванні подібних виробів вдається заощадити близько 80% електричної енергії.
- Істотний термін служби.
- Можливість функціонування в широких температурних режимах.
- Мінімальний нагрів.
- Наявність ударопрочности, в тому числі в ряді випадків і вологостійкості.
Як вибрати
- Якщо Ви хочете придбати сверхяркие світлодіоди, то для початку слід визначитися, де Ви їх будете застосовувати. Ці вироби можуть мати різне напруга, що визначається призначенням і моделлю. У більшості випадків воно складає в межах 1,5-4 В, але може бути і 12 В. У більшості випадків це впливає на колір випромінювання. Наприклад, низька напруга, як правило, забезпечує інфрачервоний колір, тоді як високе забезпечує створення білого кольору. Середня потужність для досить сильних діодів дорівнює 1 Вт, для типових представників - близько 0,3 Вт.
- У магазині можна придбати світлодіоди в різних колірних рішеннях: білі, сині, червоні, помаранчеві та інші моделі.
- Не варто спокушатися дешевими виробами. Викликано це тим, що яскраві світлодіоди, вироблені з порушенням технології або неякісних матеріалів, через певний час знизять свою світловіддачу. Наприклад, дешеві моделі через 4 тисячі годин роботи позбавляються близько 35% яскравості. Тоді як якісні світлодіоди навіть через 50 тисяч годин роботи зберігають свою яскравість практично на колишньому рівні. Коливання яскравості можуть бути не більше 20%
Економія в майбутньому
На даний момент широке впровадження зазначених світлодіодів неможливо, так як вони коштують досить дорого. Однак в майбутньому впровадження нових розробок і технологій дозволить впровадити їх повсюдно. Наприклад, міста і кожен житель зможуть значно економити електроенергію, витрати знизяться в 14-18 разів.