новини

Разбиране на LED технологията – Как работят светодиодите?

LED осветлението сега е най-популярната технология за осветление. Почти всеки е запознат с многобройните предимства, които предлагат LED осветителните тела, особено факта, че те са по-енергийно ефективни и по-дълготрайни от традиционните осветителни тела. Повечето хора обаче нямат много познания за основната технология зад LED осветлението. В тази публикация ще разгледаме как е залегнала технологията за LED осветление, за да разберем как работят LED светлините и какви са всички предимства, които имат.

Глава 1: Какво представляват светодиодите и как работят?

Първата стъпка към разбирането на технологията за LED осветление е разбирането какво представляват светодиодите. LED означава светодиоди. Тези диоди са полупроводникови по природа, което означава, че могат да провеждат електрически ток. Когато електрически ток се приложи през диод, излъчващ светлина, резултатът е освобождаване на енергия под формата на фотони (светлинна енергия).

Поради факта, че светодиодните тела използват полупроводников диод за производство на светлина, те се наричат ​​твърдотелни светлинни устройства. Други полупроводникови светлини включват органични диоди, излъчващи светлина и полимерни диоди, излъчващи светлина, които също използват полупроводников диод.

Глава 2: Цвят на LED светлината и цветна температура

Повечето LED тела произвеждат светлина, която е бяла на цвят. Бялата светлина се класифицира в различни категории в зависимост от топлината или прохладата на всяко осветително тяло (следователно и цветната температура). Тези класификации на цветовата температура включват:

Топло бяло – 2700 до 3000 келвина
Неутрално бяло – 3000 до 4000 келвина
Чисто бяло – 4000 до 5000 келвина
Дневно бяло – 5000 до 6000 келвина
Студено бяло – 7000 до 7500 келвина
В топло бяло цветът, произвеждан от светодиодите, има жълт нюанс, подобен на този на лампите с нажежаема жичка. С повишаването на цветната температура светлината става по-бяла на вид, докато достигне дневен бял цвят, който е подобен на естествената светлина (дневна светлина от слънцето). Тъй като цветната температура продължава да се повишава, светлинният лъч започва да има синкав оттенък.

Едно нещо, което обаче трябва да имате предвид при светодиодите е, че те не произвеждат бяла светлина. Диодите се предлагат в три основни цвята: червен, зелен и син. Белият цвят, който се среща в повечето LED тела, се получава чрез смесване на тези три основни цвята. По принцип смесването на цветовете в светодиодите включва комбиниране на различните дължини на светлинните вълни на два или повече диода. Следователно чрез смесване на цветове е възможно да се постигне всеки от седемте цвята, които се намират в спектъра на видимата светлина (цветовете на дъгата), които произвеждат бял цвят, когато всички те се комбинират.

Глава 3: LED и енергийна ефективност

Един важен аспект на технологията за LED осветление е тяхната енергийна ефективност. Както вече споменахме, почти всеки знае, че светодиодите са енергийно ефективни. Въпреки това голяма част от хората не осъзнават как се получава енергийната ефективност.

Това, което прави светодиодите по-енергийно ефективни от другите осветителни технологии, е фактът, че светодиодите преобразуват почти цялата вложена мощност (95%) в светлинна енергия. Освен това светодиодите не излъчват инфрачервено лъчение (невидима светлина), което се управлява чрез смесване на дължините на цветните вълни на диодите във всяко тяло, за да се постигне само дължината на вълната на белия цвят.

От друга страна, типичната лампа с нажежаема жичка преобразува само малка част (около 5%) от консумираната мощност в светлина, а останалата част се губи чрез топлина (около 14%) и инфрачервено лъчение (около 85%). Следователно при традиционните осветителни технологии е необходима много мощност, за да се произведе достатъчно яркост, като светодиодите се нуждаят от значително по-малко енергия, за да произведат подобна или повече яркост.

Глава 4: Светлинен поток на LED осветителни тела

Ако сте купували крушки с нажежаема жичка или флуоресцентни крушки в миналото, вие сте запознати с мощността. Дълго време мощността беше общоприетият начин за измерване на светлината, произведена от осветително тяло. Въпреки това, след появата на светодиодите, това се промени. Светлината, произведена от светодиодите, се измерва в светлинен поток, който се определя като количеството енергия, излъчвано от светлинен източник във всички посоки. Единицата за измерване на светлинния поток е лумен.

Причината за промяна на мярката за яркост от мощност на яркост се дължи на факта, че светодиодите са устройства с ниска мощност. Следователно има по-голям смисъл да се определя яркостта, като се използва светлинният изход вместо изходната мощност. Освен това различните LED тела имат различна светлинна ефективност (способността да преобразуват електрическия ток в светлинен поток). Следователно осветителни тела, които консумират еднакво количество енергия, може да имат много различен светлинен изход.

Глава 5: Светодиоди и топлина

Често срещано погрешно схващане за LED осветителните тела е, че те не произвеждат топлина - поради факта, че са хладни на допир. Това обаче не е вярно. Както вече беше споменато по-горе, малка част от мощността, подадена в светодиоди, се преобразува в топлинна енергия.

Причината, поради която LED телата са хладни на допир, е, че малката част от енергията, преобразувана в топлинна енергия, не е твърде голяма. На всичкото отгоре, LED осветителните тела ще се предлагат с радиатори, които разсейват тази топлина, което предотвратява прегряването на светодиодите и електрическите вериги на LED осветителните тела.

Глава 6: Животът на LED осветителните тела

Освен че са енергийно ефективни, LED осветителните тела са известни и със своята енергийна ефективност. Някои LED тела могат да издържат между 50 000 и 70 000 часа, което е около 5 пъти (или дори повече) по-дълго в сравнение с някои лампи с нажежаема жичка и флуоресцентни тела. И така, какво кара LED светлините да издържат по-дълго от другите видове светлина?

Е, една от причините е свързана с факта, че светодиодите са твърдотелни светлини, докато лампите с нажежаема жичка и флуоресцентните лампи използват електрически нишки, плазма или газ, за ​​да излъчват светлина. Електрическите нишки изгарят лесно след кратък период поради разграждане на топлината, докато стъклените обвивки, в които се намира плазмата или газът, са много податливи на повреда поради удар, вибрация или падане. Следователно тези осветителни тела не са издръжливи и дори да оцелеят достатъчно дълго, животът им е значително по-кратък в сравнение със светодиодите.

Едно нещо, което трябва да се отбележи относно светодиодите и живота е, че те не изгарят като флуоресцентни крушки или крушки с нажежаема жичка (освен ако диодите не прегреят). Вместо това, светлинният поток на LED осветителното тяло намалява постепенно с течение на времето, докато достигне 70% от първоначалния светлинен поток.

В този момент (който се нарича L70), влошаването на светлината става забележимо за човешкото око и скоростта на влошаване се увеличава, което прави по-нататъшното използване на LED осветителните тела непрактично. Следователно в този момент се счита, че приспособленията са достигнали края на живота си.

 


Време на публикуване: 27 май 2021 г