Новий горизонт світла –Світлодіодне освітлення та застосування
Розробка світло{0}}діодів
З моменту появи лампи розжарювання в 19 столітті освітлення змінило спосіб життя сучасної людини. У 21 столітті зелене освітлення привернуло все більшу увагу в пошуках сталого розвитку планети. Оскільки лампи розжарювання застарівають, світло-діоди (світлодіоди) стали найперспективнішим наступником індустрії освітлення, створюючи нові можливості для застосування в освітлювальній промисловості.
Світлодіоди – це тип твердотільного-освітлення, що пропонує такі переваги, як компактний розмір, робота-без ртуті, тривалий термін служби, висока ефективність світла, стійкість до ударів і швидка реакція. Ядро світлодіода складається з мікросхеми, що складається з напівпровідників типу p- і n-типу. Коли пряма напруга прикладається до pn-переходу, генерується енергія для подолання забороненої зони між матеріалами, викликаючи рекомбінацію електронів-дірок. Цей процес рекомбінації можна класифікувати як радіаційний або не-радіаційний. Під час цього процесу рекомбінації енергія виділяється у вигляді світла та тепла, що є принципом світлодіодного випромінювання.
Найбільш поширені кольори синтезуються з двох або більше основних кольорів. Три основні кольори світла: червоний (R), зелений (G) і синій (B). Змішування цих трьох основних кольорів створює біле світло та інші кольори. Ранні світлодіоди мали обмежене застосування через їх низьку світловіддачу та відсутність синіх світлодіодів.
Лише в середині-1990-х років д-р Шуджі Накамура, вчений з хімічної корпорації Nichia в Японії, розробив перший високояскравий синій світлодіод шляхом вирощування нітриду галію індію (InGaN) на сапфіровій підкладці. Винахід синього світлодіода дозволив виробляти білі світлодіоди шляхом змішування кольорів, завдяки чому доктора Накамуру вшанували як «батька синіх світлодіодів». Поява білих світлодіодів підштовхнула швидкий розвиток світлодіодної промисловості, зробивши світлодіоди одним із найбільш конкурентоспроможних продуктів в оптоелектронній промисловості.
У квітні 2012 року компанія Cree, великий американський виробник, оголосила, що її високо{1}}потужний білий світлодіод встановив новий рекорд, досягнувши світлової ефективності 254 лм/Вт при струмі приводу 350 мА. Ця світлова ефективність перевершує ефективність інших сучасних джерел світла, що робить світлодіоди новим поколінням джерел освітлення з великим потенціалом для заміни традиційних джерел світла.
Світлодіоди та людський зір
Освітлення базується на людському сприйнятті. Тому, щоб розробити програми для світлодіодних джерел світла, необхідно спочатку зрозуміти основну структуру людського ока та його реакцію на світло. Сітківка людини складається з багатьох фоторецепторних клітин, які за формою поділяються на палички та колбочки. Коли світло потрапляє в око, палички і колбочки передають яскравість і колір відповідно в мозок для створення зображення.
Колбочки та фотопічний зір: колбочки в основному сприймають колір, і вони мають вищу чутливість у світлий час доби. Вони далі поділяються на конуси L, M і S. Колбочки L переважно сприймають червоний колір з піковою довжиною хвилі приблизно 564-580 нм; M колбочки в основному сприймають зелений колір з піковою довжиною хвилі приблизно 534-545 нм; і S-колбочки в основному сприймають синій колір з піковою довжиною хвилі приблизно 420-440 нм.
Оскільки різні клітини мають різну чутливість при різній інтенсивності світла, Міжнародна комісія з освітлення (CIE) встановила стандартні криві зорових функцій. Якщо людина народилася без колбочок L, M або S, вона вважається вродженою дальтонікою. Це генетичне-зчеплене зі статтю захворювання, яке частіше зустрічається у чоловіків. Вони не бачать певних кольорів і, як правило, мають поганий зір.
Паличкоядерні клітини та скотопічний зір: паличкоядерні клітини отримують лише світло і не можуть розрізняти колір. Вони сприймають чорно-білі зображення й переважно функціонують в умовах слабкого-освітлення, наприклад вночі. При надзвичайно низькій інтенсивності світла людське око покладається в основному на паличкоядерні клітини, звідси і термін «скотопічний зір». При слабкому освітленні око надзвичайно чутливе до світла, і світлочутливість ще більша.
Параметри світлодіодів
Ключовою характеристикою світлодіодних виробів є світловий потік. Світловий потік, випромінюваний світлодіодом, виражається в люменах (лм). Відношення світлового потоку джерела світла до потужності, яку воно споживає, являє собою його світлову ефективність (лм/Вт). Вища світлова ефективність вказує на енерго-ефективне джерело світла. Іншим важливим параметром є колірна температура, яка впливає на колірні характеристики, що відображаються світлодіодними освітлювальними приладами.
Колірна температура визначається як температура, при якій чорне тіло, нагріте до точки, коли воно випромінює той самий колір, що й джерело світла, виражається в градусах Кельвіна (K). Різні колірні температури створюють різні візуальні враження. Наприклад, коли колірна температура нижче 3000 К, колір світла має тенденцію бути червонуватим, створюючи тепле та інтимне відчуття; коли колірна температура перевищує 5000 К, колір має тенденцію до блакитного відтінку, створюючи враження прохолоди та спокою. Зміни колірної температури джерела світла можуть впливати на атмосферу в приміщенні. Наприклад, колірна температура лампи розжарювання становить 2700 К, що робить її ідеальною для внутрішнього освітлення. Колірна температура джерела світла також впливає на характеристики освітлюваного об'єкта. Тому освітлювальні прилади на ринку зазвичай відображають колірну температуру для задоволення різних потреб споживачів.
Крім колірної температури, освітленість також є ключовою специфікацією. Освітленість визначається як світловий потік, розподілений на одиницю площі на даній відстані, виражений у люксах. Людське сприйняття демонструє тонкий зв’язок із колірною температурою та освітленістю. Наприклад, при низькій колірній температурі і високій освітленості в тілі людини відчувається задуха; при низькій колірній температурі та слабкому освітленні тіло людини відчуває тепло. Найпоширенішими застосуваннями освітлення є світлодіодні фари, прожектори та прожектори.
Яскравість (також відома як яскравість) визначається як кількість світла, випромінюваного поверхневим джерелом світла в певному напрямку відносно його площі проектування. Luminance має широкий спектр застосувань, включаючи світлодіодні рекламні щити, панелі мобільних телефонів, світлофори та задні ліхтарі автомобілів.
Характеристики світлодіодів і схеми драйверів
Як нове джерело світла, схеми світлодіодних драйверів суттєво відрізняються від баластів, що використовуються в традиційних люмінесцентних лампах. Основною функцією схем драйвера світлодіода є перетворення напруги змінного струму в напругу постійного струму та одночасне узгодження напруги та струму світлодіода. Тому світлодіодні лампи зазвичай складаються з двох компонентів: схеми драйвера та джерела світла. Обговорюючи схеми драйверів світлодіодів, краще спочатку зрозуміти електричні характеристики світлодіодів.
Крива напруги-струму світлодіодів демонструє нелінійну поведінку. Коли напруга на світлодіоді перевищує напругу увімкненого-стану, струм-увімкненого стану значно зростає. Ця характеристика показує, що коли світлодіод увімкнено, навіть невеликі коливання напруги можуть спричинити різку зміну струму, що протікає через нього. Крива світловіддачі світлодіодного струму- показує, що світловіддача світлодіода приблизно лінійно пропорційна струму. Виходячи з цих характеристик навантаження, типові схеми драйверів світлодіодів передусім використовують керування постійним струмом для забезпечення точної роботи світлодіодів у відповідних робочих умовах.
Технічні характеристики світлодіодів
Світова індустрія світлодіодного освітлення стрімко розвивається. Оскільки світлодіодні освітлювальні прилади стають все більш популярними, глобальні стандарти поступово завершуються. Energy Star – це міжнародний стандарт і програма для-енергоефективних споживчих товарів, що охоплює низку категорій, зокрема велику побутову техніку, офісне обладнання, освітлення та домашню електроніку. Тестування світлодіодних освітлювальних приладів включає випробування температури навколишнього середовища, випробування терміну служби, вимірювання інтеграції сфери та криві розподілу світла. Крім того, регулюються ключові параметри світлодіодного освітлення, такі як передача кольору, коефіцієнт потужності, колірна температура та світловіддача. Враховуючи різну якість світлодіодних виробів на ринку, споживачі можуть використовувати сертифікаційні знаки для забезпечення якості та гарантії світлодіодних освітлювальних виробів.
Світлодіодні програми
Світлодіодна технологія швидко розвивається, і її застосування різноманітне. Найпоширеніші застосування в житловому, комерційному та промисловому освітленні, включаючи настінні бра, нічники, лампи для читання, точкові світильники, світлові стрічки, світильники вниз і аварійні індикатори.
Світлодіодне освітлення також можна інтегрувати з мистецтвом та архітектурою. Світло-тематичні твори є загальною темою в галузі технологічного мистецтва. Для художників унікальні характеристики світлодіодних джерел холодного світла відкривають нові творчі можливості порівняно з традиційними джерелами світла.
На додаток до вищезазначених застосувань, світлодіодні світильники для вирощування є благом для сільськогосподарських виробників. Їх оптимізований спектр штучного світла створює оптимальне середовище та умови для рослин. Червоне та синє світло, яке зазвичай використовується в світильниках для вирощування, точно відповідає кривій ефективності, необхідної для фотосинтезу, що робить їх оптимальним джерелом світла для росту рослин. Якщо ми зможемо сприяти більш інноваційному застосуванню світлодіодів і зміцнити довіру споживачів до якості світлодіодної продукції, ми віримо, що світлодіоди процвітатимуть на ринку освітлення!
У світі дедалі менше енергії високо-ефективне освітлення є одним із найкращих способів зберегти енергію. У типовій структурі споживання електроенергії на освітлення може припадати до 19% загального споживання електроенергії. Висока світловіддача світлодіодів робить їх багатообіцяючою альтернативою традиційним джерелам світла, що робить їх перспективним варіантом для-енергоефективного освітлення. Крім того, застосування світлодіодів може розширюватися від точкових джерел до ліній і навіть поверхонь, відкриваючи інноваційні програми освітлення та революцію в освітленні. Освітлення більше не означає просто освітлення нашого середовища; його можна інтегрувати з мистецтвом, творчістю, розвагами, охороною здоров’я та біотехнологіями, відкриваючи нові перспективи для нашого візуального та повсякденного життя.
https://www.benweilight.com/lighting-tube-bulb/6000k-led-tube-120cm.html
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd
Телефон: +86 0755 27186329
Мобільний (+86)18673599565
Whatsapp:19113306783
Електронна пошта:bwzm15@benweilighting.com
Skype:benweilight88
Інтернет:www.benweilight.com
