Мрежов светодиод

Опитайте Нашия Инструмент За Премахване На Проблемите





Въведение в светодиода

Светодиод или Светоизлъчващият диод е прост PN диод за свързване , изработени от материал с по-голяма енергийна бариера. Тъй като захранването се дава на LED кръстовището, електроните се движат от валентната лента към проводимата лента. Когато електронът загуби енергия и се върне в първоначалното си състояние, се излъчва фотон. Тази излъчена светлина е в честотната лента на видимия честотен диапазон на светлината.

LED

LED



Този прост диод излъчва светлина, когато p-n връзката му е отклонена от напрежение до 1 волта. Повечето от светодиодите работят между 1,5 волта и 2 волта, но типовете с висока яркост, особено белите, сините и розовите светодиоди, изискват 3 волта, за да дадат максимална яркост. Токът през светодиода трябва да бъде ограничен до 20 -30 мили ампера, в противен случай устройството ще бъде изгорено. Белите и сините светодиоди могат да понасят ток до 40 мили ампера.


Светодиод - LED

Светодиод - LED



Светодиодът има полупроводников чип, съставен от галиево съединение, който има свойството да излъчва фотони от въздействието на тока. Чипът е свързан с две клеми за осигуряване на захранващо напрежение. Целият възел е капсулиран в епоксидна кутия с изпъкнали клеми. Дългият проводник на светодиода е положителен, докато късият проводник е отрицателен. Първоначално полупроводникът, използван в светодиода, е галиев арсениден фосфат (GaAsP), докато алуминиевият аеронид от галиев алуминий (GaAlAs) се използва днес в силно ярки светодиоди. Сините и белите светодиоди използват индий галиев нитрид (InGaN), докато многоцветните светодиоди използват различни комбинации от материали за получаване на различни цветове. Белият светодиод съдържа син чип с бял неорганичен фосфор. Когато синята светлина удари фосфора, ще се излъчи бяла светлина.

Светодиодите излъчват светлина въз основа на електролуминесценцията. Полупроводниковият материал в светодиода има както P, така и N тип области. P регионът носи положителен заряд, носещ наречени дупки, докато N регионът освобождава електрони. Излъчващият фотон материал се поставя между P и N слоевете. Когато се прилага потенциална разлика между P и N слоевете, електроните от N слой се придвижват към активния материал и се комбинират с дупки. Това освобождава енергия под формата на светлина от активния материал. Въз основа на вида на активния материал ще бъдат произведени различни цветове.

8 вида светодиоди и използваният в тях материал

1. Алуминиев галиев арсенид - Инфрачервен светодиод

2. Алуминиев галиев арсенид, галиев арсенид фосфид, галиев фосфид - червен светодиод


3. Алуминиев галиев фосфид, галиев нитрид - зелен светодиод

4. Алуминиев галиев фосфид, галиев арсенид фосфид, галиев фосфид - жълт светодиод

5. Алуминиев галиев индий фосфид - оранжев светодиод

6. Индий галиев нитрид, силициев карбид, сапфир, цинков селенид - син светодиод

7. На базата на галий нитрид индий галий нитрид - бял светодиод

8. Индий галиев нитрид, алуминиев галиев нитрид - ултравиолетов светодиод

8 LED параметъра

1. Светлинен поток - Това е количеството енергия от светодиода и се измерва в Lumen (lm) или Milli lumen (mlm)

2. Интензитет на светлината - Това е светлинният поток, който обхваща дадена област и се измерва по отношение на Кандела (cd). Яркостта на светодиода зависи от интензитета на светлината.

3. Светлинна ефективност - Той показва светлината по отношение на приложеното напрежение. Неговата единица е лумен на ват (lm w).

4. Напрежение напред (Vf) - Това е спадът на напрежението на светодиода. Тя варира от 1,8 волта в червен светодиод до 2,2 волта в зелени и жълти светодиоди. В сините и белите светодиоди е 3,2 волта.

5. Ток напред (Ако) - Това е максимално допустимият ток през светодиода. Той варира от 10 mA до 20 mA при обикновени светодиоди, докато 20 mA до 40 mA при бели и сини светодиоди. Високите ярки 1 ватови светодиоди изискват ток от 100 - 350 мили ампера.

6. Ъгъл на гледане - нарича се още ъгъл извън ос. Това е падането на светлинния интензитет до стойността на половината ос. Това води до пълна яркост при пълно състояние. Високите ярки светодиоди имат тесен ъгъл на гледане, така че светлината ще бъде фокусирана в лъч.

7. Енергийно ниво - Енергийното ниво в светлинната мощност зависи от приложеното напрежение и заряда в електроните на полупроводника. Енергийното ниво е E = qV, където q е зарядът в електроните, а V е приложеното напрежение. q обикновено е -1,6 × 1019 джаула.

8. Мощност на светодиода - Това е напрежението напред, умножено по тока напред. Ако излишният ток тече през светодиода, животът му ще бъде намален. Така че сериен резистор, обикновено 470 ома до 1K, се използва за ограничаване на тока през светодиода.

LED резисторът може да бъде избран по формулата Vs - Vf / If. Където Vs е входното напрежение, Vf е прякото напрежение на светодиода, а ако е предният ток на светодиода.

Необходимост от променливотоково захранване за управление на LED

За приложения, включващи ниска мощност, като например в мобилни телефони, е възможно да се използва постоянен ток за светодиод. Въпреки това за широкомащабни приложения като светофари, използващи светодиоди, всъщност е неудобно да се използва DC. Това е така, тъй като с увеличаване на разстоянието преносът на постоянна мощност допринася за повече загуби, а също така е доста евтино да се използват устройства за преобразуване в DC-DC. В резултат на това е по-подходящо да се използва захранване с променлив ток за приложение от висок клас като светене на голям брой светодиоди.

Кондензатор като ограничител на променливотоково напрежение

LED Cir

Кондензаторът има свойството да се противопоставя на промяната в приложеното напрежение чрез изтегляне или подаване на ток от веригата, тъй като те се зареждат или разреждат. Токът през кондензатора се дава като

I = CdV / dt

Когато C е капацитет, dV / dt означава промяна в напрежението. I е зарядът между плочите за единица време или токът.

Токът през кондензатор е реакция срещу промяната в напрежението. Следователно за високо моментно напрежение токът е нула. С други думи, напрежението изостава от тока с 90 градуса. Това свойство на кондензатора го прави използваем като редуктор на напрежение за захранване с променлив ток. Това обаче зависи от стойността на капацитета и честотата. Колкото по-висока е честотата и капацитетът, толкова по-малко е реактивното съпротивление.

Приложение, включващо използване на променливотоково захранване за задвижване на LED

LED верига

LED или светодиодите могат да се управляват директно чрез променливотоково захранване, просто като се използва комбинацията от кондензатор и резистор. Основното захранване с променлив ток от 220V се преобразува в променливотоково напрежение с ниско напрежение с помощта на трансформатор. Кондензаторът се използва като ограничител на напрежението, където като резистор е ограничителят на тока. Диодите с висок PIV (1000V) се използват за защита на светодиодите от високо напрежение.

Обикновено спадът на напрежението в бял светодиод е около 1,5V. Светодиодите са свързани в две последователно-паралелни комбинации. Ако във всяка комбинация се използват 12 светодиода, спадът на напрежението в LED комбинацията е около 30V. Резисторът действа като ограничител на тока и осигурява спад на напрежението от приблизително 30V. По този начин с комбинацията от кондензатор и резистор е възможно да се управляват серия от светодиоди. Стойността на резистора зависи от броя на използваните светодиоди. Тъй като светодиодният рейтинг е 15mA, токът през всеки светодиод ще бъде 15mA, а общият ток през двата комплекта LED комбинация ще бъде 30mA, което води до спад на напрежението от 30V в 1k резистор.

Надявам се, че имате представа за концепцията на светодиода, управляван от мрежата, ако има допълнителни нужди по тази тема или относно концепцията за електрическите и електронните проекти, оставете раздела за коментари по-долу.