Gör LED-ljus ljusare

Gör LED-lampor ljusare

LED-lampans ljusstyrka bestäms av arbetsströmmen. Ju större strömmen är, desto ljusare är den, men varje lysdiod har en märkström. Till exempel är arbetsströmmen för vanliga vitt ljus små lysdioder cirka 25MA. Om strömmen överskrider märkvärden kan det orsaka för tidig LED-förlust eller skada.

Varje färg på LED-ljuset kräver en spänning, inte för att öka spänningen om du vill öka ljusstyrkan. Det här är inget problem. Den angivna spänningen, till exempel 3v, kommer definitivt att brinna ut efter att du trycksatt den. Det är nödvändigt att öka ljusstyrkan genom vetenskapliga principer. Ljusstyrkan beräknas av effekt. Ju mer kraft du behöver, desto mer kraft har du. Ju högre effekt, desto högre ljusstyrka och desto lägre effekt.

 Principen för LED-ljusstyrka:

Kärnan i den ljusemitterande dioden är en skiva som består av en halvledare av p-typ och en halvledare av n-typ. Det finns ett filterskikt mellan p-typ-halvledaren och n-typ-halvledaren, vilket kallas en p-n-övergång.

 

När en framåtförspänning appliceras över PN-övergången, i vissa halvledarmaterial, är bärarkoncentrationen i P-regionen mycket större än den i N-regionen, och ackumuleringen av icke-jämviktshål är mycket större än elektronackumuleringen i P-regionen. (Motsvarar NP-korsningen är situationen exakt den motsatta.) Minoritetsbärare som genereras av ströminjektion är instabila.

För PN-övergångssystem måste de obalanserade hålen som injiceras i valensbandet rekombineras med elektronerna i ledningsbandet. , Överskottsenergin strålar utåt i form av ljus och omvandlar därigenom direkt energi till ljusenergi. En omvänd spänning appliceras på PN-övergången, och minoritetsbärare är svåra att injicera, så den avger inte ljus.

 

Denna typ av diod gjord av principen om elektroluminescens av injektionstyp kallas ljusemitterande diod, gemensamt kallad LED. Därför är den grundläggande arbetsmekanismen för LED en elektrooptisk omvandlingsprocess.

När den är i framåtarbetande tillstånd (det vill säga framåtspänningen appliceras över de två ändarna), när strömmen flyter från LED-anoden till katoden, vanligtvis, ju större bandgapet är, desto mer Ju större energiutmatning , ju kortare motsvarande foton, och desto längre våglängd.

På grund av de olika förbjudna bandbredderna av halvledarkristaller emitteras därför olika färger och olika intensiteter av ljus från ultraviolett till infrarött.

Faktorer som påverkar ljusstyrkan hos LED:

ljuseffektivitet, temperatur, dämpning

Påverkansfaktor 1-Ljuseffekt

(1)           Vad är ljuseffekten:

Förhållandet mellan det totala ljusflödet som avges av en ljuskälla och den elektriska effekten (watt) som förbrukas av ljuskällan kallas ljuskällans ljuseffektivitet. Ju högre ljuseffektivitetsvärdet är, desto starkare är belysningsutrustningens förmåga att omvandla elektrisk energi till ljusenergi, det vill säga belysningsutrustningens energibesparande prestanda är större under förutsättning att samma ljusstyrka tillhandahålls; Stark, det vill säga desto högre ljusstyrka.

Luminous var ursprungligen tänkt att vara ljus. Luminous användes för mätning, vilket betyder ljusstyrka, förkortat lm. Enheten för ljuseffektivitet är ljusstyrka / watt, ibland tas Luminances translitteration “lumen” som lumen / watt.

 

Ljuseffekten kallas även ljuskällans ljuseffektivitet eller ljuskällans effektfaktor, som representerar förhållandet mellan ljusflödet som emitteras från ljuskällan och den elektriska kraften som förbrukas av ljuskällan.

Det vill säga η = φ / E = φ / (φ + P) där η är ljuseffektiviteten, φ är ljusenergin som utstrålas av ljuskällan, E är ljuskällans effekt och P är energin som går förlorad av ljuskällan, som främst är mängden värme. Samtidigt är förhållandet mellan värmealstring och ström: P = I²R.

Uppenbarligen, när strömmen ökar, ökar ljusflödet. Men å andra sidan kommer ökningen av strömmen att göra att värmeförlusten från ljuskällan ökar, och den totala effekten är att minska ljuseffektiviteten.

(2) Vilka är faktorerna som påverkar LED-ljuseffektiviteten

Faktorerna som påverkar ljuseffektiviteten hos lysdioder är följande:

1. LED-chip:

Kvaliteten på chippet bestämmer den elektrooptiska omvandlingseffektiviteten och huvudorsaken som påverkar ljuseffektiviteten.

2. Fosfor:

Effektiviteten hos barnets fosfor (intuitivt uttryckt som ljusstyrka). Ju högre effektiviteten av fosfor, desto högre ljuseffektivitet för LED-enheten. Att öka effektiviteten hos fosforneutroner åtföljs vanligtvis av en ökning av partikelstorleken. Ökningen i partikelstorlek kommer att orsaka allvarlig sedimentering, vilket gör dispenseringsprocessen för LED-enheten svår att kontrollera och utbytet är lågt. Partikelstorlek och partikelstorleksfördelning Fördelningen av fosforn i silikagelen har liten effekt på ljuseffektiviteten men har en mer signifikant effekt på ljuskvaliteten. Till exempel, i COB-produkter, avsätts fosforn på chipet för att öka enhetligheten i ljusutmatningen genom centrifugering. Öka användningen av fosfor.

 

3. Fäste:

materialet i fästet (som koppar, silver, järn, etc.) påverkar värmeavledning och påverkar indirekt spånprestanda och påverkar ljuseffektiviteten; materialet i reflektorkoppen (som PPA, PCT, EMC, etc.), planheten på den silverpläterade spegelytan i botten av reflektorkoppen och tjockleken påverkar ljusextraktionshastigheten.

4. Kiselgel

Kiselgel har olika ljusextraktionshastigheter på grund av olika brytningsindex, vilket indirekt påverkar ljuseffektiviteten. Ju högre brytningsindex, desto högre ljusextraktionshastighet. Valet av kiselgel med olika brytningsindex måste dock kombineras med LED-enhetens effekt- och ljusemitterande område förutom ljuseffektiviteten. . Dessutom kommer kvaliteten på liknande guldtråd, primer och silverlim indirekt att påverka ledningsförmågan på grund av effekterna på ledningsförmågan och värmeledningsförmågan.

 

5. Färgtemperaturen påverkar LED-effektiviteten

Färgtemperatur och CRI har en betydande effekt på lysdiodernas ljuseffektivitet. Specifikt, ju högre färgtemperatur, desto högre ljuseffektivitet; ju högre CRI, desto lägre ljuseffektivitet. I detta avseende är den viktigaste skillnaden mellan lysdioder och konventionella ljuskällor att effektiviteten hos lysdioderna kan justeras av driftsströmmen. På grund av de betydande kostnadsbesparingarna med lysdioder, bör full hänsyn tas när du väljer ett LED-system. Valet av färgtemperatur har en betydande inverkan på ljuseffektiviteten, ett sätt att effektivt planera belysningslösningar. Lysdioder med hög färgtemperatur (t.ex. 5000K) är vanligtvis mer effektiva än de med låg färgtemperatur (t.ex. 3000K).

Grafen i figur 1 visar spektrum (eller spektral effektfördelning-SPD) för olika CCT-värden för lysdioder när färgåtergivningsindex (CRI) Ra> 80. SPD-kurvan är etablerad på den mänskliga känslighetskurvan Vλ. För att lysdioder ska producera vitt ljus används vanligtvis LED-chips som avger blått ljus. En del av dessa ljus omvandlas till längre våglängder (grönt, gult och rött) av omvandlare eller fosfor, som lägger ihop alla dessa färger för att producera vitt ljus. Det finns dock en förlust under konverteringsprocessen. Ju mer ljusets våglängd ändras, desto större blir förlusten. Anledningen är att energiskillnaden mellan ljuset med högre energi (blått) och ljuset med lägre energi (rött) omvandlas till värme.

 

Att minimera förlusterna kräver noggranna beräkningar av omvandlarens absorptions- och emissionsvåglängder. Det förenklade fallet är dock tillräckligt för att förklara de grundläggande principerna. Till exempel, för en varm färgtemperatur på 3000K, måste en stor mängd rött ljus omvandlas. Detta krav leder dock till större förluster, vilket minskar ljuseffektiviteten jämfört med 4000K. För en hög färgtemperatur på 5000K behöver blått ljus endast omvandlas till grönt ljus, och mindre till rött ljus, varför ljuseffektiviteten ökas än 4000K.

6. Effekt av färgåtergivning på LED-ljuseffektivitet

Som nämnts ovan, efter att ha valt en lämplig omvandlare, har sammansättningen av kromatogrammet ett avgörande inflytande på LED:s effektivitet. Konverterportföljen utvecklades för olika CRI och är optimerad för CRI och effektivitet. Skillnaden mellan CRI 70, 80 och 90 kan ses mycket tydligt när den röda linjen visas.

För att återge dessa färger så realistiskt som möjligt krävs en hög andel långvågigt ljus; med andra ord, den röda änden av spektrumet. Figur 3 visar SPD för 4000K lysdioder vid olika CRI-värden. Det höga röda förhållandet för CRI 90-versionen kan tydligt ses. Som nämnts ovan innebär att producera ett så högt förhållande stora förluster.

Dessutom överstiger det mesta av den genererade röda energin klart känslighetskurvan för det mänskliga ögat Vλ, vilket resulterar i en ytterligare minskning av ljuseffektiviteten. Effekten av olika färgtemperaturer på lysdiodernas ljuseffektivitet ligger inom intervallet ± 5 %, och effekten av CRI vid olika värden är vanligtvis inom intervallet ± 15 %.

Påverkansfaktor 2- Temperatur

Eftersom kylflänsens värmeavledningskapacitet är direkt proportionell mot dess yta, är LED-ljuskällans värmealstring direkt proportionell mot dess effekt. Lysdioder har hög ljuseffektivitet, så värmen de genererar är faktiskt relativt låg jämfört med många traditionella ljuskällor.

Men eftersom det är en halvledarenhet är den väldigt rädd för värme. I de flesta fall kommer tillverkaren att styra nodtemperaturen (den innersta PN-övergångstemperaturen på lysdioden) inom 80 °C.

För närvarande är den vanligaste metoden att lägga till en kylfläns i aluminium (liknande sättet för kylflänsen bakom datorns CPU). Så ju bättre värmeavledningstekniken är, desto högre är LED:s ljuseffektivitet, desto starkare blir LED-ljuset.

LED lamptemperatur:

Allmänna säkerhetsföreskrifter gäller i intervallet -20 °C till 65 °C. Driftstemperaturen för LED-lampor är under 65 ℃. Temperaturen är främst relaterad till lamppärlorna och radiatorn och lamppärlornas kraft. Dessutom är det nödvändigt att avgöra om lampkoppens radiator är matchad med lamppärlorna.

För hög temperatur kan lätt leda till allvarlig lampglansförsämring och till och med medföra potentiella säkerhetsrisker. I allmänhet, när glödlampan når termisk jämvikt, är lampstiftets temperatur inte högre än 65 ° C och yttemperaturen på kylflänsen är inte högre än 55 ° C.

LED-lampor omvandlar mer än 80 % av den elektriska energin till ljusenergi, och en liten del omvandlas till värmeenergi, plus själva kylflänsen på själva lampan, så den totala LED-lampans temperatur är inte hög, om din lamptemperatur är hög ,

Då kan det vara så att tillverkaren har konstruerat strömmen för stor för att öka lampans totala ljusstyrka. Men även om ljusstyrkan är förstärkt. Under samma wattal kan ett ökat antal LED-lampor minska temperaturen, förlänga livslängden och öka ljusstyrkan.

 

Genom att öka antalet LED-lamppärlor ökas ljusstyrkan och långvarig överström, vilket kraftigt minskar LED-lampans livslängd. Det rekommenderas att använda konstantströmsdrift. Men strömmen genom LED-lampornas pärlor minskar livslängden avsevärt.

LED-ljusstyrka är en viktig bestämningsfaktor för skärmens ljusstyrka. Ju högre ljusstyrka lysdioden har, desto större är marginalen för den använda strömmen, vilket är fördelaktigt för att spara strömförbrukning och hålla lysdioden stabil. Lysdioder har olika vinkelvärden.

När chipets ljusstyrka är fixerad, desto mindre vinkel, desto ljusare lysdiod, men desto mindre betraktningsvinkel på skärmen.

I allmänhet bör en 100-graders LED väljas för att säkerställa en tillräcklig betraktningsvinkel på skärmen. För skärmar med olika prickdelning och olika betraktningsavstånd bör en balanspunkt hittas i ljusstyrka, vinkel och pris.

En enda lamppärla har strikta krav på spänning. Det brinner över den nominella spänningen och dämpar eller inget ljus under den nominella spänningen.

Under en viss ström, ju fler lamppärlor i serie, desto större ljusstyrka. Vid en viss spänning, ju fler lamppärlor som är parallellkopplade, desto större ljusstyrka.

Påverkansfaktor 3-Dimming

LED-dimning

Som ljuskälla är dimning mycket viktig. Inte bara för att få en bekvämare miljö i hemmet, idag är det viktigare att minska onödigt elektriskt ljus för att ytterligare uppnå syftet med energibesparing och utsläppsminskning.

Och för LED-ljuskällor är dimning också lättare att implementera än andra lysrör, energisnåla lampor, högtrycksnatriumlampor etc, så det bör läggas till olika typer av LED-lampor.

Den första delen använder DC power LED-dimningsteknik

Justera ljusstyrkan genom att justera framåtströmmen

Det är lätt att ändra ljusstyrkan på lysdioden. Det första man tänker på är att ändra dess drivström, eftersom ljusstyrkan hos en LED är nästan direkt proportionell mot dess drivström.

1.1 Metod för justering av framåtström

Det enklaste sättet att justera LED-strömmen är att ändra strömdetekteringsmotståndet i serie med LED-belastningen. Nästan alla DC-DC konstantströmchips har ett gränssnitt för att detektera strömmen, vilket jämförs med den detekterade spänningen och den interna referensspänningen för chippet för att styra konstant ström.

Värdet på detta detekteringsmotstånd är dock vanligtvis mycket litet, bara några tio ohm. Om en potentiometer på några tio ohm är installerad på väggen för att justera strömmen är det inte möjligt, eftersom blyresistansen också kommer att ha några tio ohm.

Så vissa chips ger ett kontrollspänningsgränssnitt. Ändring av ingångsstyrspänningen kan ändra dess utgående konstanta strömvärde.

 

1.2 Justering av utgångens konstantströmvärde – justering av framåtströmmen kommer att förskjuta kromatogrammet

Men att använda metoden för att justera framåtströmmen för att justera ljusstyrkan kommer att orsaka ett problem, det vill säga, det kommer också att ändra sitt spektrum och färgtemperatur samtidigt som ljusstyrkan justeras.

Eftersom vita lysdioder för närvarande genereras av spännande blå fosfor med blå lysdioder, när framåtströmmen minskar, ökar ljusstyrkan hos blå lysdioder och tjockleken på $-fosfor minskar inte proportionellt, vilket ökar den dominerande våglängden av dess spektrum.