Hydratool.ru

Журнал "ГидраТул"
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как делают светодиодные лампы Лисма

Как делают светодиодные лампы Лисма

Когда я написал о российских светодиодных лампах Лисма, многие не поверили, что они производятся в России и предположили, что у нас их в лучшем случае упаковывают, а всё производство расположено в Китае. Весной я побывал в Саранске на заводе Лисма и своими глазами увидел, как производят лампы.

Всё начинается с производства стекла, которое рождается в печи и вытягивается в тонкую ровную трубку.

Прежде, чем охладиться, трубка тянется по цеху несколько десятков метров.

Дальше трубку разрезают и из этих отрезков делают ножки и колбы ламп.

Машина для разрезания стеклянных трубок.

Стеклодувный автомат. Таких в цехе десятки.

Мощности завода позволяют не только использовать своё стекло, но и снабжать им другие ламповые заводы, у которых нет своего стекольного производства. Заготовки ждут отправки, процессом руководит Самый главный в горячем цехе. Вы его заметили?

Вот он во всей красе!

Автомат формирует ножку лампы, заваривая в неё проволочки-электроды.

Лисма производит 30000 светодиодных ламп в месяц. При этом обычных ламп производятся миллионы и процесс их производства полностью автоматизирован. Когда объём выпускаемых светодиодных ламп станет большим, процесс производства так же будет полностью автоматизирован, но пока лампы собираются вручную.

Светодиодные нити — основа филаментной светодиодной лампы закупаются в Китае. А вот на ножку их приварили руки российских работниц.

Нити свариваются между собой и привариваются к электродам ножки.

В цоколе лампы располагается маленькая круглая плата электроники — драйвер.

Это источник питания, преобразующий переменное напряжение сети в постоянное напряжение с минимальной пульсацией для питания светодиодных нитей.

Монтажницы припаивают контакты ножки лампы к плате драйвера.

Перед сборкой каждая лампа проверяется.

Автомат вставляет ножку с филаментами в колбу, откачивает воздух, наполняет колбу гелием и заваривает её.

Специально сфотографировал баллон с гелием, подключённый к автомату.

Монтажница приваривает контакт ножки лампы к цоколю.

Все лампы проверяются и горят в течение нескольких десятков минут.

На проверочном стенде специальные патроны — в них лампа не вкручивается, а просто вставляется.

Последняя стадия производства — упаковка ламп.

Но это ещё не всё. На заводе есть испытательный центр и измерительная лаборатория. Лампы проходят долговременное испытание на горение.

Лампы проверяют на устойчивость к низким и высоким температурам, подвергают вибрации и даже измеряют размер контактов цоколя, чтобы они подходили к любым патронам.

Лампы из каждой партии в обязательном порядке тестируются.

Интегрирующая сфера, в центр которой помещается лампа, позволяет точно измерить световой поток (количество света, которое даёт лампа).

Кроме того, измеряются электрические параметры лампы, цветовая температура и индекс цветопередачи, пульсация света.

Из каждой партии тестируется 20 ламп, все параметры сохраняются в бумажных протоколах.

Конечно, процесс любого производство гораздо нагляднее виден на видео, поэтому я снял и смонтировал этот небольшой ролик.

Сейчас Лисма производит светодиодные лампы-«груши» мощностью 4, 6, 8 и 9 Вт, заменяющие лампы накаливания 40, 60, 75 и 95 Вт, прозрачные и матовые «свечки» 2 и 4 Вт, заменяющие лампы накаливания 25 и 40 Вт. Скоро начнётся производство матовых и прозрачных ламп-рефлекторов.

Помимо производства светодиодных ламп, я увидел автоматические линии, производящие обычные лампы накаливания. О том, как делают обычные лампочки, расскажу отдельно в своём блоге.

Особенности конструкции светодиодных ламп

Начало новой эры в освещении связывают, прежде всего, с использованием светодиодных элементов для изготовления долговечных и надежных ламп. Компактный размер светодиодов позволяет проектировать самые разнообразные по размеру и форме осветительные приборы. Узнать о появлении и развитии этих элементов Вы можете в статье «Что такое светодиод и как он развивался». Сейчас мы детально рассмотрим конструкцию светодиодных ламп.

Геометрическая форма, применяемые материалы, элементный состав светодиодного изделия зависит от его электрической мощности и размера. Ведущие производители в этой области особое внимание уделяют детальному расчету конструкции лампы, ведь это влияет на продолжительность её работы. В общих чертах все светодиодные элементы схожи между собой, однако каждая компания стремится улучшить характеристики по светоотдаче и долговечности.

Лидерами в этой отрасли считаются такие компании как LG, Verbatim, Philips, Toshiba, Osram и Samsung. Их продукция подтверждает одну аксиому: чтобы светодиодный осветительный прибор имел срок службы в несколько десятков тысяч часов, необходимо, чтобы все его компоненты были рассчитаны на продолжительную эксплуатацию. Для разработки и производства таких ламп требуется большой штат квалифицированных инженеров, множество тестов и доработок конструкций — это могут позволить себе только крупные производители. Поэтому мы рекомендуем приобретать светодиодные лампы только у известных брендов, так как это гарантирует их беспроблемную и долгую работу.

Читайте так же:
Выбор мотокультиватора для дачи

Конструкция светодиодных осветительных ламп

Рассмотрим строение бытовой светодиодный лампы, которая имеет классическую грушевидную форму (тип А) и резьбовой стандартный цоколь — Е27. Конструктивные элементы изделия с описанием показаны на рисунке. Лампы других размеров и форм имеют практически такой же состав элементов.

  1. Рассеиватель выполнен в виде полусферы и предназначен для равномерного распределения пучка света и увеличения угла свечения. Отличительная особенность рассеивателя — он практически не нагревается в отличие от аналогичной детали лампы накаливания. Для изготовления этого элемента используют полупрозрачный или прозрачный пластик, поликарбонат и другие небьющиеся материалы.
  2. Светодиодные чипы — важнейшие компоненты лампы. Их количество варьируется в зависимости от размеров, расчетной мощности и конструкции осветительного изделия. Ведущие производители в этой отрасли не экономят на качестве светодиодов, ведь от них во многом зависят эксплуатационные характеристики и долговечность лампы. Компаний, которые выпускают качественные светодиоды немного — узнать о них Вы можете в отдельной статье.
  3. Печатная плата изготавливается из сплава алюминия и предназначена для отвода тепловой энергии от чипов к радиатору. Это обеспечивает оптимальный температурный режим и стабильную работу светодиодных чипов.
  4. Зона максимальной температуры находится под печатной платой. Одна из особенностей светодиодных ламп заключается в том, что нагрев распространяется не наружу, как у обычных элементов накаливания, а внутрь колбы. Именно по этой причине светодиодной лампе необходим теплоотводящий элемент.
  5. Радиатор предназначен для отвода тепловой энергии от печатной платы, на которой смонтированы светодиоды и чипы. Изготавливают эти компоненты из алюминия или его сплавов. Конструктивно состоят из большого числа пластинок, что необходимо для увеличения площади теплоотвода.
  6. Конденсатор используется в конструкции лампы для сглаживания пульсаций выходного напряжения.
  7. Драйвер . Это устройство предназначено для преобразования переменного тока в постоянный. Печатная плата светодиодной лампы состоит из стабилизатора напряжения и диодного моста. Благодаря такому строению обеспечивается выпрямление, сглаживание, стабилизация напряжения для питания светодиодных элементов.
  8. Основание цокольной части выполнено из полимерных материалов и предназначается для защиты корпуса лампы от пробоя элетротоком.
  9. Цоколь изготавливается латунным с покрытием из никеля, что обеспечивает хороший контакт лампы с патроном осветительного прибора, а также предохраняет элемент от коррозии.

Почему светодиодные лампы дороже обычных?

Светодиодная лампа по стоимости всегда будет дороже, чем аналогичная по характеристикам светоотдачи лампа накаливания. После беглого ознакомления с конструкцией понятно почему — светодиодная лампа имеет больше конструктивных элементов и сложнее в изготовлении.

Важно отметить, что лампы непроверенных производителей могут быть дешевыми, так как собраны из некачественных элементов без соблюдения технологических нормативов. Такие изделия содержат ненадежные и очень дешевые светодиоды, сильно упрощенные драйверы.

Помимо этого, светоотдача и мощность таких ламп на порядок ниже указанных на упаковке характеристик. Мы проверяли множество подобных изделий и не нашли ни одного качественного экземпляра. Такие лампы максимум прослужат 1–2 месяца, поэтому мы не советуем их приобретать.

Лучший вариант — это покупать светодиодные лампы известных производителей. Несомненно, они дороже, но и служат в разы дольше. С ростом производственных мощностей розничная цена качественной светодиодной лампы будет постепенно снижаться. Однако даже при высокой стоимости светодиодные лампы очень быстро окупаются.

Экологичность светодиодных ламп

Такие изделия безопасны для применения в жилых, офисных и производственных помещениях. По сравнению с обычными и люминесцентными лампами, они не содержат вредных для здоровья веществ, таких как свинец и ртуть. Колба светодиодных осветительных изделий изготовлена из небьющихся материалов — пластик, поликарбонат.

Лампа не требует специальной утилизации и не вредит экологии. В современном мире экологичность освещения имеет важное значение. Новые технологии помогают уменьшить негативное воздействие излучений на здоровье человека и экосистему. Во многих странах Европы уже запрещена продажа люминесцентных и ламп накаливания. «Зеленый свет» дан системам освещения на основе светодиодов.

Светодиодные светильники своими руками. Выпуск 3

В этой статье мы рассмотрим примеры изготовления самодельных светодиодных светильников для различных нужд.

1. Простейший светильник для бытовых нужд.

Для начала стоит определиться с тем, какие светодиоды лучше использовать. Если выбирать между мощными и маломощными — первые лучше с точки зрения трудоемкости. Чтобы заменить один мощный 1 Вт светодиод, понадобится 15-20 маломощных 5 мм или smd светодиодов. Соответственно, пайки с маломощными гораздо больше. Остановимся на мощных. Обычно они делятся на два вида — выводные и поверхностного монтажа. Для облегчения жизни лучше использовать выводные . Мощность светодиода лучше выбирать не более 1 Вт.

Также нам понадобится драйвер тока, чтобы светодиоды получали необходимое напряжение и долго служили.
Кроме того, для продолжительной работы светодиода (особенно для мощного)необходимрадиатор. Для его изготовления лучше всего подходит алюминий. На каждый одноваттный светодиод нужен кусок алюминия 50х50 мм, толщиной около 1 мм. Кусок может быть меньше, если его изогнуть. Если Вы возьмете кусок 25х25 мм и толщиной 5 мм — нужного эффекта не получите. Чтобы рассеивать тепло, нужна площадь, а не толщина.

Читайте так же:
Как определить площадь круга по диаметру

Рассмотрим модель простейшего светильника. Нам понадобятся : три светодиода 1 Вт , драйвер 3х1 Вт , двухсторонний теплопроводящий скотч , радиатор (например, кусок П-образного профиля толщиной 1 мм и длиной 6-8 см).

Теплопроводящий скотч может проводить тепло. Поэтому обычный двусторонний скотч из не подойдет. Отрезаем полоску скотча шириной 6-7 мм.

Обезжириваем радиатор и донышки светодиодов. Ацетон для этого использовать нежелательно — пластиковая линза светодиода может помутнеть.

Наклеиваем скотч на радиатор. Затем размечаем радиатор, чтобы установить светодиоды ровно.

Устанавливаем светодиоды на скотч. При этом соблюдаем полярность — все светодиоды должны быть развернуты одинаково так, чтобы "плюс" одного светодиода смотрел на "минус" соседнего. Слегка прижимаем их для лучшего контакта. После этого наносим олово на выводы светодиодов для облегчения дальнейшей пайки. Если у вас есть опасение, что скотч при этом может прогореть — просто приподнимите выводы светодиодов так, чтобы они не касались скотча. Корпус светодиода при этом нужно придерживать пальцем, чтобы от скотча не оторвался. Впрочем, можно отогнуть выводы заранее.

Соединяем светодиоды между собой. Для этого вполне достаточно жилки от любого многожильного провода.

Рекомендуется оставить включенным светильник на 2-3 часа, после чего приложить палец к задней стенке радиатора. Если он нагрелся не чрезмерно, все в порядке.

Простейшая модель светильника готова. Теперь Вы можете вставить его в любой подходящий корпус. Разумеется, можно сделать и более мощный светильник, только диодов нужно по больше и драйвер помощнее, а принцип останется тем же. Подобная методика подойдет как для изготовления одиночного светильника, так и для мелкосерийного производства.

2. Люстра на основе светодиодов.

Нам понадобятся:
1. Цоколь от сгоревшей энергосберегающей лампы.
2. Два захвата (чтобы подключиться к светодиоду);
3. Мощный десятиваттный светодиод, цвет по вашему выбору;
4. Два маленьких винта;
5. Один десяти ваттный светодиодный драйвер;
6. Термопаста;
7. Радиатор;
8. Термоусадочная трубка (или изолирующая лента);
9. провода сечением 2 мм.

Для начала необходимо разобрать старую или сгоревшую энергосберегающую лампу. Важно проявлять осторожность и не повредить стеклянную колбу. Иначе из нее выйдет очень вредный для здоровья ртутный газ.

Нам нужна только часть корпуса с цоколем. Обрежем повода от платы идущие к цоколю и припаяем свои, идущие от драйвера светодиода, изолируем термоусадочными трубками.

Паяльником проделаем пару отверстий для проволоки, которая будет удерживать всю конструкцию.

Далее в центре радиатора сверлим два отверстия для крепления светодиода и нарезаем резьбу. Сажаем светодиод. Для этого смазываем обе поверхности термопастой и плотно прикручиваем светодиод к радиатору.

Далее,используем клеммы, обжимаем, подключаем к светодиоду соблюдая полярность. Проверяем. Не рекомендуется смотреть на включенный светодиод. Сила света очень велика и может нанести вред Вашим глазам. Если все работает — собираем светильник в единое целое.

Светодиод очень яркий и бросает резкие тени. Вы можете сделать свет более гладким и мягким, используя самодельный рассеиватель. В качестве рассеивателя можно использовать множество различных материалов. Самый простой — вырежем из двухлитровой пластиковой бутылки дно, обработаем наждачной бумагой со всех сторон, что бы придать полную непрозрачность прямому свету. Делаем четыре отверстия и проволокой крепим ее к радиатору.

3. Домашняя светодиодная лампа.

В качестве источника света используем светодиоды Cree MX6 Q5 мощностью 3 Вт и светоотдачей 278 лм. Светодиод будет размещен на радиаторе размером 5х5 см, снятом с процессора старой материнской платы.

Для простоты будем использовать импульсный источник вместе с электронным адаптером, который даст необходимое напряжение и ток для питания светодиодов. Для этой цели в нашем случае было выбрано зарядное устройства нерабочего мобильного телефона имеющее, по заявлению производителя, выходное напряжение 5 В и ток 420 мА.

Для предохранения от внешних воздействий вся электронная часть будет помещена в патрон от старой лампы.

В соответствии с указаниями производителя, светодиоды Cree MX6 Q5 могут работать на максимальном токе 1 А при напряжении 4,1 В. По логике, для нормальной работы нам понадобится резистор 1 Ом, чтобы понизить напряжение примерно на один вольт тех пяти, которые дает зарядное устройство, чтобы получить искомые 4,1 В и это только при том, если зарядка выдает ток максимальной силы в 1 А.Однако, как позже выяснилось, зарядное устройство с конструктивным ограничением по силе тока в 0,6 А без проблем работает. Тестируя таким же образом зарядки для других мобильных телефонов, было обнаружено, что все они имеют ограничение на питание током, сила которого на 20-50% выше той, что указана производителем.Смысл этого заключается в том, что любой производитель будет стремиться разработать блок питания так, чтобы он не перегревался, даже если питаемое устройство будет повреждено или произойдет короткое замыкание, и самый простой способ в этом случае — ограничение тока.

Читайте так же:
Гидравлическая схема подкатного домкрата

Таким образом, мы имеем источник постоянного тока ограниченный 0,6 А, питаемый от переменного тока 230 В, сделанный фабричным методом и имеющий небольшие размеры. При этом во время работы он лишь незначительно нагревается.

Переходим к сборке. Для начала необходимо вскрыть блок питания для того, чтобы извлечь детали, которые будут вставлены в корпус новой лампы. Так как большинство блоков питания соединено пайкой, вскрываем блок ножовкой.

Для того, чтобы закрепить плату в корпусе лампы, в нашем случае использовался санитарный силикон. Силикон был выбран за его сопротивляемостью высоким температурам.

Перед тем, как закрыть лампу, крепим к крышке (используя болты) радиатор, к которому и был прикреплен светодиод.

Лампа готова. Потребляемая мощность составляет чуть менее 2,5 Вт, световой поток – 190 лм, что идеально подходит для экономичной, долговечной и прочной настольной лампы.

4. Светильник в коридоре.

Для освещения светодиодными светильниками прихожей мы использовал два светодиода Cree MX6 Q5, каждый из которых обладает мощностью 3 Вт и светоотдачей 278 лм и питается от старого блока питания от мобильного телефона Samsung. И хотя производителем в спецификации указана сила тока в 0,7 А, после замеров былоустановлена, что она ограничена 0,75 А.

Схема изготовления основы светильника аналогична предыдущему варианту. Вся внешняя конструкция собрана при помощи текстильной липучки, клея и пластиковых шайб от материнских плат.

Общее потребление этой конструкции составляет около 6 Вт при световом потоке 460 лм.

5. Светильник в ванной комнате.

Для ванной комнаты использовался светодиод Cree XM-L T6 с питанием от двух зарядок для телефонов LG.

Каждое из зарядных устройств может выдавать по заявлению производителя ток силой 0,9 А, но я обнаружил, что фактически сила тока равна 1 А. Оба источника питания соединены параллельно для получения тока силой 2 А.

При таких показателях светодиодный светильник будет вырабатывать световой поток в 700 лм при потребляемой мощности 6 Вт.

6. Светильник для кухни.
Если для прихожей и ванной комнаты не было необходимости для обеспечения определенного минимума освещенности, то на кухне это не так. Поэтому было решено использовать для кухни не один, а два последовательно соединенных светодиода Cree XM-L T6, каждый из которых имеет максимальную потребляемую мощность 9 Вт и максимальной световой поток 910 люменов.

Для эффективного охлаждения в нашем случае использовался радиатор, снятый со Slot 1 процессора Pentium 3, к которому были прикреплены оба светодиода при помощи термоклеяArcticAlumina. Хотя светодиоды Cree XM-L T6 могут потреблять ток силой 3 А, производитель для надежности работы рекомендует использовать ток силой 2 А, при котором они создают световой поток около 700 лм. В качестве источника питания использовался генерирующий 12В при токе 1.5A. После тестирования его при помощи резисторов, было обнаружено, что ток ограничен до значения в 1,8 А, что очень близко к искомому значению в 2 А.

Для предохранения радиатора и двух светодиодов использовались две пластиковых шайбы от материнской платы и два неодимовых магнита, снятых с поврежденного DVD-привода, закрепив их суперклеем и текстильной липучкой.

Ожидал, что такой светодиодный светильник будет выдавать 1200 лм, что сравнимо со световым потоком заменяемой люминесцентной лампой 23 Вт, однако было обнаружено, что на самом деле излучаемый свет даже более интенсивный, при потребляемой мощности около 12 Вт — почти половиной по сравнению со старой лампочкой.

7. Офисный светильник
Нам понадобится:

1. Светодиодные линейки 4 шт (на мощных Американских диодах CREE)
2. Подходящий драйвер (блок питания) 1 шт.
3. Металлический корпус будущего светильника.
4. Проводки, паяльник, ручной инструмент и крепеж.й светильник.

Можно использовать для изготовления корпус старого светильника

Либо использовать специальный алюминиевый профиль со стеклом. В этом случае драйвер устанавливается внутри профиля.

Устанавливаем диодные линейки 4 шт.

Делаем крепление к потолку (на тросиках) + ставим матовое стекло.

Вариант LED светильника в корпусе (от люминесцентного 2х36Вт)

Или можно все поставить в офисный светильник 600х600 мм.

Ну и в качестве бонуса рассмотрим несколько примеров декоративных светильников на основе светодиодов.

8. Декоративный настольный ночник.

Для декоративного светильника нам потребуются:
— 4 деревянных дощечки одинакового размера;
— дрель со сверлом 15 мм.;
— клей для дерева;
— морилка для дерева;
— кисть с карандашом;
— наждачная бумага;
— светодиодные свечи.
Прежде всего, необходимо дрелью проделать несколько отверстий в каждой дощечке, предварительно сделав разметку карандашом, – так мы получим своеобразный рисунок из кругов.

Читайте так же:
Как рассчитать нагрузку на автомат

Наносим морилку на дерево.

С помощью клея соединяем 4 дощечки в светильник.

Проходимся наждачной бумагой по светильнику, чтобы придать ему винтажности.

Ставим внутрь светильника светодиодные свечи.

9. Светильник в восточном стиле.
В качестве плафонов для светильников, используем банки от клея пва.

Нам понадобятся:
— 2-3 банки из-под клея ПВА
— патроны, провод
— ножницы, острый нож
— горячий клеевой пистолет
— бамбуковые салфетки или соломенные потолочные плитки

Для начала надо разрезать салфетки на куски нужных размеров.

Далее острым ножом отрезать верхнюю часть банки с крышкой.

На основании банки маркером обвести патрон со светодиодом в 1 Ватт и вырезать круг ножом.

Затем при помощи горячего клеевого пистолета приклеиваем салфетки к банкам.

К пустым местам приклеиваем тесьму.

На этом этапе уже можно посмотреть, как будет светиться.

Осталось задекорировать на стыках тесьму деревянными бусинами.

В целях безопасности нужно насверлить отверстий для вентиляции. Можно побольше, их все равно не будет видно.

Вот и все, светильник готов.

10. Необычный декоративный светильник.

Изготовление светильника своими руками, было начато с нанесения предварительных эскизов на бумагу. Было желание, чтобы светильник не только был изогнут в плоскости, но и в пространстве, и имел причудливую форму 3d волны.

После того как эскиз на бумаге готов, приступаем к изготовлению светильника. Была измерена каждая труба на рисунке, и по этим размерам производилась резка труб. Чтобы получить необходимые углы, из бумаги вырезались шаблоны и крепились скотчем на трубе.

Все трубы были выложены на столе, и сделана подгонка относительно формы волны

Пропилы делались на стационарной циркулярной пиле. Таким образом получается ровные пропилы без задиров шириной 2 мм.

Теперь нужно соединить все трубы в одно целое. Главная задача сделать плавные изгибы, для этого не помешает применить шаблон (лист ДВП) на столе.

Поскольку трубы картонные, то соответственно соединять их можно при помощи клея ПВА, но я бы рекомендовал использовать клеи которые по крепче и быстрее застывают (момент, суперклей).

С обратной стороны на саморезы были привинчены деревянные планки, чтобы самодельный светильник можно было повесить на стену. И в каждой трубе были просверлены отверстия для вывода проводов от светодиодных лент.

Окраска труб производилась обычной краской в баллончике. Использовался красный цвет, поскольку стена, на которой должен быть расположен светильник, была белой, то хотелось получить некий контраст.

Краска высыхает очень быстро, по этому можно приступать к монтажу светодиодов. Главное запомните, что разрезать светодиодную ленту можно только в специально отмеченных местах. Ленту заранее необходимо разметить, чтобы ее хватило на все 12 труб.

Припаиваем к “+” контакту красные провода, а к “-” черные, чтобы в последствии не перепутать полярность.

Светодиодные полоски размещаем внутри труб и фиксируем клейкой стороной к стенке трубы, а провода выводим через заранее проделанные отверстия. Остается только параллельно соединить все провода (красные соединить с красными, а черные с черными) и подключить к блоку питания.

Теперь пришло время, чтобы повесить самодельный светильник на стенку.
Светильник готов.

Из чего делают светодиодные лампы

Звоните нам с 9 до 18 в рабочие дни →

+38 050 822-50-00 или же вы можете →

Принцип работы светодиодных ламп

В статье освещается вопрос конструкции и принципов действия светодиодов. Отдельное внимание уделяется собранным на их базе лампам, светильникам и механизму включения их в электросеть.

Потребность в проектировании и монтаже внутренних и наружных систем освещения растет с каждым годом. Использовать для решения таких задач старые, проверенные временем лампы накаливания нецелесообразно: они недолговечны и имеют слишком большое потребление электричества при малой светоотдаче. Их переигрывают так называемые энергосберегающие лампочки, но и здесь есть существенный минус – использование в конструкции токсичных материалов, в первую очередь, ртути. Найти для себя разумную альтернативу можно, изучив, как работает светодиодный светильник. Об этом и пойдет речь в статье.

Что такое светодиод?

Где-то в 1907 году известный в то время изобретатель и экспериментатор англичанин Генри Раунд впервые обнаружил явление, которое впоследствии назвал электролюминесценцией. Изучая особенности распространения электрического тока в различных материалах. В качестве опытной системы была использована пара «металл-карборунд». При подаче напряжения со стороны последнего наблюдалось свечение.

Понятия полупроводников в то время еще не существовало. Но уже тогда ученые наверняка понимали, что была открыта потенциально перспективная технология. Дело в том, что в обычной лампочке свечение генерируется за счет разогрева вольфрамовой нити. То есть, не сам электрический ток, а температура более 2500 К становится причиной. В вышеупомянутом опыте свет также выделяется при подаче на контакты тока, но температура является не условием, а следствием процесса. Электрическое поле возбуждает атомы, вызывая их рекомбинацию, световое и тепловое излучение.

Читайте так же:
Как установить циркулирующий насос в систему отопления

Между тем, если подробнее изучить вопрос полупроводников, то окажется, что далеко не каждый из них способен работать так, как работает светодиод. Примером является гомогенный p-n-переход, в котором ширина запрещенной зоны часто не соответствует требуемому энергетическому потенциалу. Кроме того, сам кристалл имеет дефекты, количество которых не позволяет провести рекомбинацию идеально.

Гетерогенная структура кристалла, которую удается получить, используя эпитаксиальную технологию. Если проще, то все сводится к его лабораторному выращиванию. Для этого используется специальная сапфировая подложка, которую помещают в камеру. Туда же подается газовая смесь, содержащая необходимые компоненты. При созданных условиях они постепенно оседают на подложке, формируя многослойную структуру. Точность «выращивания» контролируется вплоть до атомного слоя. Помимо активных слоев на этом этапе создаются контактные выходы – для анода и катода.

Структура светодиода

Этот миниатюрный кристалл является основным элементом светодиода, в который также входят:

  • Основа/подложка. Элемент конструкции, на котором непосредственно монтируется кристалл. Изготавливается из меди или алюминия – материалов с высоким коэффициентом теплопроводности (эффективность теплоотвода является основой нормальной работы полупроводника);
  • Корпус. Узел, в котором собираются все элементы светодиода. Обеспечивает габаритные и монтажные размеры прибора;
  • Токопроводящая группа. Комбинация катода и анода, которые с одной стороны соединяются соответствующими выходами на кристалле, а с другой – образуют контактные ножки для интеграции прибора в электросхему;
  • Линза. Элемент конструкции, который обеспечивает направленное распространение пучка света;
  • Люминофор. Вязкий состав, которым покрывается сверху кристалл. В большинстве случаев имеет желтый цвет. Он защищает чип от контакта с окружающей средой, но основная его роль – обеспечение необходимого цвета и яркости излучения.

Последний компонент используется в так называемых белых светодиодах. Дело в том, что собственное излучение материала, из которого изготавливается кристалл, имеет синий, зеленый, желтый или другой цвет, но не белый. При прохождении через люминофор, в последнем также генерируются световые волны, которые в комбинации дают необходимый цвет.

Устройство принцип работы лед лампы

Теперь перейдем к следующей стадии развития технологии – укрупнению отдельных полупроводниковых приборов в макроструктуру. Происходит это путем интеграции отдельных светодиодов на подготовленную печатную плату с контактной разводкой. Плата, независимо от формы, изготавливается из материалов с хорошей теплопроводностью, например, того же алюминия. Напомним, что тепло, которое выделяется при рекомбинации дырок/электронов, нужно максимально отводить, поскольку, перегрев негативно сказывается на характеристиках прибора и его долговечности.

Интересно! Размещение и напайка светодиодов на плату происходит в специальном роботизированном комплексе с печью. Таким образом, достигается высокая точность, скорость монтажа и точечный нагрев контактных зон, позволяющий исключить термическое повреждение элементов.

Подключив сборку к цепи питания, можно создать лампу или светильник. И тот, и другой вариант осветительного прибора представляет собой комбинацию плат со светодиодами. В первом случае вводным элементом является стандартный цоколь, а во втором – провод с вилкой для включения непосредственно в розетку. Такое решение позволяет использовать их в качестве сменных источников освещения в обычных светильниках с изначально установленными лампами накаливания. Общим, для приборов является наличие монтажного теплоотводящего корпуса и насадки – рассеивателя.

Лед драйвер для светодиодных светильников: принцип работы

Рассматривая устройство и особенности функционирования осветительных приборов такого типа, нельзя обойти стороной вопрос их питания. Дело в том, что светодиод и собранный на его базе прибор являются низковольтным оборудованием. Чтобы адаптировать его к параметрам работы стандартной сети, нужно использовать специальный вводной элемент – драйвер. Не стоит путать его с обычным блоком питания, который ограничивает напряжение: в случае светодиодов контролировать приходится, как раз, ток. К примеру, если на информационной табличке драйвера указано «300 мА / 3 Вт», то контролируемое напряжение будет равно 10 В. То есть, блок может контролировать систему из любого количества светодиодов, суммарный ток и напряжение которых не превышают этих значений: выше этих параметров на контакты не поступит.

Работа на пониженных токах является одним из механизмов продления срока службы светодиодных светильников. Если руководствоваться им при выборе конкретного устройства, то нужно делать ставку на менее мощное. К примеру, к лампам или светильникам с паспортным током в 350 мА, рекомендуется покупать драйверы, рассчитанные на 300-330 мА.

Есть также отдельная группа драйверов, принцип работы которых базируется на подключении конкретного числа светодиодов. В этом случае придется учитывать не только токовые, но и компоновочные характеристики.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector