www.Lampor-LED.se
Lampor, Led lampor, belysning, led belysning, Lampa
Led-Lampor, Led-Lampa, Led-Belysning

Led lampor belysning. Utvecklingen av LED

     
Belysningen industrin har surrande med nyheter av solid-state framsteg ljuskälla i flera år. Som en lysdiod (LED) armatur tillverkare uttrycker det, platt kretskort kontra uppsvällda eller tubulär linjär källor öppnar upp en helt ny värld av design möjligheter. Nu, LED och dess syster teknik, organic light-emitting diode (OLED) - två ljuskällor som utgör halvledarbelysning - har potential att ersätta många ljuskällor att antingen värma en volframtråd att glöd eller använda ett par av filament inom ett glas kuvert för att skapa en joniserad båge ström.

Vad är LED?


Lysdioder är små enheter tillverkade av halvledarmaterial som omvandlar elektrisk energi till synliga och nära UV-våglängder - och en del värme - när de är samlade i ett paket och är ansluten till en elektrisk krets. Specifikt för halvledarmaterial är kristaller består av kombinationer av två eller tre element, till exempel galliumfosfid (GaP) eller gallium indium nitrid (GaInN). Dessa unika kombinationer av element har speciella kristallina strukturer som kan rymma både elektroner (negativt laddade) och hålen (positivt laddad elektron lediga platser), som finns på olika energinivåer, åtskilda av ett "band-gap."

Kommer denna lilla ljuskälla göra Edisons uppfinning föråldrade?


Generellt kallas dö eller chip, som kan variera i storlek från tiondels millimeter till mer än en kvadratmillimeter, LED (diod) tillåter ström att flyta i endast en riktning. Denna diod bildas genom att sammanföra två något olika halvledarmaterial, som kallas lager - ett n-typ lager som har ett överskott av negativ laddning (elektroner) och ett p-typ lager som har ett överskott av positiva laddningsbärare (hål), som är platser för elektronerna att falla. Elektroder placeras på varje ände av denna församling, eller struktur. Den korsning eller gränssnittet för de två lagren (kallad PN-övergången) är där elektroner och hål injiceras i en aktiv region.

När en framåt spänning läggs till denna struktur (negativa till n-skiktet och positiva till p-skiktet), elektroner flyttar från n lagret mot P-lagret, och hål rör sig mot n-området. Nära korsningen, en elektron och ett hål radiatively rekombinerar, avger en foton (huvudsakligen elektronerna rör sig över pn-gränssnittet och fylla hålen på p sidan, hamnar i en lägre energinivå). Helst överskottsenergin från varje elektron övergång resultat i spontan emission av en foton. I praktiken har dock ett antal saker hända att minska effektiviteten - och endast en bråkdel av elektrisk energi omvandlas till användbar (i allmänhet synligt) ljus.

Energin i fotoner, och därmed våglängd, bestäms främst av den energi bandgap i halvledare, där rekombination sker. Den bästa aluminium indium gallium (AlInGa) lysdioder (röd och gul) ger 40% till 50% el-till-optisk effektivitet. Den bästa indium galliumnitrid (InGaN) LED (UV, blå, grön och vit) nå 30% till 35% konvertering effektivitet.

Var är de används?


Under åren har dessa små dioder förbättrats i färgskalan, ljusflöde, färg stabilitet, livslängd och andra faktorer prestanda, vilket gör att lysdioder för att inkräkta på, och dominera, många nischade belysning marknader från lampor och trafiksignaler exit skyltar och dekorativa / arkitektonisk belysning.

Eftersom en enda LED är jämförelsevis liten, kan den sättas samman till en rad tiotals eller rentav hundratals dör på en panel eller ett band. Därför en LED "fixtur" kan vara vilken storlek eller form. Som en följd har halvledarbelysning potential att minska komplexiteten i valet, design och installation av belysning. Traditionella och nya framväxande armatur tillverkare är aktivt studerar applikationer där lysdioder är lämpliga och sedan arbeta baklänges för att utveckla armaturer som enkelt kan monteras, effektivt underhålls, och ekonomiskt styrd.

För leverantörer som strävar efter att införa LED-belysning i den allmänna belysningen marknaden är den största utmaningen för att ge högt ljusflöde från dör som ger vitt ljus. För elingenjörer och installerar el-entreprenörer, är utmaningen att lära sig mer om denna teknik så att de kan specificera och installera hög kvalitet, specifikation kvalitet produkter till belåtenhet för krävande kunder.

Standarderna spelet


För närvarande nästan inga standarder för mätning, rapportering, testning, eller tillämpning av lysdioder finns, men alltför optimistiska eller irrelevanta påståenden om dessa nya LED-produkter skulle allvarligt inskränka på marknaden. Lyckligtvis har många organisationer, i tron ​​att lysdioder ger enorm marknadspotential, samarbetar vid utarbetandet av standarder.

Till exempel är den lysande Engineering Society of North America (IESNA) och nästa generation Lighting Industry Alliance (NGLIA) arbetar med US Department of Energy (DOE) Building Technologies program för att uppnå ett antal mål, bl.a. att utveckla rutiner för fotometriska mätningar av lysdioder, laserdioder, organiska lysdioder, och andra halvledare ljuskällor i framtiden.

Under 2007 kommer Underwriters Laboratories Inc. (UL) offentliggöra UL 8750, "Outline of Investigation (óôï) för LED-ljuskällor för användning i belysningsprodukter." När den släpps kommer denna óôï tillämpas i utredningar av LED-ljus som används källor i UL-listade belysning produkter. Enligt UL, i form av brandrisk, kan temperaturen stiga ut av LED-system föra dem nära gränsen till 90 ° C - Max temperatur på ytor enligt byggnormer inom USA

Hinder att övervinna


Innan lysdioder kan komma in i vanliga belysningen arenan måste följande frågor tas upp:

•Livslängd

 Detta är förmodligen det mest missförstådda variabeln i att definiera prestanda. Att ha en passiv livets slutskede, minskar ljusflödet i en LED-tiden. Vissa tillverkare kan ange en 50 tusen timmars livslängd med 70% bibehållet ljusflöde, medan andra kan skryta med en miljon timmar liv utan att ange ljusflödet i slutet av denna tidsperiod. Således är en möjlig definition av "livstid" det antal timmar som krävs för källan utgång minska till en viss procent av sin ursprungliga produktionen. Många specifikation kvalitet lysdioder nå 70% bibehållet ljusflöde efter 50.000 timmars användning under normala driftsförhållanden.

•ljusflöde

 Generellt vanliga lampor som används inom belysning har lumen betyg för det första och innebär lumen som är konsekvent inom ett tillverkande drivs av produkten. Dock kan LED-lumen variera med så mycket som 20% - från en die till en annan - i en typisk tillverkning köra. Dessutom kan ljusflöde i en grupp av lysdioder när den monteras i en fixtur har en minskning av ljusflöde eftersom armaturen konstruktionsdesign begränsar värmeavledning och LED fungerar i en korsning temperatur högre än optimalt. Till skillnad från en glödlampa som sprider sin värme radiatively, har en LED att tränga undan värmen genom konventionen och ledning. Därför, om lampan dör korsningen inte fungerar under dess nominella maximala temperaturen under drift, är både ljus och liv minskas.

•Färg

 Även lysdioder kan producera varje färg i regnbågen, är den mest önskvärda färgen för allmän belysning vita, vilket uppnås på två sätt. Den första metoden kallas färgblandning, med en kombination av RGB (röd / grön / blå) lysdioder, vilket ger ett vitt ljus med lite variation i Kelvin färgtemperatur. Men på grund av de höga kostnaderna för denna teknik är det oftast begränsad till underhållning och speciella arkitektoniska lyfta applikationer. En annan metod kallas fosfor omvandlas blå (PCB). En blå lysdiod kompletteras med en gul fosfor för att skapa ett svalt vitt ljus med en typisk färgtemperatur på 5500 K. Genom att lägga till en sekundär röd fosfor, en varm vit färg med en färgtemperatur på 3200 K är vunnits. Den tredje metoden är ultraviolett våglängd konvertering, där en enda ultraviolett lysdiod används för att excitera en trefärgad fosfor beläggning, vilket i sin tur ger synliga "vita" ljus.

Även om alla av LED vita produkter har brister, är tillverkare arbetar ständigt på dessa brister. Till exempel, alla "vita" lysdioder lider av en färg förändras över tiden, och färgblandning med hjälp av olika färg lysdioder i kombination har problem eftersom olika material bryts ner i olika takt. Dessutom kan tillverkningsmetoder påverkar också avskrivningar i samma grundläggande färg. Ett sätt tillverkarna arbetar för att lösa detta problem är att "bin" sina lysdioder, vilket innebär att de inspekterar och separera enskilda dör i partier av produkter som har liknande ursprungliga utseende och lumen egenskaper underhåll, så de kommer att ha ett enhetligt utseende i drift.

•Värmeavgivning

 En av de största missuppfattningarna om lysdioder är att de är svala ljuskällor, kanske för att lysdioden inte genererar infraröd energi. Men till skillnad från en vanlig glödlampa, som sprider sin värme radiatively, har en LED för att skingra värme genom konventionen och ledning. Om lampan dör korsningen inte fungerar under dess nominella maximala temperaturen under drift, är både ljus och liv minskas. Dessutom, eftersom ljuset utgången på en LED för en konstant ström varierar som en funktion av korsningen temperatur, något system tillverkare har en ersättning krets som justerar strömmen genom att dö för att hålla ett konstant ljusflöde vid olika temperaturer. Specifikation kvalitet lysdioder använder en kylfläns med metall fenor eller vingar, för korrekt värmeöverföring, vilket är en viktig faktor i fixtur design.

•Fotometri mätning och rapportering För närvarande skapar varje tillverkare sin egen fotometri riktlinjer. De data som presenteras kan vara resultatet av en konservativ bedömning av ljusflöde för en LED-armatur, eller data effektivt kan överskattas. Som en del av Commercial Product Testing Program (CPTP) hade DOE: s Solid-State Lighting initiativ nyligen olika laboratorier testar fyra LED-armaturer, utvalda för att representera ett urval av design och tillverkare. Resultaten visar att effekten av nyligen gjort LED-armaturer var betydligt lägre än effekten värden som används för lysdioder. Som ett resultat uttrycker rapporten oro att det i dessa tidiga stadier, kan produktens prestanda uppgifterna vara vilseledande.Vägen framåt

Eftersom LED-produkter kan ta på en mängd olika storlekar och former, de erbjuder stora möjligheter för innovativa belysningslösningar i både interiör och exteriör ljusdesign. Stället för att fördela ljuset från en enda, ljus källa inom en fixtur, kan lysdioder placera ljus över en yta eller leverera i flera plan. De kan integreras i arkitektoniska material, såsom betong, och de kan kanten ljus glas eller plast paneler.Robust och tomt på katastrofala fel kan halvledarbelysning enheter fungerar på lågspänning DC eller direkt på nätström. De kan börja direkt vid så låga temperaturer som -40 ° C, och är lätt nedtonad och kontrolleras utan störande flimmer. Frånvaron av infrarött och ultraviolett energi strålning gör LED attraktiva i många applikationer. Dessutom är de miljövänliga, träffa nya ekologiska regler som förbud mot kvicksilver och bly från avfallshantering strömmen. I ett försök att öka halvledarbelysning användning är DOE utvidgar sin Energy Star-programmet till LED-baserade armaturer. Energy Star är en frivillig märkning program för att identifiera och främja energieffektiva produkter. Detta utkast dokument definierar åtta utsedda korrelerad färgtemperatur (CCT) värden. Lysdioderna ska ha en livslängd på 35.000 timmar baserat på genomsnittliga nominella ljusflöde på minst 70% av de ursprungliga enheten lumen. Ingår också definitioner av färg rumsliga enhetlighet och färg underhåll under hela livslängden, liksom förare, förpackningar, och krav garanti för armaturer.

 Utomhusbelysning kan vara den första allmänna belysningen ansökan att få fotfäste - och för specifika ekonomiska skäl. En ljuskälla tillverkare har utvecklat en LED-gatubelysningen med en "lätt-motor" med en effekt på 80 lumen per watt. Med tanke på bekostnad av byte av ljuskälla en typisk gatlykta med en HID-lampa med en typisk livslängd på 15.000 till 25.000 timmar, den genomsnittliga tiden för att byta lampa kan vara större än tre gånger det livet. Således är den extra initiala kostnaden för LED armatur återhämtade över tid i en minskning av kostnaderna lampa underhåll.

 Som statliga regleringar fortsätta att begränsa användningen av mindre effektiva ljuskällor, kommer LED-utvecklingen fortsätta att utvecklas.