การประยุกต์ใช้หลักการทำงานของโครงสร้าง LED หลอดไฟ LED - หลักการทำงานและเคล็ดลับในการเลือก

เวลาที่ไฟ LED ถูกใช้เป็นเพียงตัวบ่งชี้การรวมอุปกรณ์นั้นหมดไปนานแล้ว อุปกรณ์ LED สมัยใหม่สามารถเปลี่ยนหลอดไส้ในครัวเรือน อุตสาหกรรม และ สิ่งนี้อำนวยความสะดวกโดยคุณสมบัติต่างๆ ของ LED โดยรู้ว่าคุณสามารถเลือก LED อะนาล็อกที่เหมาะสมได้ การใช้ LED เมื่อพิจารณาจากพารามิเตอร์พื้นฐานแล้ว เปิดโอกาสให้เกิดความเป็นไปได้มากมายในด้านการให้แสงสว่าง

ไดโอดเปล่งแสง (แสดงด้วย SD, SID, LED ในภาษาอังกฤษ) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้คริสตัลเซมิคอนดักเตอร์เทียม เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านจะเกิดปรากฏการณ์การปล่อยโฟตอนซึ่งนำไปสู่การเรืองแสง แสงนี้มีช่วงสเปกตรัมที่แคบมากและสีของแสงจะขึ้นอยู่กับวัสดุของเซมิคอนดักเตอร์

ไฟ LED ที่มีแสงสีแดงและสีเหลืองทำจากวัสดุเซมิคอนดักเตอร์อนินทรีย์ที่มีแกลเลียมอาร์เซไนด์ สีเขียวและสีน้ำเงินทำจากอินเดียมแกลเลียมไนไตรด์ เพื่อเพิ่มความสว่างของฟลักซ์แสงจะใช้สารเติมแต่งต่างๆ หรือใช้วิธีการหลายชั้น เมื่อวางชั้นของอะลูมิเนียมไนไตรด์บริสุทธิ์ระหว่างเซมิคอนดักเตอร์ อันเป็นผลมาจากการก่อตัวของการเปลี่ยนผ่านหลายรูอิเล็กตรอน (p-n) ในผลึกเดียว ความสว่างของการเรืองแสงจะเพิ่มขึ้น

ไฟ LED มีสองประเภท: สำหรับการบ่งชี้และการส่องสว่าง อดีตใช้เพื่อระบุการรวมอุปกรณ์ต่าง ๆ ในเครือข่ายรวมถึงแหล่งกำเนิดแสงตกแต่ง เป็นไดโอดสีที่วางในกล่องโปร่งแสง แต่ละตัวมีสี่ลีด อุปกรณ์ที่เปล่งแสงอินฟราเรดใช้ในอุปกรณ์สำหรับการควบคุมระยะไกลของอุปกรณ์ (รีโมทคอนโทรล)

ในด้านการให้แสงจะใช้ LED ที่เปล่งแสงสีขาว ตามสี ไฟ LED จะโดดเด่นด้วยแสงสีขาวนวล สีขาวกลาง และสีขาวนวล มีการจำแนกประเภทของไฟ LED ที่ใช้สำหรับให้แสงสว่างตามวิธีการติดตั้ง การทำเครื่องหมายของ LED SMD หมายความว่าอุปกรณ์ประกอบด้วยพื้นผิวอลูมิเนียมหรือทองแดงที่วางคริสตัลไดโอด วัสดุพิมพ์นั้นอยู่ในตัวเรือนซึ่งหน้าสัมผัสนั้นเชื่อมต่อกับหน้าสัมผัสของ LED

LED อีกประเภทหนึ่งถูกกำหนดให้เป็น OCB ในอุปกรณ์ดังกล่าว คริสตัลจำนวนมากที่เคลือบด้วยสารเรืองแสงจะวางอยู่บนบอร์ดเดียว ด้วยการออกแบบนี้ทำให้ได้ความสว่างสูง เทคโนโลยีนี้ใช้ในการผลิตฟลักซ์การส่องสว่างสูงในพื้นที่ที่ค่อนข้างเล็ก ในทางกลับกัน สิ่งนี้ทำให้การผลิตหลอด LED เข้าถึงได้ง่ายและราคาไม่แพง

บันทึก! เปรียบเทียบหลอดไฟกับ LED SMD และ COB สังเกตได้ว่าอดีตสามารถซ่อมแซมได้โดยการเปลี่ยน LED ที่ชำรุด หากหลอดไฟ COB LED ไม่ทำงาน คุณจะต้องเปลี่ยนทั้งบอร์ดด้วยไดโอด

ลักษณะของไฟ LED

เมื่อเลือกหลอดไฟ LED ที่เหมาะสมสำหรับการให้แสงสว่าง ควรพิจารณาพารามิเตอร์ของ LED ด้วย ซึ่งรวมถึงแรงดันไฟฟ้า กำลังไฟ กระแสไฟฟ้า ประสิทธิภาพ (เอาต์พุตแสง) อุณหภูมิเรืองแสง (สี) มุมการแผ่รังสี ขนาด ระยะเวลาการเสื่อมสภาพ เมื่อทราบพารามิเตอร์พื้นฐานแล้ว จะสามารถเลือกอุปกรณ์ได้อย่างง่ายดายเพื่อให้ได้ผลลัพธ์การส่องสว่างอย่างใดอย่างหนึ่ง

ปริมาณการใช้กระแสไฟ LED

ตามกฎแล้วสำหรับ LED ทั่วไปจะมีกระแสไฟฟ้า 0.02A อย่างไรก็ตาม มีไฟ LED สำหรับ 0.08A ไฟ LED เหล่านี้รวมถึงอุปกรณ์ที่ทรงพลังกว่า โดยในอุปกรณ์ที่มีคริสตัลสี่ตัวเกี่ยวข้อง ตั้งอยู่ในอาคารเดียวกัน เนื่องจากคริสตัลแต่ละชิ้นใช้ 0.02A ดังนั้นอุปกรณ์หนึ่งชิ้นจึงใช้พลังงาน 0.08A

ความเสถียรของการทำงานของอุปกรณ์ LED ขึ้นอยู่กับขนาดของกระแสไฟ แม้แต่ความแรงกระแสที่เพิ่มขึ้นเล็กน้อยก็ช่วยลดความเข้มของการแผ่รังสี (อายุ) ของคริสตัลและเพิ่มอุณหภูมิสี ในที่สุดสิ่งนี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าไฟ LED เริ่มเป็นสีน้ำเงินและล้มเหลวก่อนเวลาอันควร และหากตัวบ่งชี้ความแรงปัจจุบันเพิ่มขึ้นอย่างมาก LED จะดับทันที

เพื่อจำกัดการใช้กระแสไฟ หลอดไฟ LED และโคมไฟได้รับการติดตั้งตัวปรับกระแสไฟสำหรับ LED (ไดรเวอร์) พวกเขาแปลงกระแสนำให้เป็นค่าที่ต้องการสำหรับ LED ในกรณีที่คุณต้องการเชื่อมต่อ LED แยกกับเครือข่าย คุณต้องใช้ตัวต้านทานจำกัดกระแส การคำนวณความต้านทานของตัวต้านทานสำหรับ LED ดำเนินการโดยคำนึงถึงลักษณะเฉพาะ

คำแนะนำที่เป็นประโยชน์! ในการเลือกตัวต้านทานที่ถูกต้อง คุณสามารถใช้เครื่องคิดเลขเพื่อคำนวณตัวต้านทานสำหรับ LED ที่โพสต์บนอินเทอร์เน็ต

แรงดันไฟ LED

จะตรวจสอบแรงดันไฟ LED ได้อย่างไร? ความจริงก็คือไฟ LED ไม่มีพารามิเตอร์แรงดันไฟจ่ายดังกล่าว แต่จะใช้ลักษณะการตกของแรงดันไฟฟ้าของ LED แทน ซึ่งหมายถึงปริมาณของแรงดันที่เอาต์พุตของ LED เมื่อกระแสที่กำหนดไหลผ่าน ค่าแรงดันไฟฟ้าที่ระบุบนบรรจุภัณฑ์สะท้อนถึงแรงดันไฟฟ้าตกเท่านั้น เมื่อทราบค่านี้แล้ว จะสามารถกำหนดแรงดันไฟฟ้าที่เหลืออยู่บนคริสตัลได้ เป็นค่าที่นำมาพิจารณาในการคำนวณ

ด้วยการใช้เซมิคอนดักเตอร์ต่างๆ สำหรับ LED แรงดันไฟฟ้าสำหรับ LED แต่ละตัวอาจแตกต่างกัน จะทราบได้อย่างไรว่า LED มีกี่โวลต์? คุณสามารถกำหนดโดยสีของแสงของอุปกรณ์ ตัวอย่างเช่น สำหรับคริสตัลสีน้ำเงิน เขียว และขาว แรงดันไฟฟ้าจะอยู่ที่ประมาณ 3V สำหรับสีเหลืองและสีแดง - ตั้งแต่ 1.8 ถึง 2.4V

เมื่อใช้การเชื่อมต่อแบบขนานของ LED ที่มีพิกัดเท่ากันกับค่าแรงดันไฟฟ้า 2V คุณอาจพบสิ่งต่อไปนี้: เป็นผลมาจากการกระจายของพารามิเตอร์ ไดโอดเปล่งแสงบางตัวจะล้มเหลว (ไหม้) ในขณะที่บางตัวจะสว่างจางมาก สิ่งนี้จะเกิดขึ้นเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นแม้ 0.1V กระแสไฟที่ไหลผ่าน LED จะเพิ่มขึ้น 1.5 เท่า ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญมากที่จะต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่ากระแสไฟตรงกับการจัดอันดับของ LED

เอาต์พุตแสง มุมลำแสง และกำลังไฟ LED

เปรียบเทียบฟลักซ์การส่องสว่างของไดโอดกับแหล่งกำเนิดแสงอื่น ๆ โดยคำนึงถึงความแรงของรังสีที่ปล่อยออกมา อุปกรณ์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 5 มม. ให้แสงตั้งแต่ 1 ถึง 5 ลูเมน ในขณะที่ฟลักซ์การส่องสว่างของหลอดไส้ 100W คือ 1,000 ลูเมน แต่เมื่อเปรียบเทียบแล้ว ต้องคำนึงว่าหลอดไฟทั่วไปมีแสงแบบกระจาย ในขณะที่ LED มีแสงแบบกำหนดทิศทาง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องคำนึงถึงมุมกระเจิงของไฟ LED

มุมกระเจิงของไฟ LED ต่างๆ ได้ตั้งแต่ 20 ถึง 120 องศา เมื่อส่องสว่าง ไฟ LED จะให้แสงที่สว่างกว่าตรงกลางและลดความสว่างไปที่ขอบของมุมการกระจาย ดังนั้นไฟ LED จึงส่องสว่างในพื้นที่เฉพาะได้ดีขึ้นในขณะที่ใช้พลังงานน้อยลง อย่างไรก็ตาม หากจำเป็นต้องเพิ่มพื้นที่การส่องสว่าง การออกแบบหลอดไฟจะใช้เลนส์แบบแยกส่วน

จะตรวจสอบพลังของ LED ได้อย่างไร? ในการกำหนดกำลังของหลอดไฟ LED ที่จำเป็นในการเปลี่ยนหลอดไส้ จำเป็นต้องใช้ปัจจัย 8 ดังนั้น คุณสามารถเปลี่ยนหลอดไฟ 100W ธรรมดาด้วยอุปกรณ์ LED ที่มีกำลังไฟอย่างน้อย 12.5W (100W / 8) ). เพื่อความสะดวกคุณสามารถใช้ข้อมูลของตารางการติดต่อระหว่างพลังของหลอดไส้และแหล่งกำเนิดแสง LED:

เมื่อใช้ไฟ LED ในการให้แสงสว่าง ตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพมีความสำคัญมาก ซึ่งกำหนดโดยอัตราส่วนของฟลักซ์การส่องสว่าง (lm) ต่อกำลัง (W) การเปรียบเทียบพารามิเตอร์เหล่านี้สำหรับแหล่งกำเนิดแสงต่างๆ เราพบว่าประสิทธิภาพของหลอดไส้คือ 10-12 ลูเมน / W หลอดฟลูออเรสเซนต์ 35-40 ลูเมน / W และหลอด LED 130-140 ลูเมน / W

อุณหภูมิสีของแหล่งกำเนิด LED

พารามิเตอร์ที่สำคัญอย่างหนึ่งของแหล่งกำเนิด LED คืออุณหภูมิที่เรืองแสง หน่วยวัดสำหรับปริมาณนี้คือองศาเคลวิน (K) ควรสังเกตว่าแหล่งกำเนิดแสงทั้งหมดแบ่งออกเป็นสามประเภทตามอุณหภูมิการเรืองแสง ซึ่งแสงวอร์มไวท์มีอุณหภูมิสีน้อยกว่า 3300 K แสงสีขาวในเวลากลางวัน - จาก 3300 ถึง 5300 K และสีขาวเย็นกว่า 5300 K

บันทึก! การรับรู้แสง LED ที่สะดวกสบายด้วยตามนุษย์ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิสีของแหล่งกำเนิด LED โดยตรง

อุณหภูมิสีมักจะระบุไว้บนฉลากของหลอดไฟ LED มันถูกระบุด้วยตัวเลขสี่หลักและตัวอักษร K การเลือกหลอดไฟ LED ที่มีอุณหภูมิสีที่แน่นอนนั้นขึ้นอยู่กับลักษณะของการใช้แสงโดยตรง ตารางด้านล่างแสดงตัวเลือกสำหรับการใช้แหล่งกำเนิดแสง LED ที่มีอุณหภูมิการเรืองแสงต่างกัน:

ลักษณะคลื่นของสีทำให้สามารถแสดงอุณหภูมิสีของ LED โดยใช้ความยาวคลื่นได้ การทำเครื่องหมายของอุปกรณ์ LED บางตัวจะสะท้อนถึงอุณหภูมิสีอย่างแม่นยำในรูปแบบของช่วงเวลาของความยาวคลื่นที่แตกต่างกัน ความยาวคลื่นแสดงเป็น λ และวัดเป็นนาโนเมตร (นาโนเมตร)

ขนาดของ LED SMD และลักษณะเฉพาะ

ด้วยขนาดของ LED SMD ตัวติดตั้งจะแบ่งออกเป็นกลุ่มที่มีข้อกำหนดต่างกัน LED ที่นิยมใช้กันมากที่สุดคือขนาด 3528, 5050, 5730, 2835, 3014 และ 5630 ลักษณะของ LED SMD จะแตกต่างกันไปตามขนาด ดังนั้น ไฟ LED SMD ประเภทต่างๆ จะแตกต่างกันในด้านความสว่าง อุณหภูมิสี กำลังไฟ ในการทำเครื่องหมายของไฟ LED ตัวเลขสองหลักแรกระบุความยาวและความกว้างของอุปกรณ์

พารามิเตอร์พื้นฐานของ LED SMD 2835

ลักษณะสำคัญของไฟ LED SMD 2835 รวมถึงพื้นที่การแผ่รังสีที่เพิ่มขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกับ SMD 3528 ซึ่งมีพื้นผิวเป็นทรงกลม SMD 2835 จะปล่อยแสงเป็นรูปทรงสี่เหลี่ยมผืนผ้า ซึ่งให้แสงสว่างที่มากกว่าที่ความสูงขององค์ประกอบที่ต่ำกว่า (ประมาณ 0.8 มม.) ฟลักซ์การส่องสว่างของอุปกรณ์ดังกล่าวคือ 50 ลูเมน

ตัวไฟ LED SMD 2835 ทำจากพอลิเมอร์ทนความร้อนและสามารถทนต่ออุณหภูมิได้สูงถึง 240 องศาเซลเซียส ควรสังเกตว่าการเสื่อมสภาพของรังสีในเซลล์เหล่านี้น้อยกว่า 5% ระหว่างการทำงาน 3000 ชั่วโมง นอกจากนี้ อุปกรณ์ยังมีความต้านทานความร้อนค่อนข้างต่ำของจุดเชื่อมต่อพื้นผิวคริสตัล (4 C/W) กระแสไฟฟ้าในการดำเนินงาน มูลค่าสูงสุด- 0.18A อุณหภูมิคริสตัล - 130 องศาเซลเซียส

ตามสีของแสงสีขาวอบอุ่นด้วยอุณหภูมิเรืองแสง 4000 K, แสงสีขาวกลางวัน - 4800 K, สีขาวบริสุทธิ์ - จาก 5000 ถึง 5800 K และสีขาวเย็นที่มีอุณหภูมิสี 6500-7500 K. เป็นที่น่าสังเกตว่า ฟลักซ์การส่องสว่างสูงสุดสำหรับอุปกรณ์ที่มีแสงสีขาวเย็น ขั้นต่ำ - สำหรับไฟ LED สีขาวอบอุ่น ในการออกแบบอุปกรณ์มีการเพิ่มแผ่นสัมผัสซึ่งช่วยให้กระจายความร้อนได้ดีขึ้น

คำแนะนำที่เป็นประโยชน์! ไฟ LED SMD 2835 สามารถใช้กับการติดตั้งได้ทุกประเภท

ลักษณะของไฟ LED SMD 5050

การออกแบบตัวเรือน SMD 5050 ประกอบด้วยไฟ LED สามดวงที่เป็นประเภทเดียวกัน แหล่งกำเนิดไฟ LED สีน้ำเงิน สีแดง และสีเขียวมีลักษณะทางเทคนิคคล้ายกับคริสตัล SMD 3528 ค่ากระแสไฟในการทำงานของไฟ LED ทั้งสามดวงคือ 0.02A ดังนั้นกระแสรวมของอุปกรณ์ทั้งหมดคือ 0.06A เพื่อไม่ให้ไฟ LED ล้มเหลว ขอแนะนำไม่ให้เกินค่านี้

อุปกรณ์ LED SMD 5050 มีแรงดันไฟตรง 3-3.3V และเอาต์พุตแสง (ฟลักซ์เครือข่าย) ที่ 18-21 ลูเมน กำลังของ LED หนึ่งดวงคือผลรวมของค่ากำลังสามค่าของแต่ละคริสตัล (0.7W) และเท่ากับ 0.21W สีของแสงที่เปล่งออกมาจากอุปกรณ์อาจเป็นสีขาวในทุกเฉดสี สีเขียว สีฟ้า สีเหลือง และหลายสี

ความใกล้ชิดของ LEDs สีที่ต่างกันในหนึ่งแพ็คเกจ SMD 5050 คุณสามารถใช้ LED หลากสีพร้อมการควบคุมแต่ละสีแยกจากกัน ตัวควบคุมใช้เพื่อควบคุมหลอดไฟโดยใช้ LED SMD 5050 เพื่อให้สีของแสงสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างราบรื่นหลังจากผ่านไประยะเวลาหนึ่ง โดยปกติ อุปกรณ์ดังกล่าวจะมีโหมดควบคุมหลายโหมดและสามารถปรับความสว่างของ LED ได้

ลักษณะทั่วไปของ LED SMD 5730

ไฟ LED SMD 5730 เป็นตัวแทนที่ทันสมัยของอุปกรณ์ LED ซึ่งมีขนาดทางเรขาคณิต 5.7x3 มม. พวกเขาอยู่ในไฟ LED ที่สว่างเป็นพิเศษซึ่งมีความเสถียรและแตกต่างจากพารามิเตอร์ของรุ่นก่อนในเชิงคุณภาพ ผลิตโดยใช้วัสดุใหม่ LED เหล่านี้มีกำลังที่เพิ่มขึ้นและฟลักซ์การส่องสว่างที่มีประสิทธิภาพสูง นอกจากนี้ยังสามารถทำงานในสภาวะที่มีความชื้นสูง ทนต่ออุณหภูมิสุดขั้วและการสั่นสะเทือนได้ ระยะยาวบริการ

อุปกรณ์มีสองประเภท: SMD 5730-0.5 ที่มีกำลังไฟ 0.5W และ SMD 5730-1 ที่มีกำลังไฟ 1W คุณสมบัติที่โดดเด่นของอุปกรณ์คือความเป็นไปได้ในการใช้งานกับกระแสพัลซิ่ง ค่าของกระแสไฟที่กำหนดของ SMD 5730-0.5 คือ 0.15A ระหว่างการทำงานแบบพัลซิ่ง อุปกรณ์สามารถทนต่อกระแสได้ถึง 0.18A LED ประเภทนี้ให้ฟลักซ์การส่องสว่างสูงถึง 45 ลูเมน

ไฟ LED SMD 5730-1 ทำงานที่กระแสคงที่ 0.35A พร้อมโหมดพัลซิ่งสูงสุด 0.8A ประสิทธิภาพการส่องสว่างของอุปกรณ์ดังกล่าวอาจสูงถึง 110 ลูเมน เนื่องจากเป็นโพลีเมอร์ที่ทนความร้อน ตัวเครื่องจึงสามารถทนต่ออุณหภูมิได้สูงถึง 250 องศาเซลเซียส มุมการกระจายของ SMD 5730 ทั้งสองประเภทคือ 120 องศา ระดับการสลายตัวของฟลักซ์การส่องสว่างน้อยกว่า 1% เมื่อทำงานเป็นเวลา 3000 ชั่วโมง

ลักษณะของ Cree LEDs

Cree (USA) มีส่วนร่วมในการพัฒนาและผลิตไฟ LED ที่สว่างและทรงพลังที่สุด หนึ่งในกลุ่มของ Cree LEDs แสดงโดยชุดอุปกรณ์ Xlamp ซึ่งแบ่งออกเป็นชิปเดี่ยวและหลายชิป คุณลักษณะประการหนึ่งของแหล่งกำเนิดผลึกเดี่ยวคือการกระจายรังสีตามขอบของอุปกรณ์ นวัตกรรมนี้ทำให้สามารถผลิตโคมไฟที่มีมุมเรืองแสงขนาดใหญ่ได้โดยใช้คริสตัลจำนวนน้อยที่สุด

ในชุดแหล่งกำเนิด LED ความเข้มสูง XQ-E มุมเรืองแสงอยู่ระหว่าง 100 ถึง 145 องศา ด้วยขนาดทางเรขาคณิตขนาดเล็ก 1.6x1.6 มม. พลังของไฟ LED ที่สว่างเป็นพิเศษคือ 3 โวลต์ และฟลักซ์การส่องสว่างคือ 330 ลูเมน นี่เป็นหนึ่งในการพัฒนาล่าสุดของ Cree LED ทั้งหมดซึ่งได้รับการออกแบบโดยใช้ชิปตัวเดียว มีการเรนเดอร์สีคุณภาพสูงภายใน CRE 70-90

บทความที่เกี่ยวข้อง:

วิธีการทำหรือซ่อมแซมพวงมาลัย LED ด้วยตัวเอง ราคาและลักษณะสำคัญของรุ่นยอดนิยม

Cree ได้เปิดตัวไฟ LED แบบหลายชิปหลายแบบพร้อมประเภทพลังงานล่าสุดตั้งแต่ 6 ถึง 72 โวลต์ ไฟ LED แบบหลายชิปแบ่งออกเป็นสามกลุ่ม ซึ่งรวมถึงอุปกรณ์ที่มีไฟฟ้าแรงสูง กำลังสูงสุด 4W และสูงกว่า 4W ในแหล่งกำเนิดสูงถึง 4W คริสตัล 6 ตัวถูกประกอบในแพ็คเกจประเภท MX และ ML มุมกระเจิงคือ 120 องศา คุณสามารถซื้อ Cree LED ประเภทนี้ด้วยสีเรืองแสงที่อบอุ่นและเย็นสีขาว

คำแนะนำที่เป็นประโยชน์! แม้จะมีความน่าเชื่อถือและคุณภาพของแสงสูง แต่คุณสามารถซื้อ LED กำลังสูงของซีรีย์ MX และ ML ได้ในราคาที่ค่อนข้างต่ำ

กลุ่มที่สูงกว่า 4W รวมถึง LED จากคริสตัลหลายตัว อุปกรณ์ที่มีมิติมากที่สุดในกลุ่มคืออุปกรณ์ 25W ซึ่งแสดงโดยซีรีส์ MT-G ความแปลกใหม่ของ บริษัท คือ LED รุ่น XHP หนึ่งในอุปกรณ์ LED ขนาดใหญ่ที่มีตัวเครื่องขนาด 7x7 มม. กำลังของมันคือ 12W เอาต์พุตแสงคือ 1710 ลูเมน ไฟ LED แรงสูงรวมขนาดเล็กและเอาต์พุตแสงสูง

ไดอะแกรมการเชื่อมต่อ LED

มีกฎบางอย่างสำหรับการเชื่อมต่อ LED โดยคำนึงถึงว่ากระแสที่ไหลผ่านอุปกรณ์เคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวเท่านั้น สำหรับการใช้งานอุปกรณ์ LED ที่ยาวนานและเสถียรนั้น สิ่งสำคัญคือต้องคำนึงถึงไม่เพียงแต่แรงดันไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังรวมถึงค่ากระแสไฟที่เหมาะสมที่สุดด้วย

โครงการเชื่อมต่อ LED กับเครือข่าย 220V

ขึ้นอยู่กับแหล่งพลังงานที่ใช้ มีสองประเภทของรูปแบบสำหรับการเชื่อมต่อ LEDs กับ 220V ในกรณีใดกรณีหนึ่ง ใช้กับกระแสไฟที่จำกัด ในครั้งที่สอง ซึ่งเป็นแบบพิเศษที่ทำให้แรงดันไฟฟ้าคงที่ ตัวเลือกแรกคำนึงถึงการใช้แหล่งพิเศษที่มีความแรงในปัจจุบัน ไม่จำเป็นต้องใช้ตัวต้านทานในวงจรนี้ และจำนวนไฟ LED ที่เชื่อมต่อจะถูกจำกัดด้วยกำลังของไดรเวอร์

รูปสัญลักษณ์สองประเภทใช้เพื่อกำหนด LED ในไดอะแกรม เหนือแผนผังแต่ละอันมีลูกศรคู่ขนานเล็ก ๆ สองอันที่ชี้ขึ้นด้านบน พวกเขาเป็นสัญลักษณ์ของการเรืองแสงที่สดใสของอุปกรณ์ LED ก่อนที่คุณจะเชื่อมต่อ LED กับ 220V โดยใช้แหล่งจ่ายไฟ คุณต้องรวมตัวต้านทานในวงจร หากไม่เป็นไปตามเงื่อนไขนี้จะนำไปสู่ความจริงที่ว่าอายุการใช้งานของ LED จะลดลงอย่างมากหรือจะล้มเหลว

หากคุณใช้แหล่งจ่ายไฟเมื่อเชื่อมต่อ เฉพาะแรงดันไฟฟ้าในวงจรเท่านั้นที่จะเสถียร เมื่อพิจารณาถึงความต้านทานภายในที่ไม่มีนัยสำคัญของอุปกรณ์ LED การเปิดเครื่องโดยไม่มีตัวจำกัดกระแสไฟจะทำให้อุปกรณ์เผาไหม้ นั่นคือเหตุผลที่แนะนำตัวต้านทานที่เหมาะสมในวงจรสวิตชิ่ง LED ควรสังเกตว่าตัวต้านทานมีเรตติ้งต่างกัน ดังนั้นจึงควรคำนวณให้ถูกต้อง

คำแนะนำที่เป็นประโยชน์! จุดลบของวงจรสำหรับเชื่อมต่อ LED กับเครือข่าย 220 โวลต์โดยใช้ตัวต้านทานคือการกระจายพลังงานสูงเมื่อจำเป็นต้องเชื่อมต่อโหลดด้วยการใช้กระแสไฟที่เพิ่มขึ้น ในกรณีนี้ ตัวต้านทานจะถูกแทนที่ด้วยตัวเก็บประจุแบบดับ

วิธีการคำนวณความต้านทานสำหรับ LED

เมื่อคำนวณความต้านทานสำหรับ LED พวกเขาจะได้รับคำแนะนำจากสูตร:

U = IхR,

โดยที่ U คือแรงดัน I คือกระแส R คือความต้านทาน (กฎของโอห์ม) สมมติว่าคุณต้องเชื่อมต่อ LED กับพารามิเตอร์ต่อไปนี้: 3V - แรงดันและ 0.02A - ความแรงของกระแส เพื่อที่ว่าเมื่อคุณเชื่อมต่อ LED กับ 5 โวลต์บนแหล่งจ่ายไฟ มันจะไม่ล้มเหลว คุณต้องถอด 2V พิเศษ (5-3 = 2V) ออก ในการทำเช่นนี้ จำเป็นต้องรวมตัวต้านทานที่มีความต้านทานบางอย่างในวงจร ซึ่งคำนวณโดยใช้กฎของโอห์ม:

R = U/I.

ดังนั้นอัตราส่วนของ 2V ถึง 0.02A จะเท่ากับ 100 โอห์ม กล่าวคือ นี่คือตัวต้านทานที่คุณต้องการ

มักเกิดขึ้นเนื่องจากพารามิเตอร์ของ LED ความต้านทานของตัวต้านทานมีค่าที่ไม่ได้มาตรฐานสำหรับอุปกรณ์ ตัวจำกัดกระแสดังกล่าวไม่สามารถพบได้ที่จุดขาย เช่น 128 หรือ 112.8 โอห์ม จากนั้นคุณควรใช้ตัวต้านทานซึ่งค่าความต้านทานมีค่าที่ใกล้เคียงที่สุดเมื่อเทียบกับค่าที่คำนวณได้ ในกรณีนี้ ไฟ LED จะไม่ทำงานเต็มที่ แต่เพียง 90-97% เท่านั้น แต่จะมองไม่เห็นและจะส่งผลดีต่อทรัพยากรของอุปกรณ์

มีตัวเลือกมากมายสำหรับเครื่องคิดเลขคำนวณ LED บนอินเทอร์เน็ต พวกเขาคำนึงถึงพารามิเตอร์หลัก: แรงดันตก, กระแสไฟที่กำหนด, แรงดันไฟขาออก, จำนวนอุปกรณ์ในวงจร โดยการตั้งค่าพารามิเตอร์ของอุปกรณ์ LED และแหล่งกระแสในฟิลด์แบบฟอร์ม คุณสามารถค้นหาลักษณะที่สอดคล้องกันของตัวต้านทาน เพื่อตรวจสอบความต้านทานของตัว จำกัด กระแสที่มีรหัสสีก็มี การคำนวณออนไลน์ตัวต้านทานสำหรับ LED

แบบแผนของการเชื่อมต่อแบบขนานและอนุกรมของ LEDs

เมื่อประกอบโครงสร้างจากอุปกรณ์ LED หลายตัวจะใช้วงจรสำหรับเชื่อมต่อ LED กับเครือข่าย 220 โวลต์ที่มีการเชื่อมต่อแบบอนุกรมหรือแบบขนาน ในเวลาเดียวกัน สำหรับการเชื่อมต่อที่ถูกต้อง โปรดทราบว่าเมื่อเชื่อมต่อ LED แบบอนุกรม แรงดันไฟฟ้าที่ต้องการคือผลรวมของแรงดันไฟตกของแต่ละอุปกรณ์ ขณะที่เชื่อมต่อ LED แบบขนาน ความแรงของกระแสไฟจะเพิ่มขึ้น

หากวงจรใช้อุปกรณ์ LED ที่มีพารามิเตอร์ต่างกัน เพื่อการทำงานที่เสถียร จำเป็นต้องคำนวณตัวต้านทานสำหรับ LED แต่ละตัวแยกกัน ควรสังเกตว่าไม่มีไฟ LED ที่เหมือนกันทั้งหมดสองดวง แม้แต่อุปกรณ์รุ่นเดียวกันก็ยังมีความแตกต่างกันเล็กน้อยในพารามิเตอร์ สิ่งนี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าเมื่อคุณเชื่อมต่อพวกมันจำนวนมากในวงจรอนุกรมหรือวงจรขนานด้วยตัวต้านทานตัวเดียว พวกมันสามารถลดลงและล้มเหลวได้อย่างรวดเร็ว

บันทึก! เมื่อใช้ตัวต้านทานตัวเดียวในวงจรขนานหรือวงจรอนุกรม สามารถเชื่อมต่อได้เฉพาะอุปกรณ์ LED ที่มีคุณสมบัติเหมือนกันเท่านั้น

ความคลาดเคลื่อนในพารามิเตอร์เมื่อเชื่อมต่อ LED หลายดวงแบบขนาน สมมุติว่า 4-5 ชิ้นจะไม่ส่งผลต่อการทำงานของอุปกรณ์ และถ้าคุณเชื่อมต่อ LED จำนวนมากเข้ากับวงจรดังกล่าว มันจะเป็น ตัดสินใจไม่ดี. แม้ว่าแหล่งกำเนิดไฟ LED จะมีลักษณะที่แตกต่างกันเล็กน้อย แต่ก็จะทำให้อุปกรณ์บางชนิดปล่อยแสงจ้าและหมดไฟอย่างรวดเร็ว ในขณะที่อุปกรณ์อื่นๆ จะเรืองแสงได้ไม่ดี ดังนั้นเมื่อเชื่อมต่อแบบขนาน คุณควรใช้ตัวต้านทานแยกกันสำหรับแต่ละอุปกรณ์เสมอ

สำหรับการเชื่อมต่อแบบอนุกรมนั้นมีการสิ้นเปลืองที่ประหยัดเนื่องจากวงจรทั้งหมดใช้กระแสไฟเท่ากับปริมาณการใช้ LED หนึ่งดวง ด้วยวงจรคู่ขนาน ปริมาณการใช้ไฟฟ้าคือผลรวมของการบริโภคแหล่งสัญญาณ LED ทั้งหมดที่รวมอยู่ในวงจรที่รวมอยู่ในวงจร

วิธีเชื่อมต่อ LEDs กับ 12 โวลต์

ในการออกแบบอุปกรณ์บางชนิด ตัวต้านทานจะถูกจัดเตรียมไว้ในขั้นตอนการผลิต ซึ่งทำให้สามารถเชื่อมต่อ LED กับ 12 โวลต์หรือ 5 โวลต์ได้ อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์ดังกล่าวไม่ได้มีวางจำหน่ายทั่วไปในเชิงพาณิชย์เสมอไป ดังนั้นในวงจรสำหรับเชื่อมต่อ LED กับ 12 โวลต์จึงมีตัว จำกัด กระแส ขั้นตอนแรกคือการค้นหาลักษณะของไฟ LED ที่เชื่อมต่อ

พารามิเตอร์เช่นแรงดันไฟฟ้าตกโดยตรงสำหรับอุปกรณ์ LED ทั่วไปมีค่าประมาณ 2V จัดอันดับปัจจุบันไฟ LED เหล่านี้สอดคล้องกับ 0.02A หากคุณต้องการเชื่อมต่อ LED ดังกล่าวกับ 12V จะต้องดับไฟ "พิเศษ" 10V (12 ลบ 2) ด้วยตัวต้านทาน จำกัด โดยใช้กฎของโอห์ม คุณสามารถคำนวณความต้านทานของมันได้ เราได้ 10 / 0.02 \u003d 500 (โอห์ม) ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีตัวต้านทานที่มีค่าเล็กน้อยที่ 510 โอห์มซึ่งใกล้เคียงที่สุดในชุดของส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ E24

เพื่อให้วงจรดังกล่าวทำงานได้อย่างเสถียรจึงจำเป็นต้องคำนวณกำลังของลิมิตเตอร์ด้วย โดยใช้สูตรซึ่งพิจารณาจากกำลังที่เท่ากับผลคูณของแรงดันและกระแส เราคำนวณค่าของมัน เราคูณแรงดัน 10V ด้วยกระแส 0.02A และรับ 0.2W ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีตัวต้านทานซึ่งมีอัตรากำลังไฟฟ้ามาตรฐานอยู่ที่ 0.25W

หากจำเป็นต้องรวมอุปกรณ์ LED สองเครื่องไว้ในวงจร โปรดทราบว่าแรงดันไฟฟ้าที่ตกลงมานั้นจะอยู่ที่ 4V แล้ว ดังนั้นสำหรับตัวต้านทานจะยังคงจ่ายไม่ใช่ 10V แต่เป็น 8V ดังนั้นการคำนวณความต้านทานและกำลังของตัวต้านทานเพิ่มเติมจึงทำขึ้นตามค่านี้ สามารถระบุตำแหน่งของตัวต้านทานในวงจรได้ทุกที่: จากด้านข้างของแอโนด แคโทด ระหว่างไฟ LED

วิธีทดสอบ LED ด้วยมัลติมิเตอร์

วิธีหนึ่งในการตรวจสอบสภาพการทำงานของ LED คือการทดสอบด้วยมัลติมิเตอร์ อุปกรณ์ดังกล่าวสามารถวิเคราะห์ LED ของการออกแบบใดๆ ก่อนที่จะตรวจสอบ LED ด้วยเครื่องทดสอบ สวิตช์ของอุปกรณ์จะถูกตั้งค่าเป็นโหมด "การโทรออก" และโพรบจะถูกนำไปใช้กับเทอร์มินัล เมื่อโพรบสีแดงเชื่อมต่อกับแอโนด และโพรบสีดำกับแคโทด คริสตัลควรเปล่งแสง หากขั้วกลับด้าน จอแสดงผลควรแสดง "1"

คำแนะนำที่เป็นประโยชน์! ก่อนทดสอบการทำงานของ LED ขอแนะนำให้หรี่แสงหลัก เนื่องจากระหว่างการทดสอบกระแสไฟจะต่ำมากและ LED จะปล่อยแสงออกมาอย่างอ่อนจนมองไม่เห็นในสภาพแสงปกติ

การทดสอบอุปกรณ์ LED สามารถทำได้โดยไม่ต้องใช้โพรบ เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ในรูที่อยู่มุมล่างของอุปกรณ์ แอโนดถูกแทรกเข้าไปในรูด้วยสัญลักษณ์ "E" และแคโทด - ด้วยตัวชี้ "C" หากไฟ LED ทำงานเป็นปกติ ไฟจะสว่างขึ้น วิธีการทดสอบนี้เหมาะสำหรับไฟ LED ที่มีลีดที่ถอดออกค่อนข้างยาว ตำแหน่งของสวิตช์ด้วยวิธีการตรวจสอบนี้ไม่สำคัญ

จะตรวจสอบ LED ด้วยมัลติมิเตอร์โดยไม่ต้องบัดกรีได้อย่างไร? เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ประสานชิ้นส่วนจากคลิปหนีบกระดาษธรรมดาไปยังโพรบของผู้ทดสอบ ในฐานะที่เป็นฉนวนปะเก็น textolite นั้นเหมาะสมซึ่งวางอยู่ระหว่างสายไฟหลังจากนั้นจะถูกประมวลผลด้วยเทปไฟฟ้า เอาต์พุตเป็นอะแดปเตอร์ชนิดหนึ่งสำหรับเชื่อมต่อโพรบ คลิปสปริงดีและติดตั้งอย่างแน่นหนาในช่องเสียบ ในแบบฟอร์มนี้ คุณสามารถเชื่อมต่อโพรบเข้ากับไฟ LED โดยไม่ต้องบัดกรีออกจากวงจร

สามารถทำได้จากไฟ LED ด้วยมือของคุณเอง

นักวิทยุสมัครเล่นหลายคนฝึกประกอบการออกแบบต่างๆ จาก LED ด้วยมือของพวกเขาเอง ผลิตภัณฑ์ที่ประกอบขึ้นเองไม่ได้ด้อยคุณภาพและบางครั้งก็เกินความคล้ายคลึงของการผลิตภาคอุตสาหกรรม สิ่งเหล่านี้อาจเป็นอุปกรณ์สีและดนตรี การออกแบบไฟ LED แบบกะพริบ ไฟ LED ทำงานด้วยตัวเอง และอื่นๆ อีกมากมาย

การประกอบโคลงปัจจุบันสำหรับ LED ด้วยมือของคุณเอง

เพื่อไม่ให้ทรัพยากรของ LED หมดก่อนกำหนดจึงจำเป็นที่กระแสที่ไหลผ่านนั้นมีค่าคงที่ เป็นที่ทราบกันดีว่า LED สีแดง สีเหลือง และสีเขียวสามารถจัดการกับกระแสไฟที่สูงขึ้นได้ แม้ว่าแหล่งกำเนิดไฟ LED สีฟ้า-เขียวและสีขาว แม้จะโอเวอร์โหลดเล็กน้อย แต่ก็หมดไฟใน 2 ชั่วโมง ดังนั้นสำหรับการทำงานปกติของ LED จำเป็นต้องแก้ไขปัญหาด้วยแหล่งจ่ายไฟ

หากคุณประกอบโซ่ของไฟ LED ที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมหรือแบบขนาน คุณสามารถให้รังสีที่เหมือนกันได้หากกระแสที่ไหลผ่านพวกมันมีความแข็งแรงเท่ากัน นอกจากนี้พัลส์กระแสไฟย้อนกลับอาจส่งผลเสียต่ออายุการใช้งานของแหล่งกำเนิด LED เพื่อป้องกันไม่ให้สิ่งนี้เกิดขึ้น จำเป็นต้องรวมโคลงปัจจุบันสำหรับไฟ LED ไว้ในวงจร

คุณสมบัติเชิงคุณภาพของหลอดไฟ LED ขึ้นอยู่กับไดรเวอร์ที่ใช้ - อุปกรณ์ที่แปลงแรงดันไฟให้เป็นกระแสเสถียรด้วยค่าเฉพาะ นักวิทยุสมัครเล่นหลายคนประกอบวงจรแหล่งจ่ายไฟ LED 220V ด้วยมือของพวกเขาเองโดยใช้ชิป LM317 องค์ประกอบสำหรับเช่น วงจรไฟฟ้ามีต้นทุนต่ำและตัวกันโคลงนั้นง่ายต่อการออกแบบ

เมื่อใช้โคลงปัจจุบันบน LM317 สำหรับ LED กระแสจะถูกควบคุมภายใน 1A วงจรเรียงกระแสที่ใช้ LM317L ทำให้กระแสคงที่ถึง 0.1A วงจรอุปกรณ์ใช้ตัวต้านทานเพียงตัวเดียว คำนวณโดยใช้เครื่องคำนวณความต้านทาน LED ออนไลน์ อุปกรณ์พกพาที่มีจำหน่ายนั้นเหมาะสำหรับการจ่ายไฟ: แหล่งจ่ายไฟจากเครื่องพิมพ์ แล็ปท็อป หรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคอื่นๆ การประกอบวงจรที่ซับซ้อนขึ้นด้วยตัวเองนั้นไม่มีประโยชน์ เนื่องจากง่ายต่อการซื้อแบบสำเร็จรูป

DIY LED DRL

การใช้ไฟวิ่งกลางวัน (DRL) ในรถยนต์ช่วยเพิ่มทัศนวิสัยของรถในช่วงเวลากลางวันโดยผู้เข้าร่วมคนอื่น ๆ อย่างมาก การจราจร. ผู้ขับขี่รถยนต์หลายคนฝึกฝนการประกอบ DRLs ด้วยตนเองโดยใช้ไฟ LED หนึ่งในตัวเลือกคืออุปกรณ์ DRL ที่มีไฟ LED 5-7 ดวงที่มีกำลังไฟ 1W และ 3W สำหรับแต่ละบล็อก หากคุณใช้แหล่งกำเนิดแสง LED ที่มีพลังน้อยกว่า ฟลักซ์การส่องสว่างจะไม่เป็นไปตามมาตรฐานสำหรับไฟดังกล่าว

คำแนะนำที่เป็นประโยชน์! เมื่อทำ DRLs ด้วยมือของคุณเอง ให้พิจารณาข้อกำหนดของ GOST: ฟลักซ์ส่องสว่าง 400-800 Cd, มุมเรืองแสงในระนาบแนวนอน - 55 องศา, ในแนวตั้ง - 25 องศา, พื้นที่ - 40 ซม.²

สำหรับฐาน คุณสามารถใช้แผ่นอะลูมิเนียมโปรไฟล์พร้อมแผ่นรองสำหรับติดตั้งไฟ LED ไฟ LED ยึดติดกับบอร์ดด้วยกาวที่นำความร้อน ตามประเภทของแหล่งกำเนิด LED ออปติกจะถูกเลือก ในกรณีนี้ เลนส์ที่มีมุมการส่องสว่าง 35 องศาจะเหมาะสม เลนส์ถูกติดตั้งบน LED แต่ละดวงแยกกัน สายไฟจะแสดงในทิศทางที่สะดวก

ถัดไปทำตัวเรือนสำหรับ DRL ซึ่งทำหน้าที่เป็นหม้อน้ำพร้อมกัน ในการดำเนินการนี้ คุณสามารถใช้โปรไฟล์รูปตัวยู โมดูล LED ที่เสร็จแล้วจะถูกวางไว้ในโปรไฟล์โดยยึดด้วยสกรู พื้นที่ว่างทั้งหมดสามารถเติมด้วยสารเคลือบหลุมร่องฟันซิลิโคนโปร่งใส เหลือเพียงเลนส์บนพื้นผิว การเคลือบดังกล่าวจะทำหน้าที่เป็นตัวป้องกันความชื้น

DRL เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟโดยใช้ตัวต้านทานแบบบังคับ ซึ่งความต้านทานจะคำนวณและตรวจสอบล่วงหน้า วิธีการเชื่อมต่ออาจแตกต่างกันไปตามรุ่นรถ ไดอะแกรมการเชื่อมต่อสามารถพบได้บนอินเทอร์เน็ต

วิธีทำให้ไฟ LED กะพริบ

ไฟ LED แบบกะพริบที่ได้รับความนิยมมากที่สุด ซึ่งคุณสามารถซื้อแบบสำเร็จรูปได้ คืออุปกรณ์ที่ควบคุมโดยระดับที่เป็นไปได้ การกะพริบของคริสตัลเกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงของแหล่งจ่ายไฟที่ขั้วของอุปกรณ์ ดังนั้นอุปกรณ์ LED สีแดงเขียวสองสีจึงเปล่งแสงขึ้นอยู่กับทิศทางของกระแสที่ไหลผ่าน เอฟเฟกต์การกะพริบในไฟ LED RGB ทำได้โดยการเชื่อมต่อเอาต์พุตสามตัวเพื่อควบคุมแยกไปยังระบบควบคุมเฉพาะ

แต่คุณยังสามารถทำให้ไฟ LED สีเดียวกะพริบได้ตามปกติ โดยมีส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ขั้นต่ำในคลังแสงของคุณ ก่อนที่คุณจะสร้างไฟ LED ที่กะพริบ คุณต้องเลือกวงจรการทำงานที่เรียบง่ายและเชื่อถือได้ คุณสามารถใช้วงจร LED ที่กะพริบซึ่งจะใช้พลังงานจากแหล่งจ่าย 12V

วงจรประกอบด้วยทรานซิสเตอร์พลังงานต่ำ Q1 (ซิลิกอนความถี่สูง KTZ 315 หรือแอนะล็อกที่เหมาะสม), ตัวต้านทาน R1 820-1000 โอห์ม, ตัวเก็บประจุ C1 16 โวลต์ที่มีความจุ 470 microfarads และแหล่งกำเนิด LED เมื่อเปิดวงจร ตัวเก็บประจุจะชาร์จสูงถึง 9-10V หลังจากนั้นทรานซิสเตอร์จะเปิดขึ้นครู่หนึ่งและปล่อยพลังงานสะสมไปยัง LED ซึ่งจะเริ่มกะพริบ แบบแผนนี้สามารถใช้ได้เฉพาะในกรณีของแหล่งจ่ายไฟจากแหล่ง 12V

คุณสามารถประกอบวงจรขั้นสูงที่ทำงานโดยการเปรียบเทียบกับทรานซิสเตอร์มัลติไวเบรเตอร์ วงจรประกอบด้วยทรานซิสเตอร์ KTZ 102 (2 ชิ้น) ตัวต้านทาน R1 และ R4 จำนวน 300 โอห์ม แต่ละตัวเพื่อจำกัดกระแส ตัวต้านทาน R2 และ R3 ที่ 27000 โอห์ม แต่ละตัวเพื่อกำหนดกระแสฐานของทรานซิสเตอร์ ตัวเก็บประจุแบบขั้ว 16 โวลต์ (2 ชิ้น) . ด้วยความจุ 10 uF) และแหล่งกำเนิด LED สองดวง วงจรนี้ใช้พลังงานจากแหล่งจ่ายไฟ 5V DC

วงจรทำงานบนหลักการของ "คู่ดาร์ลิงตัน": ตัวเก็บประจุ C1 และ C2 จะถูกชาร์จและคายประจุสลับกัน ซึ่งทำให้เกิดการเปิดของทรานซิสเตอร์โดยเฉพาะ เมื่อทรานซิสเตอร์ตัวหนึ่งส่งกำลังไปยัง C1 ไฟ LED หนึ่งดวงจะสว่างขึ้น นอกจากนี้ C2 จะถูกชาร์จอย่างราบรื่น และกระแสฐานของ VT1 ลดลง ซึ่งนำไปสู่การปิดของ VT1 และการเปิด VT2 และไฟ LED อีกดวงจะสว่างขึ้น

คำแนะนำที่เป็นประโยชน์! หากคุณใช้แรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่า 5V คุณจะต้องใช้ตัวต้านทานที่มีพิกัดต่างกันเพื่อป้องกันความล้มเหลวของ LED

ประกอบเพลงสีบนไฟ LED ด้วยมือของคุณเอง

ในการใช้ชุดรูปแบบเพลงสีที่ค่อนข้างซับซ้อนบน LED ด้วยมือของคุณเอง ก่อนอื่นคุณต้องเข้าใจก่อนว่ารูปแบบเพลงสีที่ง่ายที่สุดทำงานอย่างไร ประกอบด้วยทรานซิสเตอร์ ตัวต้านทาน และอุปกรณ์ LED หนึ่งตัว วงจรดังกล่าวสามารถขับเคลื่อนจากแหล่งที่มีพิกัด 6 ถึง 12V การทำงานของวงจรเกิดขึ้นเนื่องจากการขยายแบบคาสเคดด้วยอีซีแอลทั่วไป (อีซีแอล)

ฐาน VT1 รับสัญญาณที่มีแอมพลิจูดและความถี่ต่างกัน ในกรณีที่สัญญาณผันผวนเกินเกณฑ์ที่กำหนด ทรานซิสเตอร์จะเปิดขึ้นและไฟ LED จะสว่างขึ้น ข้อเสียของรูปแบบนี้คือการพึ่งพาการกระพริบตามระดับของสัญญาณเสียง ดังนั้นเอฟเฟกต์ของเพลงสีจะปรากฏที่ระดับความดังของเสียงเท่านั้น ถ้าเพิ่มเสียง. ไฟ LED จะติดตลอดเวลา และเมื่อลดลง ไฟจะกะพริบเล็กน้อย

เพื่อให้ได้เอฟเฟกต์ที่สมบูรณ์ พวกเขาใช้ชุดรูปแบบเพลงสีบน LED โดยแบ่งช่วงเสียงออกเป็นสามส่วน วงจรที่มีตัวแปลงเสียงสามช่องสัญญาณนั้นใช้พลังงานจากแหล่งจ่าย 9V ชุดรูปแบบเพลงสีจำนวนมากสามารถพบได้บนอินเทอร์เน็ตที่ฟอรัมวิทยุสมัครเล่นต่างๆ เหล่านี้อาจเป็นโครงร่างเพลงสีโดยใช้เทปสีเดียว เทป RGB LED ตลอดจนโครงร่างสำหรับการเปิดและปิดไฟ LED อย่างราบรื่น นอกจากนี้บนเครือข่าย คุณยังสามารถหารูปแบบของไฟวิ่งบน LED ได้อีกด้วย

การออกแบบตัวบ่งชี้แรงดันไฟฟ้า LED ที่ต้องทำด้วยตัวเอง

วงจรตัวบ่งชี้แรงดันไฟฟ้าประกอบด้วยตัวต้านทาน R1 (ความต้านทานตัวแปร 10 kOhm), ตัวต้านทาน R1, R2 (1 kOhm), ทรานซิสเตอร์สองตัว VT1 KT315B, VT2 KT361B, ไฟ LED สามดวง - HL1, HL2 (สีแดง), HLZ (สีเขียว) X1, X2 - แหล่งจ่ายไฟ 6 โวลต์ ในวงจรนี้ แนะนำให้ใช้อุปกรณ์ LED ที่มีแรงดันไฟ 1.5V

อัลกอริธึมของการทำงานของตัวบ่งชี้แรงดันไฟฟ้า LED ที่สร้างขึ้นเองมีดังนี้: เมื่อใช้แรงดันไฟฟ้า แหล่งกำเนิด LED สีเขียวตรงกลางจะสว่างขึ้น ในกรณีที่แรงดันไฟฟ้าตก ไฟ LED สีแดงที่ด้านซ้ายจะเปิดขึ้น การเพิ่มแรงดันไฟฟ้าทำให้ไฟ LED สีแดงที่ด้านขวาติดสว่าง เมื่อตัวต้านทานอยู่ในตำแหน่งตรงกลาง ทรานซิสเตอร์ทั้งหมดจะอยู่ในตำแหน่งปิด และมีเพียง LED สีเขียวตรงกลางเท่านั้นที่จะได้รับแรงดันไฟฟ้า

การเปิดทรานซิสเตอร์ VT1 เกิดขึ้นเมื่อตัวเลื่อนของตัวต้านทานถูกเลื่อนขึ้น ซึ่งจะเป็นการเพิ่มแรงดันไฟฟ้า ในกรณีนี้ การจ่ายแรงดันไฟไปที่ HL3 จะหยุด และใช้กับ HL1 เมื่อคุณเลื่อนแถบเลื่อนลง (ลดแรงดันไฟฟ้าลง) ทรานซิสเตอร์ VT1 จะปิดและ VT2 จะเปิดขึ้น ซึ่งจะจ่ายไฟให้กับ LED HL2 ด้วยความล่าช้าเล็กน้อย LED HL1 จะดับลง HL3 จะกะพริบหนึ่งครั้งและ HL2 จะสว่างขึ้น

วงจรดังกล่าวสามารถประกอบได้โดยใช้ส่วนประกอบวิทยุจากอุปกรณ์ที่ล้าสมัย บางคนประกอบมันบนกระดานข้อความโดยสังเกตมาตราส่วน 1: 1 ด้วยขนาดของชิ้นส่วนเพื่อให้องค์ประกอบทั้งหมดสามารถพอดีกับกระดาน

ศักยภาพที่ไร้ขีดจำกัดของไฟ LED ทำให้สามารถออกแบบอุปกรณ์ให้แสงสว่างต่างๆ ได้อย่างอิสระจาก LED ที่มีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมและต้นทุนค่อนข้างต่ำ

อุปกรณ์สำหรับให้แสงสว่างพร้อมไฟ LED ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมากำลังก้าวไปสู่ชัยชนะ บนชั้นวางของร้าน ทางเลือกที่ยิ่งใหญ่ไฟฉาย LED จีนในราคาที่ไม่สูงกว่าราคาของแบตเตอรี่ที่รวมอยู่ในนั้นมากนักซึ่งส่องสว่างกว่าและยาวกว่าคู่ที่มีหลอดไฟอยู่ข้างใน เนื่องจากสิ่งที่ LED อยู่ในตำแหน่งที่ชนะเช่นนี้?

สำหรับผู้ที่ไม่ทราบ: LED เป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ซึ่งกระแสไฟฟ้าจะถูกแปลงเป็นรังสีแสงโดยตรง ไดโอด - นั่นคือสามารถผ่านกระแสได้ในทิศทางเดียวเท่านั้น (ดูบทความ วิธีการทำงานของไดโอด) โดยวิธีการในภาษาอังกฤษ LED เรียกว่าไดโอดเปล่งแสงหรือ LED

LED ประกอบด้วยคริสตัลเซมิคอนดักเตอร์บนซับสเตรตที่ไม่นำไฟฟ้า ตัวเรือนพร้อมลีดสัมผัส และระบบออปติคัล เพื่อเพิ่มความทนทาน ช่องว่างระหว่างคริสตัลและเลนส์พลาสติกจึงเต็มไปด้วยซิลิโคนโปร่งใส ฐานอะลูมิเนียมทำหน้าที่ขจัดความร้อนส่วนเกิน ซึ่งต้องบอกว่าได้รับการจัดสรรจำนวนน้อยมาก

เรืองแสงในผลึกเซมิคอนดักเตอร์เกิดจากการรวมตัวกันของอิเล็กตรอนและรูในบริเวณจุดเชื่อมต่อ p-n บริเวณทางแยก p-n เกิดขึ้นจากการสัมผัสของสารกึ่งตัวนำสองตัวที่มีการนำไฟฟ้าต่างกัน เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ชั้นใกล้สัมผัสของคริสตัลเซมิคอนดักเตอร์จะถูกเจือด้วยสิ่งเจือปนที่แตกต่างกัน: ด้านหนึ่ง ตัวรับ อีกด้านหนึ่ง ผู้บริจาค

เพื่อให้ชุมทาง p-n เปล่งแสง ช่องว่างแถบในบริเวณที่ทำงานของ LED จะต้องใกล้เคียงกับพลังงานของควอนตัมแสงที่มองเห็นได้ ประการที่สอง ผลึกเซมิคอนดักเตอร์ควรมีข้อบกพร่องเล็กน้อยเนื่องจากการรวมตัวกันใหม่เกิดขึ้นโดยไม่มีการฉายรังสี เพื่อให้เป็นไปตามเงื่อนไขทั้งสอง บ่อยครั้งหนึ่งจุดเชื่อมต่อ pn ในคริสตัลไม่เพียงพอ และผู้ผลิตถูกบังคับให้ผลิตโครงสร้างเซมิคอนดักเตอร์หลายชั้น ซึ่งเรียกว่าโครงสร้างเฮเทอโร

เห็นได้ชัดว่ายิ่งกระแสไหลผ่าน LED มากเท่าไหร่ ไฟ LED ก็จะยิ่งสว่างมากขึ้นเท่านั้น เนื่องจากยิ่งกระแสไฟมากเท่าไหร่ อิเล็กตรอนและรูก็จะยิ่งเข้าสู่โซนการรวมตัวกันอีกครั้งต่อหน่วยเวลา อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความต้านทานภายในของเซมิคอนดักเตอร์และจุดเชื่อมต่อ p-n ไดโอดจะร้อนขึ้นและสามารถเผาไหม้ที่กระแสไฟสูงได้ - สายไฟตะกั่วจะละลายหรือสารกึ่งตัวนำจะไหม้

กระแสไฟฟ้าในหลอด LED ต่างจากหลอดไส้ตรงที่แปลงเป็นรังสีแสงโดยตรง โดยมีการสูญเสียความร้อนเพียงเล็กน้อย เป็นผลให้ไฟ LED มีลำดับความสำคัญหลายขนาดที่ประหยัดกว่าและขาดไม่ได้ในอุปกรณ์เหล่านั้นที่ไม่สามารถให้ความร้อนได้ คุณลักษณะของ LED คือการแผ่รังสีในส่วนที่แคบของสเปกตรัม ด้วยเหตุนี้เขาจึงตกหลุมรักนักออกแบบในการผลิตโฆษณาและการตกแต่งภายในที่มีแสงสว่างเพียงพอ ตามกฎแล้วรังสี UV และ IR นั้นไม่มีอยู่ใน LED LED มีความแข็งแรงทางกลและความน่าเชื่อถือสูง อายุการใช้งานของ LED ถึง 100,000 ชั่วโมง ซึ่งยาวนานกว่าหลอดไส้เกือบ 100 เท่า และยาวนานกว่าหลอดฟลูออเรสเซนต์ 5-10 เท่า สุดท้าย LED เป็นเครื่องใช้ไฟฟ้าแรงดันต่ำ และปลอดภัย

ข้อเสียเปรียบเพียงอย่างเดียวของเทคโนโลยีคือค่าใช้จ่ายสูง ในขณะนี้ ราคาของลูเมนหนึ่งลูเมนที่ปล่อยออกมาจากหลอด LED นั้นสูงกว่าลูเมนที่ปล่อยออกมาจากหลอดไส้ถึง 100 เท่า อย่างไรก็ตาม ผู้ผลิตคาดการณ์ว่าตัวบ่งชี้นี้จะลดลงในปีต่อๆ ไป 10 เท่า

ไฟ LED ที่ใช้ฟอสไฟด์และแกลเลียมอาร์เซไนด์ที่เปล่งออกมาในพื้นที่สีเหลืองสีเขียวสีเหลืองและสีแดงของสเปกตรัมได้รับการพัฒนาขึ้นในยุค 60 - 70 ของศตวรรษที่ผ่านมา ใช้ในไฟสัญญาณ ป้ายบอกคะแนน แผงหน้าปัดรถยนต์และเครื่องบิน หน้าจอโฆษณา และระบบการแสดงข้อมูลต่างๆ ในแง่ของแสงสว่าง ไฟ LED แซงหน้าหลอดไส้ธรรมดา ในแง่ของความทนทาน ความน่าเชื่อถือ ความปลอดภัย พวกเขายังเหนือกว่าพวกเขา เป็นเวลานานไม่มีไฟ LED สีฟ้าสีเขียวสีน้ำเงินและสีขาว สีของ LED ขึ้นอยู่กับช่องว่างของแถบซึ่งอิเล็กตรอนและรูรวมตัวกันใหม่ นั่นคือบนวัสดุเซมิคอนดักเตอร์และสารเจือปน LED "bluer" ยิ่งมีพลังงานควอนตัมสูงขึ้น ดังนั้นช่องว่างของแถบความถี่ก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

ไดโอดเปล่งแสงสีน้ำเงินถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของเซมิคอนดักเตอร์ที่มีแถบคาดขนาดใหญ่ - ซิลิกอนคาร์ไบด์, สารประกอบขององค์ประกอบของกลุ่ม II และ IV หรือไนไตรด์ขององค์ประกอบของกลุ่ม III อย่างไรก็ตาม ไฟ LED ที่ใช้ SiC กลับกลายเป็นว่ามีประสิทธิภาพต่ำเกินไปและให้ผลผลิตรังสีควอนตัมต่ำ (นั่นคือจำนวนโฟตอนที่ปล่อยออกมาต่อคู่ที่รวมตัวกันใหม่) ไฟ LED ที่ใช้สารละลายของแข็งของสังกะสีซีลีไนด์ ZnSe มีผลผลิตควอนตัมสูงกว่า แต่มีความร้อนสูงเกินไปเนื่องจากมีความต้านทานสูงและกลายเป็นว่ามีอายุสั้น ไดโอดเปล่งแสงสีน้ำเงินตัวแรกถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของฟิล์มแกลเลียมไนไตรด์บนสารตั้งต้นแซฟไฟร์ (!)

ผลผลิตควอนตัมคือจำนวนควอนตัมแสงที่ปล่อยออกมาต่อคู่อิเล็กตรอน-รูที่รวมตัวกันใหม่ แยกแยะระหว่างผลตอบแทนควอนตัมภายในและภายนอก ช่องภายในอยู่ในจุดเชื่อมต่อ p-n ส่วนภายนอกมีไว้สำหรับอุปกรณ์โดยรวม (หลังจากทั้งหมดแสงอาจหายไป "ระหว่างทาง" - ดูดซับกระจัดกระจาย) ประสิทธิภาพควอนตัมภายในสำหรับผลึกที่ดีที่มีการกระจายความร้อนที่ดีถึงเกือบ 100% บันทึกประสิทธิภาพควอนตัมภายนอกสำหรับไฟ LED สีแดงคือ 55% และสำหรับสีน้ำเงิน - 35% ประสิทธิภาพควอนตัมภายนอกเป็นหนึ่งในลักษณะประสิทธิภาพหลักของ LED

สามารถรับแสงสีขาวจาก LED ได้หลายวิธี อย่างแรกคือการผสมสีโดยใช้เทคโนโลยี RGB ไฟ LED สีแดง น้ำเงิน และเขียววางอย่างหนาแน่นบนเมทริกซ์เดียว ซึ่งการแผ่รังสีผสมกันโดยใช้ระบบออปติคัล เช่น เลนส์ ผลที่ได้คือแสงสีขาว วิธีที่สองคือใช้สารเรืองแสงสามชนิดกับพื้นผิวของ LED ที่เปล่งแสงในช่วงอัลตราไวโอเลต (มีบางส่วน) เปล่งแสงตามลำดับ แสงสีน้ำเงิน สีเขียว และสีแดง ตามหลักการของหลอดฟลูออเรสเซนต์ วิธีที่สามคือเมื่อใช้สารเรืองแสงสีเหลืองสีเขียวหรือสีเขียวแดงกับ LED สีฟ้า ในกรณีนี้ รังสีสองหรือสามชนิดผสมกัน ก่อตัวเป็นสีขาวหรือใกล้กับแสงสีขาว

แต่ละวิธีมีข้อดีและข้อเสียของตัวเอง โดยหลักการแล้ว เทคโนโลยี RGB ไม่เพียงแต่ให้สีขาวเท่านั้น แต่ยังสามารถเคลื่อนผ่านแผนภูมิสีเมื่อกระแสไฟเปลี่ยนผ่าน LED ต่างๆ ได้อีกด้วย ปรากฎว่าระบบแสงสว่างทั้งหมดซึ่งสามารถควบคุมได้ด้วยตนเองหรือผ่านโปรแกรม เอฟเฟกต์ดังกล่าวใช้กันอย่างแพร่หลายโดยนักออกแบบและผู้ผลิตมาลัยต้นคริสต์มาสและอุปกรณ์ที่คล้ายกัน นอกจากนี้ LED จำนวนมากในเมทริกซ์ยังให้ฟลักซ์การส่องสว่างรวมสูงและความเข้มของการส่องสว่างในแนวแกนสูง ข้อเสียของระบบคือสีไม่เท่ากันตรงกึ่งกลางของจุดไฟและตามขอบ นอกจากนี้ เนื่องจากการขจัดความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอจากขอบของเมทริกซ์และจากตรงกลาง ไฟ LED จะร้อนขึ้นต่างกัน ดังนั้นสีจะเปลี่ยนไปตามอายุด้วยวิธีต่างๆ - อุณหภูมิสีทั้งหมดและสี "ลอย" ระหว่างการทำงาน ปรากฏการณ์อันไม่พึงประสงค์นี้ค่อนข้างยากและมีราคาแพงที่จะชดเชย ไฟ LED สีขาวที่มีสารเรืองแสงมีราคาถูกกว่าเมทริกซ์ RGB LED อย่างมาก (ในแง่ของหน่วยของฟลักซ์การส่องสว่าง) และช่วยให้คุณได้สีขาวที่ดี ข้อเสีย: ประการแรก พวกมันมีแสงสว่างน้อยกว่าเมทริกซ์ RGB เนื่องจากการแปลงแสงในชั้นสารเรืองแสง ประการที่สอง มันค่อนข้างยากที่จะควบคุมความสม่ำเสมอของการสะสมของสารเรืองแสงในกระบวนการทางเทคโนโลยีอย่างแม่นยำและด้วยเหตุนี้อุณหภูมิสี และสุดท้าย ประการที่สาม สารเรืองแสงมีอายุและเร็วกว่าตัว LED

อุตสาหกรรมนี้ผลิตทั้ง LED ที่มีสารเรืองแสงและเมทริกซ์ RGB ซึ่งมีการใช้งานที่แตกต่างกัน LED แบบธรรมดาที่ใช้สำหรับบ่งชี้กินไฟตั้งแต่ 2 ถึง 4 V DC ที่กระแสไฟสูงสุด 50 mA LED ที่ใช้สำหรับให้แสงสว่างจะดึงแรงดันไฟฟ้าเท่ากัน แต่กระแสไฟจะสูงกว่า - จากสองสามร้อย mA ถึง 1A ในโครงการ ในโมดูล LED ไฟ LED แต่ละดวงสามารถเชื่อมต่อแบบอนุกรม และแรงดันไฟฟ้ารวมจะสูงกว่า (ปกติคือ 12 หรือ 24 V)

เมื่อเชื่อมต่อ LED ต้องสังเกตขั้วมิฉะนั้นอุปกรณ์อาจล้มเหลว โดยทั่วไปแล้ว แรงดันพังทลายจะมากกว่า 5V สำหรับ LED ตัวเดียว ความสว่างของ LED มีลักษณะเฉพาะด้วยฟลักซ์การส่องสว่างและความเข้มของการส่องสว่างในแนวแกน ตลอดจนรูปแบบทิศทาง ไฟ LED ที่มีอยู่ของการออกแบบต่างๆ จะเปล่งแสงในมุมทึบตั้งแต่ 4 ถึง 140 องศา สีตามปกติจะถูกกำหนดโดยพิกัดสีและอุณหภูมิสีตลอดจนความยาวคลื่นของรังสี

ความสว่างของ LED ไม่ได้ถูกควบคุมโดยการลดแรงดันไฟจ่าย แต่โดยวิธีที่เรียกว่าการปรับความกว้างพัลส์ (PWM) สิ่งนี้ต้องการบล็อกควบคุมพิเศษ วิธี PWM ประกอบด้วยความจริงที่ว่าไม่ใช่ค่าคงที่ แต่มีการจ่ายกระแสมอดูเลตแบบพัลส์ให้กับ LED และความถี่ของสัญญาณควรเป็นร้อยหรือหลายพันเฮิรตซ์และความกว้างของพัลส์และการหยุดชั่วคราวระหว่างกันสามารถเปลี่ยนแปลงได้ ความสว่างเฉลี่ยของ LED จะสามารถควบคุมได้ในขณะที่ LED ไม่ดับ

ไฟ LED ค่อนข้างทนทาน อย่างไรก็ตาม อายุการใช้งานของ LED กำลังสูงนั้นสั้นกว่าหลอด LED ที่ให้สัญญาณกำลังต่ำ อย่างไรก็ตามขณะนี้เป็นเวลา 20 - 50,000 ชั่วโมง ริ้วรอยก่อนวัยจะแสดงด้วยความสว่างที่ลดลงและการเปลี่ยนสีเป็นหลัก

สเปกตรัมการแผ่รังสีของ LED นั้นใกล้เคียงกับสีเดียว ซึ่งเป็นความแตกต่างพื้นฐานจากสเปกตรัมของดวงอาทิตย์หรือหลอดไส้ ไม่เคยมีการศึกษาอย่างจริงจังเกี่ยวกับผลกระทบของแสงดังกล่าวต่อการมองเห็น

LED ถูกประดิษฐ์ขึ้นเมื่อประมาณครึ่งศตวรรษก่อนเพื่อเป็นทางเลือกที่สะดวกกว่าสำหรับหลอดไส้ขนาดเล็ก องค์ประกอบแสงใหม่นั้นสะดวกกว่า ใช้งานง่ายกว่า และประหยัดพลังงาน ในช่วง 30 ปีที่ผ่านมา LED ได้รับการปรับปรุงและปรับแต่งให้เข้ากับตลาดที่เพิ่มขึ้น เหตุผลสำหรับความนิยมอย่างมากคือความน่าเชื่อถือในการปฏิบัติงาน อายุการใช้งานยาวนาน และหลักการทำงานของ LED ที่เรียบง่าย

ประวัติอ้างอิง

ในอดีต ผู้ประดิษฐ์หลอดไฟ LED คือนักฟิสิกส์ G. Round, O. Losev และ N. Holonyak ผู้เสริมเทคโนโลยีด้วยวิธีของตนเองในปี 1907, 1927 และ 1962 ตามลำดับ:

1. G. Round ได้ตรวจสอบการแผ่รังสีของแสงโดยไดโอดแบบโซลิดสเตตและพบว่ามีการเรืองแสงด้วยไฟฟ้า
2. ในระหว่างการทดลอง O.V. Losev ได้ค้นพบการเรืองแสงของจุดเชื่อมต่อเซมิคอนดักเตอร์และได้จดสิทธิบัตร "รีเลย์แสง"
3. N. Holonyak ถือเป็นผู้ประดิษฐ์ LED ตัวแรกที่ใช้งานได้จริง

Holonyak LED เรืองแสงในช่วงสีแดง ผู้ติดตามและนักพัฒนาของเขาในปีต่อๆ มาได้พัฒนาไฟ LED สีเหลือง สีน้ำเงิน และสีเขียว องค์ประกอบความสว่างสูงชิ้นแรกสำหรับการใช้งานใยแก้วนำแสงได้รับการพัฒนาในปี พ.ศ. 2519 LED สีน้ำเงินได้รับการออกแบบในช่วงต้นทศวรรษ 1990 โดยนักวิจัยชาวญี่ปุ่นสามคน ได้แก่ Nakamura, Amano และ Akasaki

การพัฒนานี้มีลักษณะเฉพาะด้วยต้นทุนที่ต่ำมากและอันที่จริงได้นำไปสู่ยุคของการใช้ไดโอดเปล่งแสง LED อย่างแพร่หลาย ในปี 2014 วิศวกรชาวญี่ปุ่นได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์จากเรื่องนี้

ในโลกปัจจุบัน LED มีอยู่ทั่วไป:

• ในแสงกลางแจ้งและในร่มด้วยหลอด LED และริบบิ้น
• เป็นตัวบ่งชี้สำหรับการแสดงตัวเลขและตัวอักษร
• ในเทคโนโลยีการโฆษณา: เส้นวิ่ง หน้าจอกลางแจ้ง ขาตั้ง ฯลฯ
• ในสัญญาณไฟจราจรและไฟถนน
• ใน ป้ายถนนพร้อมอุปกรณ์ LED;
• ในอุปกรณ์ USB และของเล่น
• ในแสงไฟหลังจอทีวี อุปกรณ์มือถือ

อุปกรณ์ LED

การออกแบบ LED แสดงโดยส่วนประกอบต่อไปนี้:

• เลนส์อีพ็อกซี่;
• คริสตัลเซมิคอนดักเตอร์
• สะท้อนแสง;
• หน้าสัมผัสลวด;
• อิเล็กโทรด (แคโทดและแอโนด);
• ฐานตัดแบน

ผู้ติดต่อที่ทำงานได้รับการแก้ไขในฐานและผ่านเข้าไป ส่วนประกอบอื่นๆ ของหลอดไฟอยู่ในที่ปิดมิดชิด เกิดจากการยึดเกาะของเลนส์และฐาน ในระหว่างการประกอบ คริสตัลจะจับจ้องอยู่ที่แคโทด และตัวนำจะติดกับหน้าสัมผัส ซึ่งเชื่อมต่อกับคริสตัลผ่านจุดต่อ p-n

OLED คืออะไร?

OLED เป็นไดโอดเปล่งแสงเซมิคอนดักเตอร์อินทรีย์ที่ทำจากส่วนประกอบอินทรีย์ที่เรืองแสงเมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน สำหรับการผลิตจะใช้โครงสร้างฟิล์มบางหลายชั้นของโพลีเมอร์ต่างๆ หลักการทำงานของไฟ LED ดังกล่าวก็ขึ้นอยู่กับทางแยก p-n ข้อดีของ OLED นั้นแสดงออกมาในด้านการแสดงผล - เมื่อเทียบกับคริสตัลเหลวและพลาสมาคู่กัน พวกเขาชนะในแง่ของความสว่าง คอนทราสต์ การใช้พลังงาน และมุมมอง เทคโนโลยี OLED ไม่ได้ใช้ในการผลิตไฟ LED แสดงสถานะ

องค์ประกอบทำงานอย่างไร

หลักการทำงานของ LED ขึ้นอยู่กับฟังก์ชันและคุณสมบัติของทางแยก p-n เป็นที่เข้าใจกันว่าเป็นพื้นที่พิเศษที่มีการเปลี่ยนแปลงเชิงพื้นที่ในประเภทของการนำ p-semiconductor เป็นพาหะของประจุบวกและ n-semiconductor - ประจุลบ (อิเล็กตรอน)

ในการออกแบบ LED อิเล็กโทรดบวกและลบคือแอโนดและแคโทดตามลำดับ พื้นผิวของอิเล็กโทรดซึ่งอยู่นอกขวดมีแผ่นสัมผัสโลหะซึ่งตะกั่วบัดกรี ดังนั้น หลังจากใช้ประจุบวกกับขั้วบวก และประจุลบกับขั้วลบ ทางแยก pnกระแสไฟฟ้าเริ่มไหล

เมื่อเปิดเครื่องโดยตรง รูจากบริเวณ p-semiconductor และอิเล็กตรอนจากบริเวณ n-semiconductor จะเคลื่อนที่เข้าหากัน เป็นผลให้เกิดการรวมตัวกันใหม่นั่นคือการแลกเปลี่ยนเกิดขึ้นที่ขอบเขตของการเปลี่ยนผ่านของรูอิเล็กตรอนและพลังงานแสงจะถูกปล่อยออกมาในรูปของโฟตอน

ในการเปลี่ยนโฟตอนให้เป็นแสงที่มองเห็นได้ วัสดุจะถูกเลือกเพื่อให้ความยาวคลื่นของพวกมันอยู่ภายในขอบเขตสีที่มองเห็นได้

ไฟ LED ประเภทต่างๆ

การพัฒนาอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีที่ค้นพบในปี 1962 นำไปสู่การสร้างองค์ประกอบพื้นฐานและแบบจำลองต่างๆ ของ LED ตามองค์ประกอบเหล่านี้ จนถึงปัจจุบัน การจำแนกประเภทจะดำเนินการตามกำลังไฟฟ้าโดยประมาณ ประเภทของการเชื่อมต่อและประเภทของตัวเรือน

ในกรณีแรก ตัวเลือกแสงและไฟแสดงสถานะจะแตกต่างกัน ครั้งแรกมีไว้สำหรับใช้ในการให้แสงสว่าง ระดับพลังงานนั้นใกล้เคียงกับหลอดทังสเตนและฟลูออเรสเซนต์ที่คล้ายกัน ไฟ LED แสดงสถานะไม่ปล่อยรังสีที่รุนแรง และใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เครื่องมือและแผงนำทาง ฯลฯ

ไฟ LED แสดงสถานะมีความแตกต่างกันตามประเภทของการเชื่อมต่อใน AlGaAs สามตัว, GaAsP สามตัว และ GaP สองเท่า ตัวย่อตามลำดับ หมายถึง อะลูมิเนียม-แกลเลียม-อาร์เซนิก แกลเลียม-สารหนู-ฟอสฟอรัส และแกลเลียม-ฟอสฟอรัส AlGaAs ส่องแสงเป็นสีเหลืองและสีส้มภายในสเปกตรัมที่มองเห็นได้ GaAsP เป็นสีแดงและสีเหลืองเขียว และ GaP เป็นสีเขียวและสีส้ม

ตามประเภทที่อยู่อาศัย หลอดไฟ LED ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบันแบ่งออกเป็น:

• จุ่ม. นี่คือรูปแบบเก่าของเลนส์ คอนแทคเลนส์ และคริสตัล ไฟ LED ดังกล่าวใช้ในการแสดงแสงและของเล่นเพื่อให้แสงสว่าง
• « ปลาปิรันย่า" หรือ superflux. นี่คือโมเดล DIP ที่แก้ไขแล้ว ซึ่งไม่มีผู้ติดต่อสองราย แต่มีผู้ติดต่อสี่ราย มันปล่อยพลังงานความร้อนน้อยลงและทำให้ร้อนน้อยลง ปัจจุบันใช้ในไฟรถยนต์
• smd. เทคโนโลยีที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในตลาดไฟ LED ในปัจจุบัน นี่คือชิปสากลซึ่งติดตั้งบนบอร์ดโดยตรง ใช้ในแหล่งกำเนิดแสง สายไฟ เทป ฯลฯ ส่วนใหญ่;
• ซัง. ซึ่งเป็นผลมาจากการปรับปรุงเทคโนโลยี SMD ไฟ LED ดังกล่าวมีชิปหลายตัวติดตั้งอยู่บนบอร์ดเดียวบนฐานอลูมิเนียมหรือเซรามิก

ลักษณะทางเทคนิคและการพึ่งพาซึ่งกันและกัน

พารามิเตอร์การทำงานและการทำงานของหลอดไฟ LED คือ:

• ความเข้มของฟลักซ์แสง (ความสว่าง);
• แรงดันไฟฟ้าที่ใช้งาน
• ความแรงในปัจจุบัน
• ลักษณะสี
• ความยาวคลื่น.

แรงดันไฟและความสว่างของ LED เป็นสัดส่วนโดยตรง - ยิ่งสูงเท่าไร อีกอันก็จะยิ่งสูง แต่นี่ไม่ใช่แรงดันไฟฟ้า แต่เป็นขนาดของแรงดันตกคร่อมอุปกรณ์ นอกจากนี้ สีของ LED ยังขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าอีกด้วย ดังนั้นความสว่าง ความยาวคลื่น แรงดันไฟ และสีของ LED จึงสัมพันธ์กัน และความสัมพันธ์ของ LED จะแสดงในตารางต่อไปนี้

หลักการทำงานของไมโครอิลิเมนต์ถูกจัดเรียงเพื่อให้การทำงานมีเสถียรภาพตามลักษณะที่กำหนด ไม่จำเป็นต้องตรวจสอบแรงดันไฟจ่าย แต่เป็นความแรงของกระแส ไฟ LED ทำงานโดยใช้กระแสไฟเป็นจังหวะหรือกระแสตรง โดยการปรับความเข้มซึ่งคุณสามารถเปลี่ยนความสว่างของรังสีได้ ไฟ LED แสดงสถานะทำงานที่กระแสไฟในช่วง 10-20 mA และแสงสว่าง - ตั้งแต่ 20 mA ขึ้นไป ตัวอย่างเช่น เซลล์ประเภท COB ที่มีสี่ชิปต้องการ 80 mA

ลักษณะสี

สีของแสงที่เรืองแสงขององค์ประกอบ LED ขึ้นอยู่กับความยาวคลื่น ซึ่งวัดเป็นนาโนเมตร ในการเปลี่ยนสีของการเรืองแสง สารออกฤทธิ์จะถูกเพิ่มลงในวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ในขั้นตอนการผลิต:

• เซมิคอนดักเตอร์ได้รับการบำบัดด้วยอะลูมิเนียมอินเดียมแกลเลียม (AlInGaP) เพื่อสร้างสีแดง
• เฉดสีของสเปกตรัมสีเขียวและสีน้ำเงิน - น้ำเงินได้โดยใช้อินเดียมแกลเลียมไนไตรด์ (InGaN);
• เพื่อให้ได้แสงสีขาวจาก LED สีน้ำเงิน คริสตัลของมันถูกเคลือบด้วยสารเรืองแสง ซึ่งจะแปลงสเปกตรัมสีน้ำเงินเป็นแสงสีแดงและสีเหลือง
• สำหรับแสงสีม่วงใช้อินเดียมแกลเลียมไนไตรด์
• สำหรับส้ม - แกลเลียมฟอสไฟด์ - อาร์เซไนด์;
• สำหรับสีน้ำเงิน - ซิงค์ซีลีไนด์, ซิลิกอนคาร์ไบด์หรืออินเดียมแกลเลียมไนไตรด์

คล้ายกับวิธีสร้างแสงสีขาว คุณสามารถใช้สารเรืองแสงที่มีสีต่างกันเพื่อให้ได้เฉดสีเพิ่มเติม ดังนั้น สารเรืองแสงสีแดงจึงทำให้สามารถผลิตไฟ LED สีชมพูและสีม่วง และสีเขียว - ผักกาดหอม ในทั้งสองกรณี สารเรืองแสงจะถูกนำไปใช้กับฐานในรูปของไฟ LED สีฟ้า

ข้อดี

คุณลักษณะของวิธีการทำงานของ LED ทำให้มีข้อได้เปรียบด้านการทำงานและการทำงานที่สำคัญหลายประการเหนือตัวแปลงไฟฟ้าเป็นไฟประเภทอื่น:

• ไฟ LED สมัยใหม่ไม่ได้ด้อยกว่าในแง่ของการส่องสว่างไปยังหลอดโลหะเฮไลด์และโซเดียม
• การออกแบบเกือบจะกำจัดความล้มเหลวของส่วนประกอบใด ๆ อันเนื่องมาจากการสั่นสะเทือนและความเสียหายทางกล
• หลอดไฟ LED ทำงานเร็ว กล่าวคือ ให้ความสว่างเต็มที่ทันทีหลังจากเปิดสวิตช์
• การแบ่งประเภทที่ทันสมัยช่วยให้คุณเลือกรุ่นที่มีสเปกตรัมตั้งแต่ 2700 ถึง 6500 K
• ทรัพยากรการทำงานที่น่าประทับใจ - สูงถึง 100,000 ชั่วโมง
• ความสามารถในการจ่ายไฟ LED แสดงสถานะ;
• ตามกฎแล้วไฟ LED ไม่ต้องการแรงดันไฟฟ้ามากและรักษาความปลอดภัยจากอัคคีภัย
• อุณหภูมิที่ต่ำกว่า0˚Сแทบไม่มีผลกระทบต่อประสิทธิภาพของอุปกรณ์
• โครงสร้างของ LED ไม่รวมการใช้ฟอสฟอรัส ปรอท สารอันตรายอื่นๆ หรือรังสีอัลตราไวโอเลต

เมื่อเทียบกับหลอดไส้ธรรมดา อุปกรณ์ของหลอด LED มีความซับซ้อนมากขึ้นในทางเทคนิค หากใช้กล่องกระจกใสสำหรับรุ่นก่อน ในกรณีของรุ่นหลังจะไม่สามารถมองเห็นสิ่งใดข้างในได้ เพื่อที่จะค้นหาว่าแหล่งกำเนิดแสงดังกล่าวประกอบด้วยอะไร จำเป็นต้องแยกชิ้นส่วนออกเป็นส่วนๆ

การจัดเรียงทั่วไปของหลอดไฟ LED โดยไม่คำนึงถึงผู้ผลิตนั้นเกือบจะเหมือนกัน (มีความแตกต่างเล็กน้อย) ช่วงของผลิตภัณฑ์มาตรฐานที่มีฐาน E14 หรือ E27 แบ่งออกเป็นสามประเภท - แบรนด์จีนเกรดต่ำและไส้หลอด

หลอดไฟจีนคุณภาพต่ำ

เมื่อแยกวิเคราะห์โคมไฟที่มีตราสินค้า คุณจะพบองค์ประกอบโครงสร้างทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับความน่าเชื่อถือและความทนทาน แต่ถ้าคุณดูภายใต้กรณีของผลิตภัณฑ์จีนราคาถูก สิ่งแรกที่คุณจะไม่พบคือฮีทซิงค์และไดรเวอร์

ไดรเวอร์มักจะถูกแทนที่ด้วยแหล่งจ่ายไฟที่มีตัวเก็บประจุแบบไม่มีขั้วซึ่งไม่สามารถรักษาเสถียรภาพของกระแสไฟขาออกได้ ติดตั้งบล็อกดังกล่าวตรงกลางบอร์ดด้วยไดโอด หากคุณมองจากด้านบนคุณจะเห็นไดโอดบริดจ์พร้อมตัวต้านทานจากด้านล่าง - ตัวเก็บประจุสองตัว สิ่งนี้ช่วยให้คุณลดต้นทุนและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ได้อย่างมาก

ในการทำให้อุปกรณ์เย็นลงจะทำรูเล็ก ๆ ในกล่อง ประสิทธิภาพต่ำ คริสตัลจะเผาไหม้อย่างรวดเร็ว บอร์ดติดตั้งอยู่บนกล่องพลาสติกและยึดด้วยสลัก ใช้ลวดบัดกรีสองเส้นเพื่อเชื่อมต่อกับฐาน

หลอดไส้

แหล่งกำเนิดแสงแบบเส้นใยดูเหมือนหลอดไส้ แต่โครงสร้างยังคงเป็นผลิตภัณฑ์ LED ในกรณีนี้ไม่จำเป็นต้องมีการกำจัดความร้อน แต่การใช้อุปกรณ์ในบ้านนั้นสัมพันธ์กับการพิจารณาด้านสุนทรียศาสตร์อย่างหมดจด

องค์ประกอบหลักของอุปกรณ์ฟิลาเมนต์คือ ฟิลาเมนต์ LEDขึ้นอยู่กับจำนวนของเธรดดังกล่าวผลิตภัณฑ์ที่มีความจุต่างกัน ไส้หลอดเป็นแท่งแก้วบางที่มีไดโอด SMD อยู่บนพื้นผิว ส่วนบนเคลือบด้วยสารเรืองแสงทำให้มีสีเหลืองอ่อน ในการกำจัดความร้อนให้ใช้ขวดแก้วซึ่งบรรจุแก๊สไว้ด้านใน

เนื่องจากไม่มีพื้นที่สำหรับไดรเวอร์ภายใน ผู้ผลิตจึงวางโมดูลพลังงานคุณภาพต่ำ สิ่งนี้จะเพิ่มการเต้นซึ่งส่งผลเสียต่ออวัยวะที่มองเห็น เพื่อกำจัดการสั่นไหว จะมีการใส่วงแหวนพลาสติกพร้อมไดรเวอร์คุณภาพสูงระหว่างฐานและหลอดไฟ

หลักการทำงานของหลอดไฟ LED

หลักการทำงานของอุปกรณ์เหล่านี้ขึ้นอยู่กับกระบวนการทางกายภาพที่ซับซ้อน เมื่อใช้กระแสไฟฟ้า สารสองชนิดที่ทำจากวัสดุต่างกันจะสัมผัสกัน สิ่งนี้นำไปสู่การก่อตัวของฟลักซ์การส่องสว่าง

ความขัดแย้งของระบบเกิดจากการที่ไม่มีวัสดุใดที่ใช้ในการผลิตสารทั้งสองหมายถึงตัวนำของกระแสไฟฟ้า เหล่านี้เป็นเซมิคอนดักเตอร์ที่สามารถผ่านกระแสได้ในทิศทางเดียวเท่านั้น ดังนั้นเมื่อเชื่อมต่อ LED จำเป็นต้องสังเกตขั้ว วัสดุหนึ่งมีอิเลคตรอนเชิงลบและอีกวัสดุหนึ่งมีไอออนบวก

กระบวนการอื่นๆ ยังเปิดใช้งานในเซมิคอนดักเตอร์อีกด้วย ในขณะที่เปลี่ยนสถานะพลังงานความร้อนจะถูกปล่อยออกมา โดยใช้วิธีการทดลอง นักประดิษฐ์พบส่วนผสมที่เหมาะสมของสาร ซึ่งนอกจากพลังงานแล้ว ยังมีการแผ่รังสีแสงอีกด้วย

อุปกรณ์ทั้งหมดที่ผ่านกระแสในทิศทางเดียวเรียกว่าไดโอด ไฟ LED เป็นไดโอดที่สามารถเปล่งฟลักซ์การส่องสว่างได้

ไดโอด LED ตัวแรกเปล่งแสงในสเปกตรัมแคบ - แดงเหลืองหรือเขียว ในเวลาเดียวกัน ความเข้มของการเรืองแสงก็น้อยที่สุด เป็นเวลานาน LED ถูกใช้เป็นตัวบ่งชี้เท่านั้น ทุกวันนี้ ช่วงการแผ่รังสีได้ขยายออกไปอย่างมากและครอบคลุมเกือบทั้งสเปกตรัมในทางกลับกัน ความยาวคลื่นบางช่วงจะยาวกว่าเสมอ ดังนั้นอุปกรณ์เหล่านี้จึงแบ่งออกเป็นแหล่งกำเนิดแสงที่เย็นและอบอุ่น (ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิความร้อน)

วิธีการประกอบ

ตามวิธีการประกอบ ผลิตภัณฑ์แบ่งออกเป็นหลายประเภท

จุ่ม

DIP ย่อมาจาก Dual In-line Package การออกแบบอุปกรณ์นั้นน่าสนใจ แต่ล้าสมัยอย่างมาก ขนาด LED ต่อไปนี้มีความโดดเด่น:

• 1.0 ซม.

นอกจากนี้ ผลิตภัณฑ์เซมิคอนดักเตอร์ยังมีสี วัสดุในการผลิต รูปร่างของชิปแตกต่างกัน ข้อดีของการประกอบ DIP เราเน้นความร้อนต่ำและความสว่างสูง มีสีเดียวและหลายสี (เทคโนโลยี RGB) โดดเด่นด้วยรูปทรงทรงกระบอกและเลนส์นูนในตัว

"ปิรันย่า"

อุปกรณ์ให้แสงสว่างกลุ่มนี้มีลักษณะเป็นฟลักซ์การส่องสว่างสูง ทำเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้ามีหมุด PIN สี่อัน ได้แก่ แดงน้ำเงินขาวหรือเขียว

เมื่อเทียบกับเทคโนโลยี DIP ผลิตภัณฑ์จะวางบนกระดานได้อย่างแน่นหนาและแน่นหนายิ่งขึ้น พื้นผิวตะกั่วช่วยเพิ่มการนำความร้อน แต่ในขณะเดียวกันก็ลดความปลอดภัยโดยรวมระหว่างการทำงาน แพร่หลายเนื่องจากช่วงอุณหภูมิการทำงานที่กว้าง

เทคโนโลยี SMD

SMD ย่อมาจาก Surface Mounting Device (แปลจากภาษาอังกฤษ - "device fixed on the surface") ไฟ LED เหล่านี้มีกำลังไฟอยู่ในช่วง 0.01-0.2 W คุณสมบัติหลักมีความเกี่ยวข้องกับการปรากฏตัวของคริสตัลหลายตัว (1–3) ที่ติดตั้งบนพื้นผิวเซรามิก

ตัวเคสเคลือบด้วยสารเรืองแสง ใช้บัดกรีมาตรฐานเพื่อเชื่อมต่อกระดานหลักและแผ่นอิเล็กโทรด

ในบรรดาข้อบกพร่อง เราระบุถึงความสามารถในการบำรุงรักษาที่ต่ำ: หากไดโอดล้มเหลวอย่างน้อยหนึ่งตัว จะต้องเปลี่ยนทั้งบอร์ด

เทคโนโลยีซัง

เทคโนโลยีการผลิต LED ล่าสุดและน่าเชื่อถือที่สุดเรียกว่า Chip On Board (COB) เซมิคอนดักเตอร์ถูกติดตั้งบนกระดานโดยไม่มีเคสและพื้นผิวใด ๆ หลังจากนั้นจะเคลือบด้วยสารเรืองแสง

ข้อได้เปรียบหลักเกี่ยวข้องกับพื้นที่เรืองแสงขนาดเล็กที่มีกำลังไฟสูง การเรืองแสงที่สม่ำเสมอของผลิตภัณฑ์รับประกันโดย LED ที่มีความหนาแน่นสูงและการมีสารเรืองแสง ไฟ LED ดังกล่าวมักใช้กันมากขึ้นในปัจจุบัน

อุปกรณ์แหล่งกำเนิดแสง LED

แหล่งกำเนิด LED ประกอบด้วยองค์ประกอบโครงสร้างดังต่อไปนี้:

• ไดโอด LED;
• ไดรเวอร์;
• กรอบ;
• หม้อน้ำ;
• ฐาน

ไฟ LED

ไม่กี่ปีที่ผ่านมา การออกแบบหลอดไฟ LED นั้นแตกต่างออกไปเล็กน้อยเนื่องจากขาดไดโอด LED ที่หลากหลาย ที่พบมากที่สุดคือชิป 3-5 มม. ต่อมามีผลิตภัณฑ์ขนาด 10 มม.

วันนี้มี LED มากขึ้น ที่ใช้กันมากที่สุดคือ SMD 5050, SMD 3528, SMD 5730, SMD 2835, 1W, 3W และ 5W

จำนวนไฟ LED นั้นแตกต่างกันโดยผู้ผลิตกำหนดเมื่อติดตั้งไดโอดหลายตัว จะมีการคำนวณพิเศษเพื่อให้ได้ปริมาณการใช้กระแสไฟที่เหมาะสมที่สุด ประสานจะดำเนินการกับกระดานข้อความหรืออลูมิเนียม ไฟ LED ถูกประกอบเป็นกลุ่มที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม ย้ำว่าไม่จำกัดจำนวนกลุ่ม

การเชื่อมต่อแบบอนุกรมให้ กระแสตรง.แต่มีข้อเสียเปรียบที่สำคัญ - หากไดโอด LED อย่างน้อยหนึ่งตัวล้มเหลว ผลิตภัณฑ์ทั้งหมดจะหยุดทำงาน ในทางกลับกัน ไดโอดสามารถเปลี่ยนได้อย่างง่ายดายด้วยไดโอดใหม่

แผ่นกระดานที่บัดกรีแหล่งกำเนิดแสงจะถูกจำแนกตามรูปร่างและมีลักษณะกลม สี่เหลี่ยม วงรี เหลี่ยม ฯลฯ

ไดรเวอร์

ไดรเวอร์ได้รับการออกแบบให้แปลงแรงดันไฟฟ้าขาเข้าเป็นค่าที่เหมาะสมสำหรับการจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ นอกจากนี้ แหล่งจ่ายไฟสำหรับ LED แต่ละกลุ่มอาจแตกต่างกัน ที่พบมากที่สุดคือวงจรหม้อแปลงพร้อมไดรเวอร์

องค์ประกอบโครงสร้างสามารถเป็นสองประเภท - เปิดและปิด (ในกรณี) ติดตั้งเข้ากับตัวโคมไฟ

ไดรเวอร์ราคาถูกใช้ในไฟฉายทั่วไปซึ่งไฟ LED ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ ในกรณีนี้ ไม่จำเป็นต้องใช้ตัวต้านทานจำกัดกระแส ด้วยเหตุนี้ไดโอดจึงสามารถรับกระแสที่เพิ่มขึ้นซึ่งนำไปสู่ความล้มเหลวอย่างรวดเร็ว

ผู้ผลิตในจีนมักจะพยายามประหยัดอุปกรณ์ด้วยการติดตั้งลิมิตเตอร์กระแสไฟแบบธรรมดาด้วยวงจรที่ใช้ตัวเก็บประจุแทนไดรเวอร์ หลีกเลี่ยงการซื้อผลิตภัณฑ์ดังกล่าว เพราะนอกจากจะไม่ประหยัดอย่างที่สุดแล้ว ยังส่งผลเสียต่อสุขภาพของมนุษย์อีกด้วย (ชีพจรเต้นแรง)

แท่น

เนื่องจากผลิตภัณฑ์ LED อยู่ในตำแหน่งที่คล้ายคลึงกันที่ดีที่สุดของหลอดไส้ จึงไม่น่าแปลกใจเลยที่ผลิตภัณฑ์เหล่านี้ผลิตขึ้นด้วยพื้นรองเท้ามาตรฐาน - E27 และ E14 หลังมักใช้ในโคมไฟกลางคืนและโคมไฟติดผนัง

ในต่างประเทศมีมาตรฐานที่แตกต่างกัน คุณจึงมักจะพบหลอดไฟ LED E26 ที่นั่น

กรอบ

ต่างจากหลอดไส้ หลอดไฟ LED ไม่ต้องการความแน่นเต็มของขวด และไม่มีสารตัวกลางของแก๊สอยู่ภายใน หลอดไฟ LED แบบต่างๆ คือแหล่งกำเนิดเส้นใย ซึ่งสร้างโครงสร้างของหลอดไส้ซ้ำและต้องการสื่อที่เป็นก๊าซ

ด้วยการใช้ไฟฟ้าในปริมาณเท่ากัน ผลิตภัณฑ์จึงส่องสว่างกว่ารุ่นอื่นๆ มาก หลอดไฟ LED ทั่วไปมีหลอดปิดที่ทำจากแก้วหรือพลาสติก พื้นผิวด้านช่วยลดการส่งผ่านแสง แต่นี่เป็นต้นทุนการผลิตเพียงเล็กน้อย

หม้อน้ำ

เครื่องใช้ไฟฟ้าเหล่านี้น่ากลัว อุณหภูมิสูงและความร้อนสูงเกินไป ด้วยเหตุนี้จึงจำเป็นต้องมีอุปกรณ์ระบายความร้อนเพื่อเพิ่มอายุการใช้งาน แผงอลูมิเนียมลดผลกระทบจากความร้อนสูงเกินไปบางส่วน แต่ยังไม่เพียงพอ หลอดไฟที่มีราคาแพงและมีคุณภาพสูงจำเป็นต้องใช้หม้อน้ำซึ่งมีขนาดขึ้นอยู่กับจำนวนไฟ LED ในอุปกรณ์

การมีหม้อน้ำช่วยเพิ่มต้นทุนและขนาดของผลิตภัณฑ์ แต่เป็นสิ่งที่จำเป็นสำหรับการสร้างอุปกรณ์คุณภาพสูงและทนทาน

เค้าโครงของส่วนประกอบ

อุปกรณ์และการออกแบบของหลอดไฟจะแตกต่างกันขึ้นอยู่กับผู้ผลิตในทางกลับกัน, หลักการทั่วไปเค้าโครงยังคงเหมือนเดิม การประกอบเริ่มต้นด้วยฐานซึ่งติดตั้งไดรเวอร์, หม้อน้ำ, บอร์ดที่มีไดโอด LED และขวดเป็นชุด

สำหรับการเปรียบเทียบ ให้พิจารณาอุปกรณ์ของผลิตภัณฑ์จากผู้ผลิตสองราย

หลอดไฟ LED BBK

ฐานเป็นพลาสติก ติดตั้งไดรเวอร์คุณภาพภายใน อลูมิเนียมใช้สำหรับเคสซึ่งทำหน้าที่เป็นหม้อน้ำ มีบอร์ดที่มีไดโอดและเลนส์ติดอยู่ที่นั่น การมีอยู่ของเลนส์นี้ช่วยลดการส่องสว่างของอุปกรณ์

โคมไฟเกาส์

อีกครั้งฐานทำจากพลาสติกมีไดรเวอร์และเคสอลูมิเนียมที่ติดตั้งบอร์ดไดโอด การออกแบบรับประกันความทนทานของผลิตภัณฑ์

วิธีตรวจสอบหลอดไฟ LED เมื่อซื้อ

หยิบหลอดไฟ LED ขึ้นมาแล้วตรวจสอบภายนอกเพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีข้อบกพร่อง ซึ่งสามารถทำได้ก็ต่อเมื่อใช้ขวดใส ขั้นแรก ให้ตรวจสอบหม้อน้ำ (มีให้เลือกทั้งแบบหล่อหรือแบบเรียงซ้อน) ยิ่งผลิตภัณฑ์มีกำลังสูงเท่าไร หม้อน้ำก็จะยิ่งมีขนาดใหญ่ขึ้นเท่านั้นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมคือการใช้ตัวทำความเย็นแบบอะลูมิเนียมหรือเซรามิก

ตามหลักการแล้วองค์ประกอบทางไฟฟ้าควรเคลือบด้วยเทอร์โมพลาสติก ตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่มีฟันเฟืองและข้อบกพร่องทางกลไกในฐาน นอกจากนี้ในร้านค้าใด ๆ คุณสามารถเชื่อมต่อหลอดไฟกับเครือข่ายไฟฟ้าเพื่อตรวจสอบประสิทธิภาพได้ เมื่อทำเช่นนี้แล้ว ให้ดูที่แสงที่ปล่อยออกมา ใช้กล้องบนสมาร์ทโฟนของคุณเพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีการสั่นไหวหรือกะพริบ อย่าซื้อหลอดไฟที่กะพริบเมื่อทำงาน

ข้อมูลที่ได้รับจากอุปกรณ์และหลักการทำงานของหลอดไฟ LED อาจไม่เพียงพอในการเลือกอุปกรณ์ให้แสงสว่างคุณภาพสูงที่มีความปลอดภัย ความน่าเชื่อถือ และความทนทาน คุณต้องคำนึงถึงเกณฑ์อื่น ๆ รวมถึงลักษณะและผู้ผลิตซึ่งอธิบายไว้โดยละเอียด

ปัญหาการลดการใช้ไฟฟ้าไม่ได้รับการแก้ไขในระดับรัฐเท่านั้น ปัญหานี้เกี่ยวข้องกับผู้บริโภคทั่วไป ในเรื่องนี้ในอพาร์ตเมนต์สำนักงานและสถาบันอื่น ๆ ไม่เพียง แต่มีแหล่งกำเนิดแสงที่มีประสิทธิภาพ แต่ยังรวมถึงแหล่งกำเนิดแสงที่ประหยัดอีกด้วย ในหมู่พวกเขาหลอดไฟ LED กำลังแพร่หลายมากขึ้นเรื่อย ๆ อุปกรณ์และหลักการทำงานของหลอดไฟ LED ช่วยให้คุณสามารถใช้กับคาร์ทริดจ์มาตรฐานและเชื่อมต่อกับเครือข่ายไฟฟ้า 220 V เพื่อให้ ทางเลือกที่เหมาะสมคุณจำเป็นต้องรู้ข้อดีและคุณสมบัติหลักของแหล่งกำเนิดแสงที่ทันสมัย

หลักการทำงานของหลอดไฟ LED

ในการใช้งานหลอดไฟ LED กระบวนการทางกายภาพซึ่งซับซ้อนกว่าหลอดไส้ธรรมดาที่มีไส้โลหะมาก สาระสำคัญของปรากฏการณ์นี้คือการปรากฏตัวของฟลักซ์แสงที่จุดสัมผัสของสารสองชนิดจากวัสดุที่ไม่เหมือนกัน หลังจากที่กระแสไฟฟ้าไหลผ่านเข้าไป

ความขัดแย้งหลักคือแต่ละวัสดุที่ใช้ไม่ใช่ตัวนำกระแสไฟฟ้า พวกเขาอยู่ในหมวดหมู่ของเซมิคอนดักเตอร์และสามารถส่งกระแสได้ในทิศทางเดียวเท่านั้นหากมีการเชื่อมต่อถึงกัน ในหนึ่งในนั้นประจุลบจะต้องเหนือกว่า - อิเล็กตรอนและในอีก - ไอออนที่มีประจุบวก

นอกจากการเคลื่อนที่ของกระแสไฟฟ้าแล้ว กระบวนการอื่นๆ ยังเกิดขึ้นในเซมิคอนดักเตอร์อีกด้วย ในระหว่างการเปลี่ยนจากสถานะหนึ่งไปอีกสถานะหนึ่ง พลังงานความร้อนจะถูกปล่อยออกมา จากการทดลองพบว่ามีการรวมตัวของสารดังกล่าวพร้อมกับการปลดปล่อยพลังงานรังสีแสงปรากฏขึ้น ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์ทั้งหมดที่ผ่านกระแสไฟในทิศทางเดียวเริ่มถูกเรียก และอุปกรณ์ที่มีความสามารถในการเปล่งแสงได้เริ่มเรียกว่า LED

ในตอนเริ่มต้น การปล่อยโฟตอนโดยสารประกอบเซมิคอนดักเตอร์ครอบคลุมเฉพาะช่วงแคบๆ ของสเปกตรัมเท่านั้น พวกมันสามารถเปล่งแสงสีแดง สีเหลือง หรือสีเขียว ด้วยความส่องสว่างที่ต่ำมาก ดังนั้นเป็นเวลานาน LED จึงถูกใช้เป็นไฟแสดงสถานะเท่านั้น จนถึงปัจจุบัน ได้รับวัสดุดังกล่าวแล้ว ซึ่งเป็นสารประกอบที่ทำให้ขยายช่วงของการแผ่รังสีแสงได้อย่างมีนัยสำคัญและครอบคลุมเกือบทั้งสเปกตรัม อย่างไรก็ตาม ความยาวของคลื่นบางคลื่นยังคงส่องแสงอยู่เสมอ ดังนั้นหลอดไฟ LED จึงถูกแบ่งออกเป็นแหล่งกำเนิดแสงเย็น - สีฟ้าและแสงอบอุ่น - ส่วนใหญ่เป็นสีแดงหรือสีเหลือง

อุปกรณ์แหล่งกำเนิดแสง LED

รูปลักษณ์ของหลอดไฟ LED แทบไม่แตกต่างจากแหล่งกำเนิดแสงแบบดั้งเดิมที่มีไส้หลอดโลหะ มีการติดตั้งเกลียวซึ่งช่วยให้สามารถใช้กับตลับหมึกทั่วไปและไม่สามารถเปลี่ยนแปลงอุปกรณ์ไฟฟ้าของสถานที่ได้ อย่างไรก็ตาม หลอดไฟ LED มีความแตกต่างกันอย่างมากในโครงสร้างภายในที่ซับซ้อน

ประกอบด้วยฐานสัมผัส เคสที่ทำหน้าที่เป็นหม้อน้ำ แผงจ่ายไฟและแผงควบคุม บอร์ดพร้อมไฟ LED และฝาปิดโปร่งใส เมื่อวางแผนการใช้หลอด LED ในเครือข่าย 220 V ควรจำไว้ว่าจะไม่สามารถทำงานกับกระแสและแรงดันดังกล่าวได้ เพื่อป้องกันความเหนื่อยหน่ายของโคมไฟ จึงมีการติดตั้งแผงจ่ายไฟและแผงควบคุมไว้ในเคส ซึ่งช่วยลดแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟแก้ไข

การออกแบบบอร์ดดังกล่าวมีผลกระทบอย่างมากต่ออายุการใช้งานของหลอดไฟ ในบางรุ่นมีการติดตั้งตัวต้านทานไว้ด้านหน้าเท่านั้นและในบางกรณีผู้ผลิตที่ไร้ยางอายจะทำโดยปราศจากมัน เป็นผลให้หลอดไฟให้แสงที่สว่างมาก แต่หมดเร็วมากเนื่องจากขาดอุปกรณ์รักษาเสถียรภาพ ดังนั้นโคมไฟคุณภาพสูงจึงมีความคงตัวเช่นหม้อแปลงบัลลาสต์ วงจรควบคุมทั่วไปส่วนใหญ่ใช้ฟิลเตอร์ปรับให้เรียบ ซึ่งรวมถึงตัวเก็บประจุและตัวต้านทาน ในรุ่นที่แพงที่สุดไมโครเซอร์กิตใช้ในหน่วยควบคุมและหน่วยจ่ายไฟ

LED แต่ละดวงเปล่งแสงที่ค่อนข้างอ่อน ดังนั้น เพื่อให้ได้เอฟเฟกต์แสงที่ต้องการ จัดกลุ่ม จำนวนเงินที่ต้องการองค์ประกอบ เพื่อจุดประสงค์นี้ใช้บอร์ดที่ทำจากวัสดุอิเล็กทริกพร้อมรางนำไฟฟ้าที่ใช้ มีการใช้บอร์ดเดียวกันโดยประมาณในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ

บอร์ด LED ยังเป็นหม้อแปลงแบบสเต็ปดาวน์ ด้วยเหตุนี้ องค์ประกอบทั้งหมดจึงเชื่อมต่อเป็นอนุกรมในวงจรร่วม และแรงดันไฟหลักจะกระจายอย่างสม่ำเสมอระหว่างกัน ข้อเสียเปรียบที่สำคัญเพียงอย่างเดียวของวงจรดังกล่าวคือการแตกหักของโซ่ทั้งหมดในกรณีที่ไฟ LED อย่างน้อยหนึ่งดวงดับ

ฝาปิดโปร่งใสช่วยปกป้องหลอดไฟทั้งหมดจากความชื้น ฝุ่นละออง และผลกระทบด้านลบอื่นๆ คุณสมบัติบางอย่างของฝาปิดช่วยให้คุณเพิ่มความเรืองแสงโดยรวมได้ ความจริงก็คือด้านในของมันถูกปกคลุมด้วยชั้นของสารเรืองแสงซึ่งเริ่มเรืองแสงภายใต้การกระทำของพลังงานของควอนตัม ดังนั้นพื้นผิวด้านนอกของฝาปิดจึงดูเป็นด้าน สารเรืองแสงมีสเปกตรัมการแผ่รังสีที่กว้างกว่า สูงกว่าหลอด LED หลายเท่า เป็นผลให้รังสีเปรียบได้กับแสงแดดธรรมชาติ หากไม่มีการเคลือบดังกล่าว ไฟ LED จะระคายเคืองต่อดวงตา ทำให้เกิดอาการเมื่อยล้าและเจ็บปวด

น่าเรียนที่สุด คุณสมบัติที่มีประโยชน์, อุปกรณ์และหลักการทำงานของหลอดไฟ LED บนไดอะแกรมที่แรงดันไฟฟ้าเครือข่าย 220 โวลต์ ส่วนใหญ่มักจะใช้หลอดไฟดังกล่าวในอุตสาหกรรมและไฟถนน และในสภาพบ้าน แหล่งกำเนิดแสงแบบดั้งเดิมจะถูกแทนที่ด้วยหลอดไฟ LED ที่ทำงานด้วยแรงดันไฟฟ้าต่ำซึ่งส่วนใหญ่มาจาก 12 โวลต์ อย่างไรก็ตาม พลังของหลอดไฟและแสงสว่างไม่เกี่ยวข้องกันโดยตรง ควรคำนึงถึงปัจจัยนี้เมื่อเลือกหลอดไฟ LED

ในหลอด LED ที่ออกแบบสำหรับไฟ 220 โวลต์จะไม่มีหม้อแปลงไฟฟ้าอยู่ในวงจร ในการนี้ยังมีการประหยัดเพิ่มเติมในการทำงานของหลอดไฟดังกล่าว คุณสมบัตินี้แยกความแตกต่างจากหลอดไฟ LED ที่มีกำลังอื่นๆ ดังนั้นการเลือกติดตั้งไม่ได้ขึ้นอยู่กับกำลัง แต่ขึ้นอยู่กับระดับความสว่างที่สร้างขึ้นโดยพวกเขา

ข้อดีของหลอดไฟ LED

ปัจจุบันมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการใช้งานอุปกรณ์ให้แสงสว่างที่ประหยัดและทนทาน ดังนั้นโคมไฟที่สร้างแสงที่สว่างด้วยการปล่อยความร้อนขั้นต่ำและการใช้พลังงานต่ำจึงมาก่อน มีความไวต่ำต่อกระแสและแรงดันตก สามารถทนต่อการเปิดและปิดจำนวนมาก

คุณสมบัติทั้งหมดเหล่านี้ถูกครอบครองโดยหลอดไฟ LED พวกเขามีหลายพันธุ์ที่แตกต่างกันในการออกแบบและลักษณะทางเทคนิคซึ่งช่วยให้คุณเลือกตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุด หลอดไฟทั้งหมดแตกต่างกันเมื่อมีหรือไม่มี ระดับความปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อม ความจำเป็นในการใช้วงจรเรียงกระแสและอุปกรณ์เพิ่มเติมอื่นๆ