Применение светодиоды – ,

Лампы на светодиодах. Виды и устройство. Работа и применение

В лампах применяются светодиоды в качестве источника света. Лампы на светодиодах используются для освещения улиц, в промышленности и в быту. Это самые чистые с экологической точки зрения источники освещения.

Их безопасность основана на применении в изготовлении компонентов, не имеющих вредности. Не используется ртуть, поэтому в случае перегорания или разрушения лампы на светодиодах не опасны.

Устройство, принцип действия

Основными составляющими светодиодной лампы являются:

• Корпус.
• Цоколь.
• Драйвер.
• Светодиоды.

Обозначают светоизлучающий диод буквенным сокращением СИД или СД. На английском языке его обозначение LED. Он является в составе светодиодной лампы источником света.

Схема его принципа работы совпадает с процессом любого полупроводникового диода из германия или кремния с р-n переходом. При подаче к аноду положительной разницы потенциалов, а к катоду отрицательной, происходит движение электронов к аноду, движение дырок к катоду. Ток идет по диоду в одном направлении прямо.

Но, в составе светодиода другие материалы из полупроводников, при бомбардировке которых в прямом направлении дырками и электронами осуществляют рекомбинацию, переводят их на следующий энергетический уровень. В результате выделяются фотоны, которые являются элементарными частицами излучения волн светового диапазона.

В электросхемах светодиоды обозначают как обычные диоды, добавляют к ним стрелки (излучение света).

Полупроводники имеют различные свойства излучения фотонов. Прямозонные проводники – вещества нитрид галлия и арсенид галлия прозрачны для световых волн видимого спектра. Выделение света происходит в результате замены слоев р-n перехода.

В светодиоде слои располагаются:

1 — Анод
2 — Катод
3 — Активный слой на основе In-GaN
4 — Буферный слой на основе GaN
5 — Сапфировая подложка
6 — Токопроводящий слой n-GaN
7 — Токопроводящий слой p-GaN

Имеются площадки контактов в слоях для катода и анода.

При переходе электронов в фотоны теряется энергия по следующим причинам:

• Световые волны преломляются на выходе из полупроводника в месте кристалл – воздух, длина волны искажается.
• Внутри слоя часть частиц света теряется, хотя слой очень тонкий.

Световой поток может повыситься, если использовать подложку из сапфира. В лампах такие конструкции нашли применение. В обычных светодиодах для индикаторов подложка не применяется.

Такие диоды имеют линзу из рефлектора, направляющего свет и эпоксидной смолы. Соответственно назначению лампы угол распространения света имеет широкий интервал от 5 до 160 градусов.

Дорогостоящие диоды для ламп производят с ламбертовой диаграммой, то есть в пространстве яркость светодиода постоянная, независимо от угла, направления света.

Размеры кристалла малы, от одного кристалла будет мало света. В лампах содержится группа светодиодов. Сделать освещение равномерным сложно, так как каждый диод – это точечный источник света.

1 — Вывод 1
2 — Корпус
3 — ЧИП
4 — Слой люминофора
5 — Проводник
6 — Рефлектор
7 — Вывод 2
8 — Теплоотвод
9 — Изолятор
10 — Печатная плата

Узкий спектр волн света от полупроводниковых диодов приводит к утомляемости глаз, дискомфорту, в отличие от солнца или ламп накаливания. Чтобы как-то исправить этот недостаток, в конструкцию светодиодов ввели слой люминофора.

Размер потока света, излучаемого полупроводниковым диодом, зависит от силы тока р-п перехода. При большем токе излучение выше, до определенного порога.

Габариты светодиодов малы, поэтому применять большие токи не получается. Ток для индикаторных диодов не превышает 20 мА. Для более мощных ламп освещения делается отвод тепла и защитные меры, которые имеют ограничения.

Поток света в лампе возрастает по мере увеличения тока, затем снижается из-за потери тепла. Выделение тепла не происходит при свечении светодиодной лампы, они считаются холодным светом.

Но, это не значит, что лампа не нагревается. Ток, проходящий через светодиод, в различных контактах проходит через сопротивления участков, что вызывает нагревание лампы. Энергия теряется из-за тепла, при повышении тока тепло может вывести из строя конструкцию лампы на светодиодах.

Кристаллы светодиодов в лампах могут достигать большого количества (более 100). Для подведения тока оптимальной величины сделаны платы из стеклотекстолита с дорожками, проводящими ток, и имеющими разную конфигурацию.

Кристаллы светодиодов припаивают к контактным площадкам по группам, последовательно подают питание, одинаковый ток пропускают по каждой цепочке. Эта схема простая в техническом плане, но имеет серьезный недостаток. Если нарушится какой-либо контакт, то перестают светить все звенья цепи, лампа выходит из строя.

К каждой группе диодов подводится напряжение постоянной величины от устройства – драйвера. Раньше он назывался источником питания. Драйвер преобразовывает напряжение входа сети в питающее напряжение светодиодов. Входное напряжение может быть как 220 В (в квартире), так и 12 В (в автомобиле).

Подключение стабилизированного постоянного тока к каждому светодиоду параллельно выполнить трудно, редко применяется. Драйверы имеют различные схемы: трансформаторная и т.д. Распространенные варианты схем зависят от конфигурации.

Драйверы имеют низкую стоимость при условии, если они подключаются к постоянному напряжению, защищенному от скачков, перепадов и импульсов, не имеют резистора, ограничивающего ток, в цепи выхода питания. Это используется в фонариках на аккумуляторах, в них светодиоды соединены с аккумуляторами.

Они запитаны повышенным током, ярко светят, перегорают довольно часто. Если в драйверах нет защиты от скачков напряжения, то дешевые лампы быстро выгорают, не отработав ресурса по гарантии.

Блоки питания качественного изготовления не нагреваются, перегруженные драйверы нагреваются, энергия расходуется на потерю тепла. Эти потери довольно значительные, они могут превышать энергию выделяемых фотонов (света).

Квартирные лампы на светодиодах имеют цоколь Е27. Он дает возможность применять лампы в обычных патронах. Импортные лампы снабжены другими цоколями, для которых нужны соответствующие патроны, с отличием в шаге резьбы и диаметре. Напряжение питания может быть 110 В. Лампы для автомобилей тоже бывают разными по конструкции цоколей.

Чтобы защитить светодиоды, не нужны герметичные колбы, не требуется выкачивать из них воздух или создавать среду газа. Светодиоды закрыты материалами из пластика, пропускающего свет.

Размещение частей на светодиодах отличается у производителей, для различных целей. Последовательность монтажа у них одинаковая: от драйвера к светодиодной плате, закрывается защитным стеклом. Могут устанавливаться экраны защиты от нагрева, и т.д.

Устройство и конструктивные особенности разных производителей может значительно отличаться в аналогичных лампах, но принципы конструирования у них общие.

Виды и применение лампы на светодиодах

По применяемости лампы на светодиодах делятся:

• Для дома и офиса.
• Уличные.
• Прожекторы.
• Автомобильные.
• Лампы на светодиодах для растений (ультрафиолетовые).
• Светильники для зданий.

По конструкции и световому потоку лампы на светодиодах делятся:

• Общего назначения, для офисов и жилых помещений, похожи на лампы накаливания, свечи, «кукурузы».
• Направленного света – для подсветки витрин, площадей.
• Линейные, в виде трубки, похожи на люминесцентные лампы. Применяются для торговых залов и офисов.

По используемым типам светодиодов на:

• Индикаторных диодах. К ним относятся лампы на диодах 3 мм и на «Пираньях». Качество света от таких ламп низкое.
• SMD диодах, распространенные, имеют малый размер, не греются, широкое применение.
• Диодах 1, 3, 5 Вт, нагрев значительный.
• СОВ диодах, по новой технологии, преимущество перед другими: более надежны за счет монтажа диодов сразу на плату, равномерный световой поток, разные исполнения формы ламп.
• Филаментных диодах, освещение на 360 градусов, малая цена, теплоотвод.

Разделение по типу цоколей

 

Широко распространены цоколи «Эдисона» с резьбой и обозначением буковой Е с цифрой. Цифра – это диаметр цоколя в мм (Е27, Е14, Е40). Цоколь G – штыревое соединение. Цифра указывает расстояние между штырями (выводами). Такие лампы подключаются только через блок питания. Цоколь Т используется для замены ламп люминесцентных, измеряется в дюймах.

Достоинства, недостатки, особенности

К достоинствам относятся:

• Экономия электроэнергии, энергоэффективность, потребляют в 5 раз меньше энергии.
• Срок эксплуатации, составляет для разных типов 30-50 тысяч часов работы.
• Механическая прочность.
• Безопасность, не содержат вредных веществ, нет сильного нагрева, применяют в любых светильниках, для натяжных потолков.
• Широкий интервал температуры использования, работают до -60 градусов мороза.
• Быстрый запуск, сразу светят ярко.
• Надежность при частых выключениях и включениях.
• Экологически безопасны, можно утилизировать с обычным мусором.

К недостаткам относится:

• Большие размеры из-за технической стороны устройства.
• Боятся перегрева, эффективность уменьшается, тускнеют.
• Не в любую люстру могут поместиться из-за увеличенного размера.
• Световой поток направленный, по бокам и сзади светит хуже.
• Стоимость выше других типов ламп, с каждым годом цена снижается.

Особенности

Лампы на светодиодах состоят из платы со светодиодами, цоколя, корпуса, блока питания, колбы матовой. Ток сразу преобразуется в свет, минуя стадию нагрева, как в лампах накаливания. Потери на нагрев наименьшие, светодиоды экономичны, безопасны.

Светодиоды придуманы еще в 70-х годах, но использовались лишь в приборах, индикаторах, экранах. Светодиоды голубого цвета высокояркие изготовлены в 1993 году, белые в 1996 году. Современные светодиоды имеют отдачу света до 170 лм / Вт.

Похожие темы:

electrosam.ru

Инфракрасные светодиоды — виды, область применения, характеристики

Инфракрасный (ИК) излучающий диод представляет собой полупроводниковый прибор, рабочий спектр которого расположен в ближней области инфракрасного излучения: от 760 до 1400 нм. В интернете часто встречается термин «ИК светодиод», хотя свет, видимый человеческим глазом, он не излучает. То есть в рамках физической оптики этот термин неверен, в широком же смысле название применимо. Стоит отметить, что во время работы некоторых ИК излучающих диодов можно наблюдать слабое красное свечение, что объясняется размытостью спектральной характеристики на границе с видимым диапазоном.

Не стоит путать ИК светодиоды с лазерными диодами инфракрасного излучения. Принцип действия и технические параметры этих приборов сильно отличаются.

Область применения

На том, какими бывают инфракрасные светодиоды и где применяются, остановимся подробнее. Многие из нас ежедневно сталкиваются с ними, не подозревая об этом. Конечно же, речь идёт о пультах дистанционного управления (ПДУ), одним из важнейших элементов которого является ИК излучающий диод. Благодаря своей надёжности и дешевизне метод передачи управляющего сигнала с помощью инфракрасного излучения получил огромное распространение в быту. Главным образом такие пульты применяются для управления работой телевизоров, кондиционеров, медиа проигрывателей. В момент нажатия кнопки на ПДУ ИК светодиод излучает модулированный (зашифрованный) сигнал, который принимает и затем распознаёт фотодиод, встроенный в корпус бытовой техники. В охранной сфере большой популярностью пользуются видеокамеры с инфракрасной подсветкой. Видеонаблюдение, дополненное ИК подсветкой, позволяет организовать круглосуточный контроль охраняемого объекта, независимо от погодных условий. В данном случае ИК светодиоды могут быть встроены в видеокамеру либо установлены в её рабочей зоне в виде отдельного прибора – инфракрасного прожектора. Применение в прожекторах мощных ИК светодиодов позволяет осуществлять надёжный контроль прилегающей территории.

На этом их сфера применения не ограничивается. Весьма эффективным оказалось применение ИК излучающих диодов в приборах ночного видения (ПНВ), где они выполняют функцию подсветки. С помощью такого прибора человек может различать предметы на достаточно большом расстоянии в тёмное время суток. Устройства ночного видения востребованы в военной сфере, а также для скрытого ночного наблюдения.

Разновидности ИК излучающих диодов

Ассортимент светодиодов работающих в инфракрасном спектре насчитывает десятки позиций. Каждому отдельному экземпляру присущи определённые особенности. Но в целом, все полупроводниковые диоды ИК диапазона можно разделить по следующим критериям:

• мощности излучения или максимальному прямому току;
• назначению;
• форм-фактору.

Слаботочные ИК светодиоды предназначены для работы на токах не более 50 мА и характеризуются мощностью излучения до 100 мВт. Импортные образцы изготавливаются в овальном корпусе 3 и 5 мм, который в точности повторяет размеры обычного двухвыводного индикаторного светодиода. Цвет линзы – от прозрачного (water clear) до полупрозрачного голубого или жёлтого оттенка. ИК излучающие диоды российского производства до сих пор производят в миниатюрном корпусе: 3Л107А, АЛ118А. Приборы большой мощности выпускают как в DIP корпусе, так и по технологии smd. Например, SFh5715S от Osram в smd корпусе.

Технические характеристики

На электрических схемах ИК излучающие диоды обозначают так же, как и светодиоды, с которыми они имеют много общего. Рассмотрим их основные технические характеристики.

Рабочая длина волны – основной параметр любого светодиода, в том числе инфракрасного. В паспорте на прибор указывается её значение в нм, при котором достигается наибольшая амплитуда излучения.

Так как ИК светодиод не может работать только на одной длине волны, принято указывать ширину спектра излучения, которая свидетельствует об имеющемся отклонении от заявленной длины волны (частоты). Чем уже диапазон излучения, тем больше мощности сконцентрировано на рабочей частоте.

Номинальный прямой ток – постоянный ток, при котором гарантирована заявленная мощность излучения. Он же является максимально допустимым током.

Максимальный импульсный ток – ток, который можно пропускать через прибор с коэффициентом заполнения не более 10%. Его значение может в десять раз превышать постоянный прямой ток.

Прямое напряжение – падение напряжения на приборе в открытом состоянии при протекании номинального тока. Для ИК диодов его значение не превышает 2В и зависит от химического состава кристалла. Например, UПР АЛ118А=1,7В, UПР L-53F3BT=1,2В.

Обратное напряжение – максимальное напряжение обратной полярности, которое может быть приложено к p-n-переходу. Существуют экземпляры с обратным напряжением не более 1В.

ИК излучающие диоды одной серии могут выпускаться с разным углом рассеивания, что отображается в их маркировке. Необходимость в однотипных приборах с узким (15°) и широким (70°) углом распределения потока излучения вызвана их различной сферой применения.

Кроме основных характеристик, существует ряд дополнительных параметров, на которые следует обращать внимание при проектировании схем для работы в импульсном режиме, а также в условиях окружающей среды, отличных от нормальных. Перед проведением паяльных работ следует ознакомиться с рекомендациями производителя о соблюдении температурного режима во время пайки. О допустимых временных и температурных интервалах можно узнать из datasheet на инфракрасный светодиод.

Читайте так же

ledjournal.info

Область применения светодиодных ламп

23.04.2013&nbsp&nbspСветодиодные лампы Фонари

С момента своего создания область применения светодиодных ламп существенно расширилась — ведь сначала они применялись исключительно в электронных устройствах в качестве ламп индикации и оповещения.

И только относительно недавно светодиодные лампы сначала начали использоваться как источник декоративного освещения, а со временем, и как полноценный источник света.

Современная область применения светодиодных ламп достаточно широка, — начиная от использования в электронных приборах, осветительных приборах автомобилей и заканчивая освещением квартир, улиц и проспектов.

Где используются светодиодные лампы?

В качестве источника освещения светодиодные лампы применяются в следующих основных областях:

• Светодиодные лампы для уличного освещения, которые позволяют получить значительную экономию электроэнергии, ведь дешевые фонари, которые использовались раньше для освещения городских улиц имели высокий уровень потребления электроэнергии.
• Светодиодные лампы для производственных и офисных целей позволяющие освещать производственные и офисные помещения различной площади и назначения.
• Светодиодные лампы для освещения производственных зданий и архитектурных сооружений. Основная сфера применения ламп этого типа, — внешняя подсветка зданий и сооружений.
• Бытовые светодиодные лампы, подразделяющиеся на два основных типа, — лампы освещения и декоративные лампы.

Кроме этого, светодиодные лампы применяются и в светодиодных прожекторах, которые используются во многих областях, и позволяют получать мощные и надежные источники света.

Еще одна область применения светодиодных ламп, — всевозможные компактные переносные фонари и небольшие прожекторы работающие на автономных источниках питания, таких, как батарейки, или аккумуляторы.

В целом, область применения светодиодных ламп расширяется с каждым годом, ведь на сегодняшний день светодиодные лампы являются самым надежным и долговечным источником света, позволяющем к тому же значительно снизить уровень потребляемой электроэнергии.

Приобрести светодиодные лампы можно как в розничных торговых точках осуществляющих продажу электротехнической продукции и светильников, так и в оптовых и мелкооптовых магазинах.

При этом лучше всего приобретать светодиодные лампы оптом, что позволяет значительно сэкономить финансовые средства на обустройство необходимого освещения.

Светодиодные лампы: особенности и преимущества Ассортимент светодиодных ламп на рынке

sputnikenergy.ru

Применение светодиодов сегодня. Область применения светодиодов.

LED – яркие и экономичные светодиоды. Что это такое, где применяются светодиоды? Это полупроводниковый прибор, преобразующий электрический ток непосредственно в световое излучение.
В настоящее время светодиоды считаются передовой технологией. Именно их изобретение и дальнейшее использование позволило воплотить в жизнь множество дизайнерских идей — применение светодиодов в закрытых помещениях, насыщенность и устойчивость цвета, и многое другое. Очень долго светодиоды применялись только лишь как маломощные красные или зеленые индикаторы в разных электрических устройствах. В настоящий момент они составляют серьезную конкуренцию лампам накаливания и люминесцентным лампам. И действительно, LED дает отдачу в десятки раз больше чем лампы накаливания. Кроме того, это крайне экономичный прибор. При соблюдении оптимальной температуры он может работать непрерывно в течение долгого времени. Это объясняется тем, что излучение светодиода имеет нетепловую природу. Светодиод является надежным и прочным в эксплуатации. Ведь он не требует стеклянной колбы. Вместе с тем, он располагает богатой цветовой гаммой и отсутствием инертности.
При использовании светодиода у вас есть возможность регулировать яркость и цвет, ранее такое было практически невозможно. Яркость и мощность светодиода зависит от области его применения. И, пожалуй, самое главное преимущества светодиода — это отсутствие инфракрасного и ультрафиолетового излучения и отсутствие ртути в составе. Именно эти факторы могут гарантировать безопасность для здоровья человека и экологическую безопасность.
Сфера использования LED очень широка. Они могут полностью обеспечить световую рекламу, светофоры, взамен привычных неоновых ламп. Например, освещение стен и скользящая подсветка могут стать отличными решениями вашей рекламной кампании.
Светодиоды можно применять в дизайне интерьеров, декоративной подсветке зданий. Отличным применением LED будет и освещение автомобилей, их разнообразная подсветка как внешняя, так и внутренняя. Достаточно необыкновенное решение — подсветка телефонов, фотоаппаратов и камер. Самое интересное, что подобная технология идеально подходит для полноцветного освещения с самой высокой яркостью. Теперь можно наслаждаться всевозможными цветами и красками сидя дома перед экраном телевизора. Итак, LED все больше и больше проникает во все сферы нашей жизни, упрощает и делает ее намного ярче.

alternativenergy.ru

применение светодиодов

Особенности применения светодиодных светильников

 Светодиодное освещение — одно из перспективных направлений технологий искусственного освещения основанное на использовании светодиодов в качестве источника света. Использование светодиодных ламп в освещении уже занимает порядка 10% рынка (по данным 2009 года). Развитие светодиодного освещения непосредственно связано с технологической эволюцией светодиода. Разработаны так называемые сверхъяркие светодиоды специально предназначенные для искусственного освещения.

 Пожалуй, самое серьёзное препятствие на пути к энергосбережению — консервативное экономическое мышление. На первое место ставится стоимость покупки сейчас, хотя разница полностью окупается за пару лет, а потом выходит постоянная экономия. При этом в обычном расчёте во внимание берётся лишь прямая экономия, а комплекс косвенных показателей (уменьшение энергодефицита, объёмов дополнительного строительства, потребностей в кабельно-проводниковом оборудовании) в итоге сокращает этот срок вдвое. Скорее всего, некоторых смущает сама «вечность» современных светильников. Ведь она может сделать ненужными некоторые ведомства, занятые обслуживанием фонарей. Но эти опасения беспочвенны.

Чтобы полностью переоборудовать улицы под новые системы освещения, потребуются долгие годы, так что без работы никто не останется. Кроме того, даже в мегаполисах неосвещённых улиц по-прежнему много, да и новые появляются постоянно.

Особенно актуальна проблема энергосбережения при строительстве и вводе в эксплуатацию новых зданий. Например, для населённого пункта в 100 000 человек нужно около 9 000 светоточек. Если вместо так называемых энергосберегающих светильников с натриевыми лампами поставить светодиодные, можно получить экономию электроэнергии до 3 ГВт в год. И это не только уменьшение расходов на подключение, но и возможность применения кабелей с меньшим сечением и пр.

Использование светодиодов приводит к более, чем двукратной экономии электроэнергии, не имеет нужды в специальном обслуживании в противоположность стандартным осветительным системам. Переоборудование городских улиц светодиодными светильниками даст новый свет, близкий к натуральному.

Область применения светодиодных светильников

Следуя общемировым тенденциям и стандартам, Россия все-таки решила сделать шаг в сторону энергосберегающих технологий. Недавние заявления на высшем уровне свидетельствуют о заинтересованности правительства во внедрении энергоэффективных источников света. Так, планируется принять закон, регламентирующий использование различных по эффективности ламп. Ожидается, что к 2011 году должны быть выведены из производства и продажи все лампы накаливания, мощностью более 100 Вт. Кроме того, подразумеваются штрафы за использование низкоэффективных источников света и субсидирования за внедрение высокоэффективных.

Светодиодная продукция все шире начинает использоваться в различных жизненно важных промышленных и социальных объектах. В первую очередь речь идет о промышленных масштабах, ЖКХ, предприятиях, крупных офисных центрах, при строительстве, ремонте и эксплуатации автомобильных дорог. В совокупности эти объекты потребляют мегаватты электричества и в ряде случаев требуют кардинального пересмотра заложенных принципов освещения.

Светодиодные светильники предназначены для создания эффективных решений в различных областях применения:

— Общее внутреннее освещение

— Общее наружное освещение

— Архитектурно-художественное и рекламное освещение

— Уличное и ландшафтное освещение

— Промышленное освещение

— Специальное освещение

Технико-экономические показатели светодиодных светильников позволяют эффективно использовать их при освещении самых различных объектов:

производственных и складских помещений предприятий, автомобильных парковок и автозаправок, теплиц, площадей, парковых и пешеходных зон, улиц, дорог, мостов,  тоннелей, объектов ЖКХ, гостиниц и административных зданий, железнодорожных платформ и станций, для архитектурной подсветки зданий и сооружений, фонтанов, аварийного и офисного освещения, территорий дворов, в больницах, школах и др.

Светодиодные светильники для ЖКХ

Из объектов жилищно-коммунального хозяйства перспективными с точки зрения использования светильников со светодиодами в настоящее время могут быть те, в которых действующими нормативными документами установлены сравнительно низкие уровни освещенности при отсутствии требований к качеству цветопередачи или невысоком уровне этих требований. К таким объектам можно отнести:

1. Лифты.

2. Лестничные клетки (площадки, пролеты, марши).

3. Номерные знаки домов и указатели названий улиц.

Применение светодиода в качестве альтернативного источника света в светильнике только в трех названных участках жилищно-коммунального хозяйства может обеспечить годовую экономию электроэнергии не менее 200 млн. кВт/ч.

Светильники на светодиодах могут избавить жилищно-коммунальное хозяйство города от такого бедствия, как вандализм, т.к. отсутствие в них стекла и изготовление корпусов светодиодов из монолитного поликарбоната делает их практически неразрушаемыми.

Замена люминисцентных ламп на светодиодные благоприятно скажется на экологии, т.к. исключит загрязнение атмосферы ртутью.

Светодиодные светильники для внутренних помещений

(производственных и складских помещений, больниц, школ, офисов)

Светильники этой серии предназначены для установки на стенах, потолках. Данные светильники имеют ряд преимуществ перед традиционными источниками освещения таких как: безинерционность, полное отсутствие мерцания, быстрая окупаемость за счет экономии электроэнергии и минимальных затрат на эксплуатацию, высокая механическая прочность и виброустойчивость, продолжительного срока службы (срок службы светодиодов от 50000 до 100000 часов), антивандальное исполнение, хорошее соотношение цена/качество, бесшумная работа.

Все светильники не требуют дополнительного обслуживания в течение всего срока службы (более 15-20 лет). Так же у светодиодных светильников полностью отсутствуе губительное ультрафиолетовое излучение.

Светодиодные светильники на дорогах и мостах

Первые уличные светодиодные светильники в нашей стране были установлены еще в 2006 году. Накопленный опыт подтверждает высокое качество освещения и высокую надежность светодиодов. Например, с 2007 года светодиодные светильники эксплуатируются в подземном переходе под Третьим транспортным кольцом около Рижского вокзала в Москве и по состоянию на начало 2010 года ни один из светодиодов в этих светильниках не вышел из строя с момента установки.

Основными сферами применения светодиодных светильников уличного освещения являются зоны вдоль автодорог, магистралей, пешеходные зоны. По статистике в местах, в которых установили светодиодные фонари, существенно снижается число дорожно-транспортных происшествий. Для автотрасс рекомендуется установить светодиодные фонари, обладающие высокими цветопередающими свойствами. Это способствует повышению контрастности и увеличению объема воспринимаемой информации.

Одним из преимуществ светодиодных светильников уличного освещения является излучаемый свет максимально близкий к естественному солнечному белому свету. Установка таких фонарей вдоль автомобильных дорог, позволяет повысить ночное видение от 40 до 100%, при этом улучшается восприятие цвета, глубины пространства, увеличивается контрастность предметов.

Кроме этого, внедрение светодиодов в уличном освещении позволяет выровнять колебания уровня нагрузки на сеть в разное время суток. И одно уже это приносит значительный экономический эффект!

Светодиодные светильники в парковых зонах

Установка светодиодных светильников уличного освещения в парках и садах происходит, прежде всего, для обеспечения безопасности населения в вечернее время. С целью получения качественной освещенности парковых зон, в которых устанавливаются такие фонари, к ним предъявляется ряд требований. Не должно быть неосвещенных пространств, темных пятен, которые затрудняют ориентацию. Минимальный уровень света вдоль дорожек должен составлять 1 лк, на ступеньках, а также около неровных поверхностей – 5 лк. Светодиодные фонари в полной мере удовлетворяют всем этим требованиям.

Можно также использовать светодиодные фонари для выполнения только декоративных функций при ландшафтной подсветке парковых зон.

Освещение теплиц: светильники для растений

В настоящее время в большинстве тепличных осветительных систем используются адаптированные для растениеводства натриевые лампы высокого давления — так называемые аграрные натриевые лампы. Однако у них только треть затраченной энергии преобразуется в излучение, эффективное для фотосинтеза, а это означает, что вырабатывается также много лишнего тепла.

Согласно исследованиям института «Гипронисельпром», для получения оптимальной нормы освещённости в теплице для выращивания рассады, равной 40 Вт/м2, необходимо использовать натриевую лампу мощностью минимум 120 Вт, а для получения нормы освещённости в теплице для выращивания на продукцию, равной 100 Вт/м2, — лампу мощностью минимум 300 Вт. При фотопериоде выращивания рассады 14 часов и выращивания на продукцию 16 часов потребление электроэнергии на 1 м2 составит за сутки величину в несколько кВт/ч. В пересчёте на всю продуктивную площадь теплицы величина потребления электроэнергии лампами выливается в огромное значение, существенно влияющее на рост себестоимости продукции.  Например, цветоводческое тепличное хозяйство средних размеров — около 5 Га — потребляет на освещение столько же энергии, сколько все светильники на МКАД!!! Применение светодиодных светильников может снизить эту величину, как минимум, в 3 раза. Кроме существенно меньшей потребляемой мощности, светодиоды способны обеспечить большее соответствие спектра излучения аграрного светильника спектру эффективности фотосинтеза, что позволяет снизить требуемую мощность излучения на единицу площади теплицы, а, следовательно, и мощность светильника, в результате чего происходит дополнительное снижение потребления электроэнергии и, как следствие, сокращение затрат.

В настоящее время светодиодные светильники для тепличного освещения нашли широкое применение  в сельском хозяйстве в ряде стран (Голландии, Австралии, Великобритании и многих других).

Архитектурно-художественное и рекламное освещение

Светодиодное освещение нашло свое применение в светотехнике, для создания дизайнерского освещения, в специальных современных дизайн-проектах (освещение офисных строений, домов, коттеджей, ландшафтов, бассейнов и т.п.). Но наиболее актуальным остается вопрос именно наружного освещения, поэтому здесь светодиоды «захватывают власть» особенно интенсивно. Их применяют для освещения дорог, улиц, мостов, школ, автостоянок, фасадов зданий т.д.

Преимущества светодиодных светильников:

Сверхдолгий срок службы

Отсутствие нити накала и газоразрядной среды обусловливает продолжительный срок службы светодиодов — до 100 тысяч часов, или 11 лет непрерывной работы! Это в 100 раз больше, чем у лампы накаливания, и в 10–14 раз больше, чем у люминесцентной лампы.

Низкое энергопотребление

Светодиоды являются энергосберегающими источниками света, их использование позволяет существенно экономить электроэнергию по сравнению с накальными и люминисцентными лампами, дюралайтом, неоном.

Предельная экономичность энергопотребления светодиодных светильников получена общим уровнем снижения энергорасходов на 70% по сравнению со светильниками, используемыми в традиционных неэффективных лампах.

Работа при низких температурах

Одним из важных преимуществ светодиодов для эксплуатации в России является устойчивость к воздействию низких температур. Благодаря полупроводниковой природе светодиодов их применение является особенно актуальным в наших климатических условиях.

В условиях низких температур эффективность излучения люминесцентных ламп резко падает. Использование амальгамы решает эту проблему, однако компактные люминисцентные лампы (КЛЛ) с амальгамой достаточно долго «разогреваются» до полной интенсивности. Внутри газоразрядных источников света на морозе происходит вымерзание ртути, и это приводит к снижению яркости свечения. При отрицательных температурах также возникают проблемы с включением неона. Светодиоды лишены этих минусов. Эффективность светодиодов, напротив, даже немного повышается при низких температурах, что делает их незаменимыми для использования в холодильных витринах супермаркетов, холодильниках и в наружном освещении. Диапазон температуры эксплуатации светодиодов от -50 до +60°С.

Стойкость к механическим воздействиям

Отсутствие стеклянных деталей, нитей накаливание и каких-либо наполнений и в отличии от ламп накаливания делает светодиоды устойчивыми к механическим воздействиям, ударам и вибрации.

Это свойство очень важно в условиях промышленности, на транспорте, эскалаторах и в других ситуациях. Светодиоды также широко используются как антивандальное освещение, так как не содержат стекла, что отвечает требованиям безопасности и для детских комнат.

Высокая светоотдача

Яркость светодиодых светильников сравнима с неоновыми. Для сравнения: обычная лампа накаливания дает до 10-25 люмен на 1 Вт потребленной энергии, галогенная – 30-50 Лм/Вт, люминесцентная – 79-90 Лм/Вт, светодиодные – 80-120 Лм/Вт и выше, а в настоящее время разработаны сверхяркие светодиоды, дающие 175-200 Лм/Вт.

Если взять широко используемую для уличного освещения лампу ДНаТ, то она обеспечивает 100 Лм/Вт. Но это лишь при первом включении, когда лампа только пришла с завода. Это как раз равняется светодиоду. Потом, от 1 до 2 тыс. часов работы, в зависимости от производителя, этот показатель снижается на 20%. Далее, ближайшие 5000 часов она достаточно стабильна, в том плане, что стабильно падает и деградирует на 40% от первоначального светового потока.

В «тепличных» условиях эти лампы могут и по 15 лет отлично работать. Но за счет эксплуатации в нашем климате при уличном освещении (от -30 до +30°С), они больше года не живут. Здесь вопрос в том, что кроме всего прочего лампы очень сложно питать. Чтобы светильник был дешевым, его традиционно питают с помощью электромагнитного пускорегулирующего аппарата. Его КПД 50%. О чем это говорит? О том, что когда вы берете лампу мощностью 250 Вт, то в итоге она потребляет 500 Вт. То есть эффективность этого светильника без учета других потерь в первый момент включения не 100 Лм/Вт, а только 50! Плюс потери в рефлекторе на формировании диаграммы. А из-за того, что в России вечно экономят на материалах, стекло засасывается грязью, в итоге он светит еще тусклее, плюс деградация самой лампы и в итоге единственный выход — бороться с этим «высокоэффективным» источником света с помощью светодиодного.

Направленность излучения

Выпускается широкий ассортимент модификаций светодиодов по направленности света с углами рассеяния светового потока от 10 до 140 градусов. Поэтому конструкция светодиодов и светильников не требует специальных отражателей или рассеивателей.

Контролируемость (диммируемость)

Совместимость с электронными системами контроля, которые управляют интенсивностью и цветом светового потока. В то время как лампы накаливания легко совмещаются с диммерами и работают очень эффективно, КЛЛ при подключении диммера не могут регулироваться с полной амплитудой. Минимальный уровень освещенности составляет порядка 30% от максимума.

Светодиодам присуща возможность управления через контроллеры, диммеры, в том числе с плавным изменением яркости и цвета свечения. Управляя интенсивностью и режимом свечения можно достичь эффекта «живого света».

Устойчивость к износу

На продолжительность срока службы обычных ламп накаливания влияет частота включения/выключения. Линейные и компактные люминесцентные лампы служат намного дольше, если их оставляют включенными не меньше, чем на 12 часов. Срок действия светодиодов не зависит от частоты включения/выключения.

Чистота цвета

Возможность получения любого цвета и оттенка излучения светодиодов: например, чистый синий, чистый белый, оранжевый, сине-зеленый и десятки других чистых цветов и оттенков — чего нельзя получить, используя лампы накаливания.

Безинерционность

Моментальное включение — не требуют времени на «разогрев» до полноценного уровня светоотдачи. Это свойство абсолютно незаменимо в освещении на транспортных средствах.

Простой электромонтаж

Легкое крепление к любой поверхности существенно облегчают монтаж, ремонт и, соответственно, связанные с ними расходы.

Маленький размер

Компактные установочные размеры светодиодов наиболее удобны для воплощения в жизнь любых дизайнерских решений. Возможность размещения в любых светильниках. Даже самые крупные светильники на светодиодах, производящие тысячи люменов, все равно остаются более компактными, чем традиционные аналоги. Во многих ситуациях, например, в помещениях с низкими потолками, возможность использования низкопрофильных светодиодных светильников имеет ключевое значение.

Замена существующих источников света

Светотехнические и электрические параметры светодиодов позволяют легко заменить любые ранее установленные источники света и значительно сократить расходы на эксплуатацию и обслуживание.

Высокий уровень электро-  и пожарной безопасности

Исключение опасности пиковой перегрузки электросетей в момент включения светодиодных устройств. Очевидно, что при низком напряжении не требуется применять провода большого сечения с сильной изоляцией.

Малое тепловыделение светодиодов и низкое питающее напряжение дает возможность их широкого применения в различных целях: в детских, учебных, лечебных учреждениях, а также для использования под водой (для подсветки фонтанов, бассейнов, аквариумов).

Экологическая безопасность

Не содержат в своем составе ртути и других вредных веществ. Следовательно, не требуется специальная утилизация.

Не дают побочного ультрафиолетового или инфракрасного излучения, а также отсутствие электромагнитных помех и излучений, что крайне важно в современных условиях жестких экологических норм.

Ультрафиолет губителен для тканей, живописи и кожи человека, а инфоракрасное излучение дает много тепла и может привести к ожогам.

Полное отсутствие мерцания, что обеспечивает высокий комфорт для зрения.

Перспективность

Эффективность применения светодиодов растет, их стоимость непрерывно снижается, а новые технологические усовершенствования приводят к непрерывному увеличению яркости и эффективности светодиодов. Миллиарды долларов тратятся на исследования для изменения технологии светодиодов к лучшему. Это означает, что светодиоды в конечном счете не только заменят традиционное освещение в домах и офисах, но и то, что потребители наконец получат надежные продукты длительного пользования, практически не требующие замены и обслуживания.

Основные выгоды от внедрения светодиодных светильников:

Отсутствие затрат на обслуживание и срок службы 15-20 лет – позволяет первые 5 лет экономить, а все последующие годы – получать реальную прибыль!

Увеличение освещенности за счет увеличения количества светильников на существующих мощностях и кабельных трассах. Человек 80% информации получает через органы зрения, зрительный комфорт напрямую зависит от степени освещенности. Качественная световая среда — создает зону безопасности и визуального комфорта. Каждому знакома смена чувства тревоги и напряжения на уверенность и чувство защищенности при выходе из неосвещенного переулка на освещенную улицу. Статистика однозначно свидетельствует, что в районах с хорошим уровнем освещенности число преступлений в темное время суток значительно ниже, чем в районах с уровнем освещенности ниже норм и тем более, где освещение вообще отсутствует.

Стабильное освещение в зимний период – обеспечивается отсутствием проблем с включением, характерными для всех газоразрядных ламп.

Безопасность движения и сохранение жизней – обеспечивается лучшей видимостью и восприятием глубины пространства за счет бoльшей контрастности (в 400 раз), отсутствие слепящего эффекта за счет, специально сформированного угла светового потока.

Экологическая безопасность – позволяет исключить затраты на специальную утилизацию и сохранить окружающую среду.

Уменьшение сечения кабеля или мощностная разгрузка существующего. На данный момент значительная часть электрических сетей обветшала, и уменьшение нагрузки существенно увеличит их срок службы.

Сохранение электросетей – за счет низких питающих токов (0,34 А) и отсутствия пусковых.

Экономия электроэнергии до 70% – позволяет перераспределить высвободившуюся энергию в «узкие» места и на другие нужды.

РЕАЛЬНАЯ ВЫГОДА

На сегодняшний день для многих владельцев помещений в городе возникла проблема нехватки мощностей. Подведение дополнительных киловатт сулит значительные затраты, да и не всегда возможно. Между тем, во многих случаях системы освещения потребляют более половины всей электроэнергии, и хотя многие уже заменили лампы накаливания на энергосберегающие высвободить требуемые мощности в большинстве случаев не удаётся.

Поскольку светодиодный светильник обладает приблизительно втрое большей эффективностью по сравнению с электролюминесцентными аналогами, решить эту проблему можно. На каждой тысяче квадратных метров освещаемых площадей можно освободить до 20 кВт электричества. И при этом никаких забот по прокладке кабеля, модернизации распределительных шкафов и разводки, которая иногда требует ремонта помещений.

В перспективе, создавая светодиодные системы освещения, можно предложить совершенно новый класс сервиса. Поскольку светодиоды позволяют линейно регулировать яркость практически от нуля и каждый светильник имеет свой источник питания, который может быть управляемым, существует возможность с помощью контроллера построить сложный алгоритм управления светом. Подключённые к нему датчики присутствия полезны для комнат, которые редко посещаются, — для сервисных, коридоров, подсобных помещений и т. п., датчики освещённости помогут автоматически поддерживать яркость света на нужном уровне в том случае, если свет в здании остаётся включённым в течение дня. В результате, вы экономите на потреблении электроэнергии в разы, но не испытываете ни малейшего дискомфорта. В отличие от газоразрядных ламп, светодиоды могут набирать яркость плавно.

Всем давно известно, что сбережение энергии всегда обходится намного дешевле, нежели экстенсивный путь. Сегодня для такого подхода есть реальные возможности. Задача же руководителей — не испугаться разовых вложений, которые потом обернутся немалой выгодой.

Международный опыт. Светодиодные города: практика внедрения

В мировой практике примером одной из наиболее интересных и продуктивных инициатив по продвижению освещения на основе светодиодов является программа под названием LED City. Программа носит международный характер. LED City – это программа совместных действий промышленных предприятий и органов местного самоуправления с целью продвижения, проектирования и внедрения основанного на светодиодах освещения в городах. Разработчики программы LED City заявили, что массовое применение светодиодного освещения позволит: экономить энергию; защищать окружающую среду; сократить расходы на обслуживание; предоставлять освещение лучшего качества, обеспечивающее бóльшую безопасность жителей.

По сообщению Департамента Энергетики США, в Соединенных Штатах на освещение расходуется 22% электроэнергии. В мире постоянно растут цены на энергию, получаемую из топлива минерального происхождения, при этом его доступность сокращается. Одновременно растет заинтересованность в сбалансированном развитии окружающей среды, в связи с чем возникает необходимость революционных изменений в сфере освещения. Источником света, который бы соответствовал этим революционным задачам, являются светодиоды. Их применение позволяет сэкономить 40-70% электроэнергии, используемой для освещения общественных объектов и площадей. Применение светодиодов позволяет сохранять окружающую среду благодаря их долговечности и тем самым способствовать сокращению объема отходов. Вдобавок, светодиоды не содержат ртути и свинца, что значительно упрощает их утилизацию.

По информации Департамента Энергетики США, в течение ближайших 20 лет активное внедрение светодиодного освещения в этой стране даст следующие результаты:

·  сокращение спроса на электроэнергию на 62%,

·  снижение эмиссии СО2 на 258 млн. тонн,

·  отказ от строительства 133 электростанций,

·  экономию в объеме примерно $280 млрд. США.

Программа LED City организована в общемировом масштабе. Большинство ее участников – это города Соединенных Штатов, однако к ней присоединились также города Канады, Италии и Китая.

diomir.ru

Светодиодное освещение — теория, типы и применение светодиодов

Вступление

Можно ли сказать, что светодиодное освещение вытесняет или хотя бы заменяет другие, традиционные типы освещения? Однозначно, нельзя. Причин несколько — высокая цена, масса недостатков, спорные пользовательские характеристики и отсутствие законодательных норм и правил.

Теория светодиодное освещение

Прежде всего, разберемся с теорией светодиодного освещения. Источником света светодиодного освещения является светодиод.

Фото светодиодаподключение светодиода

Светодиод имеет несколько названий, одно из них, наиболее правильно его характеризует. Светодиод это светоизлучающий диод (СИД).

Физика процесса, основана на выделении фотонов электронами диодов при прохождении p-n перехода. То есть, при определенных физических характеристиках p-n перехода, диод начинает излучать в определенном диапазоне спектра.

Стоит отметить, что для освещения используют диоды, излучающие не только в видимой части спектра, но и диоды, излучающие в ультрафиолетовом спектре. Такие диоды покрывают специальным люминофором, который светиться при выделении диодом ультрафиолетового излучения.

Один из крупнейших производителей мощных полупроводниковых светодиодов является компания Cree Inc. Производят они не только светодиоды, но и другие электронные компоненты. Чтобы cree купить, лучше обратиться в компанию специализирующейся на поставке отечественной и зарубежной измерительной техники и электронных компонентов. Это обезопасит от некачественной покупки и долгих ожиданий.

История светодиода

Первый светодиод был изготовлен в 1962 году, в Иллинойском университете, они излучали красный свет низкой интенсивности.

Отмечу, что полупроводниковый прибор диод, был известен ранее 60-х годов прошлого века. Обычный диод не излучает в видимом диапазоне. Видимое излучение начинается при определенной толщине p-n перехода диода и определенных материалах, из которых изготовлены слои p-n перехода.

светодиод

Цвет видимого излучения (длина волны) зависит от применяемого в диоде материала полупроводника. На фото видим красный светодиод.

До 90-х годов, светодиоды не находили применение в технологиях освещения, свет был тусклым и не годным для освещения. Только в 90-х годах, был изготовлен сверхяркий синий световой диод, годный для технологий освещения.

Примечательно, нет светодиодов излучающих белый свет. Чтобы добиться белого светодиодного излучения используется следующие технологии:

1. В паре с цветным светодиодом используется линза, на которую наносят различное люминофорное покрытие. Нанося на линзу голубого светодиода, желтое люминофорное покрытие, получаем белый свет светодиода.
2. Второй способ получить белый свет от светодиода, называется RGB. Смысл очень прост. На единой плате размещаются красные, зеленые, синие светодиоды. Именно по этому, эту технологию называют Red-Green-Blue (RGB). Смешивание этих излучений на линзе светодиода, дает монохромный белый свет. Недостаток RGB метода, слабая цветопередача (индекс CRI).
3. На диод, излучающий невидимое ультрафиолетовое излучение, наносят цветное люминофорное покрытие, получают свет различного цвета.

Светодиоды для освещения

Светодиоды нашли широкое применение не только в освещении. Всем знакомы светодиодные подсветки в мониторах и телевизорах. Тип этих светодиодов называется DIP и Superflux.  У них очень слабый световой поток и они не пригодны для освещения.

Для освещения используются следующие типы светодиодов:

• SMD светодиоды (Surface Mounted Device). Эти светодиоды получили наибольшее распространение. Наиболее популярны типы светодиодов: SMD 5050, 5630, 5730, 3030, 3528, SMD 4014,  Маркировки SMD 3528, 5050, 5630, 5730 означают размер корпуса светодиода, 5050 это размер 5 на 5 мм.
• Мощные светодиоды 10;20;30;50 и 100 вт. Имеют угол рассеивания 140˚ и выполняются на теплоотводящей платформе.

Мощные светодиоды

• Светодиоды COB (Chip on Board). Новое поколение LED освещения, идущее на смену SMD светодиодам с 2014 года. По этой технологии несколько кристаллов размещаются на единой платформе, что позволяет эффективнее отводить тепло и получать большую световую отдачу.

Светодиоды COB

Примечание: Частое упоминание об отводе тепла требует пояснений. В отличие от традиционных ламп, светодиоды не излучают тепло, свет от них фактически холодный, а отдают тепло в p-n переход светодиода. Отсюда потребность, предпринимать шаги по отводу тепла при увеличении мощности светодиода.

Фото 10 ваттного светодиода.

Варианты освещения LED светильниками

Уличное LED освещение. Яркое, мощное освещение готовыми (в сборе) светильниками антивандального исполнения со светодиодами различного типа и высокой IP (степенью защиты корпуса).

Уличный LED светильник

LED лампы для дома и офиса. Лампы, идущие на смену лап накаливания, галогенных и люминесцентных ламп. Имеют стандартные винтовые цоколи E 14 и E27 и цоколи GU5.3, GU10. (читать статью: Типы цоколей светодиодных ламп: маркировка, обозначение, фото)

Фото лампочки LED, цоколиФото лампочки LED, корпуса

LED подсветка, декоративная. Более известна как светодиодная лента.

Лента светодиодная синяя (Blue)

Светодиодные прожектора.

Фото прожектора LED

Grow light освещения для подсветки растений.

Фото LED подсветки растений

Фонарики с LED светом.

LED фонарик

Вывод

Как видите на фото, благодаря компактности светодиодов, их можно «засунуть» в любой стандартный футляр ламп другого типа. Это технически упрощает переход на LED освещение. Однако, есть в светодиодном освещении и недостатки, которые тормозят их повсеместное внедрение:

• Прежде всего, они очень дорогие;
• Требуется отвод тепла для мощных светодиодов;
• Пульсирующий свет светодиодов, плохо влияет на зрение.
• Присутствие эффекта ослепления.

Именно по этому, светодиодное освещение, нашло широкое применение, как освещение декоративное в виде подсветок по потолку и полу, а также в рекламе и садоводстве.

LED светильники активно используются как подсветка лестницы. Они практически незаменимы в частных домах повышенной этажности. Проблема заключается в ночной подсветке лестниц. И здесь отличным решением могут стать LED светильники для лестниц Livolo. По внешнему виду это квадратный светильник небольших размеров, предназначенный для встраивания в стену около ступенек лестниц. По типу освещения это LED светильник, что по определению улучшает освещенность со снижением энергопотребления (их мощность около 1 Вт). Кроме этого, светильники для лестниц Livolo имеют встроенные датчики освещенности, что позволяет автоматизировать их ночное включение.

Кроме этого, светильники для лестниц Livolo имеют встроенные датчики освещенности, что позволяет автоматизировать их ночное включение. Наличие неожиданных, но очень современных и удобных функций характерны для электрооборудования компании Livolo.

Например, бесконтактные и сенсорные выключатели всех типов и диммеры не только украсят любое жилище, но и создадут современные условия для жизни. Интересны и актуальны радиоуправляемые выключатели освещения. Они обеспечить управления светом дома с пульта управления. Вдобавок, к функциональности, розетки и выключатели Livolo выполнены в изящном, современном дизайне, которые невозможно не оценить.

©Ehto.ru

Статьи раздела: Освещение

 

Похожие посты:

ehto.ru

Органические светодиоды — OLED. Работа и особенности. Применение

В последние несколько лет можно было наблюдать резкий всплеск развития технологий в области oled освещения и органических светодиодов. Вызвано это тем, что произошло осознание того, что технологии освещения при помощи органических светодиодов являются будущим данной индустрии. На текущий момент сотни известных и малоизвестных компаний разрабатывают, исследуют и производят OLED-устройства на органических светодиодах. Обороты рынка в данном направлении уже достигли миллиарды долларов. И все только начинается, в будущем органические светодиоды смогут найти большее применение.

Принцип действия

Органические светодиоды (OLED) представляют полупроводниковые приборы, созданные из ряда пленок органического происхождения. При прохождении электрического тока через данное соединение происходит излучение света.

Органический светодиод включает следующие элементы:

 

Подложка выполняется из фольги, стекла или пластика. Анод производится из оксида индия с легированием оловом. В качестве излучающего и проводящего слоя используются низкомолекулярные органические вещества и полимеры. Катод производится из металла в виде алюминия и кальция.

Органические светодиоды работают по следующему принципу:

• На анод подается положительное напряжение, после чего стартует движение электронов к аноду от катода.
• Отдача электронов в излучающий слой приводит к переходу электронов из проводящего слоя к аноду, то есть от анода к проводящему слою отходят носители положительного заряда, называемыми дырками.
• В результате электроны и дырки направляются друг другу навстречу. В месте их контакта будет наблюдаться снижение энергии электронов, благодаря чему будет происходить излучение, то есть свечение.

Особенности органических светодиодов

• Главное свойство органических светодиодов — равномерное распределение по всей площади. Подобная технология приобрела аббревиатуру OLED.
• Принципиальное отличие устройств OLED от аналогов на базе ЖК-технологии кроется в применении органических веществ, которые излучаются под действием электрического поля. В свою очередь свет в ЖК-дисплеях излучается лампой подсветки и направляется через светофильтры и ЖК-матрицы. Благодаря указанной особенности в OLED-дисплеях нет нужды использовать поляризующие пленки, лампу подсветки, а также иные компоненты, которые являются обязательными элементами ЖК-устройств.
• OLED-дисплеи за счет более простой структуры можно сделать невероятно легкими и тонкими. К тому же они способны работать от меньшего напряжения, если сравнивать с ЖК. Также они выделяют незначительное число тепла и выделяются низким уровнем энергопотребления.

Применение

На текущий момент OLED-технология используется в многочисленных узкоспециализированных разработках:

• Для создания специализированных приборов ночного видения.
• Органические дисплеи встраиваются в автомобильные бортовые компьютеры, цифровые фотоаппараты, телефоны в коммерческие OLED-телевизоры (на данный момент преимущественно в переносные).
• Создаются небольшие OLED-дисплеи для лицевых панелей автомагнитол, цифровых индикаторов, карманных цифровых аудиопроигрывателей и тому подобное. Прорабатывается возможность серийного выпуска электронных книг и планшетных компьютеров с OLED-дисплеями.

Рынок OLED-дисплеев медленно, однако достаточно уверенно растет. Среди крупных производителей, использующих органические светодиоды можно отметить LG, RiTdisplay, Pioneer и Samsung. К коммерческому производству готовятся Hitachi, Canon, Matsushita Electric Industrial, Toshiba, Panasonic и многие другие компании.

Достоинства и недостатки  Среди преимуществ применения OLED-технологии в дисплеях можно выделить:

• Если сравнивать с плазменными дисплеями;
  — меньший вес и габариты;
  — возможность создания гибких экранов;
  — сравнительно низкое энергопотребление с сохранением аналогичной яркости изображения;
  — возможность создания экранов, имеющих большое разрешение к размеру;
• Если сравнивать с жидкокристаллическими дисплеями;
  — отсутствие необходимости в подсветке;
  — меньший вес и габариты;
  — мгновенный отклик, полное отсутствие инерционности;
  — большие углы обзора – на дисплее изображение видно с любого угла без потери качества;
  — высокая контрастность;
  — значительный диапазон рабочих температур;
• OLED-дисплеи обеспечивают высокую контрастность (10 000:1 и более).
• OLED-дисплеи могут обеспечить широкий диапазон яркости излучения.
  — для ночной работы — от нескольких кд/м².
  — до высочайшей яркости – более 100 000 кд/м². При этом можно регулировать яркость в широчайшем динамическом диапазоне.
• Энергопотребление у OLED-дисплеев прямо пропорционально площади свечения и яркости. Дисплеи ЖК требуют малой величины тока, но вспомогательные средства, которые обеспечивают ее работу, также могут потреблять энергию.

Среди достоинств самих органических светодиодов можно выделить:

• Низкое энергопотребление.
• Равномерное распределение света по поверхности материала.
• Длительный срок службы.
• Высокий коэффициент полезного действия.
• Более высокая экологичность и энергоэффективность вследствие отсутствия в них тяжелых металлов.
• Мягкий свет, от которого не устают глаза.
• Существенная тонкость, гибкость и долговечность.

Среди недостатков органических светодиодов можно выделить:

• Сравнительно маленький на данный момент срок службы диодов, обеспечивающих некоторые цвета (несколько лет).
• Дороговизна технологии в создании больших OLED-матриц.
• Неотработанная технология.
• Высокая стоимость изготовления.
• Органические материалы, применяемые для создания органических светодиодов, довольно активно контактируют с водой: окисляются и органика. Поэтому требуется надежная герметизация. На данный момент падения и удары подобным экранам противопоказаны.

Ближайшее будущее органических светодиодов рано или поздно удастся разрешить. Сегодня компании активно инвестируют в исследования и само производство. Планируется, что именно органические светодиоды станут основной экранной технологией в конце второго десятилетия XXI века.

• OLED технология является наиболее перспективной для создания трехмерной картинки. При этом многослойное использование органических светодиодов позволит создать не иллюзорную, а по-настоящему трехмерную картинку.
• Повсеместным станет оснащение OLED-панелями в виде элементов декора. Уже сегодня проектировщики создают системы с применением датчиков движения, дабы освещение менялось с учетом движения людей.
• В перспективе все, что казалось фантастическим плодом воображения, станет реальным;
  — невидимые солнечные батареи;
  — мониторы, которые можно поместить в карман;
  — осветительные приборы, не требующих практически никакой энергии;
• Появятся недорогие OLED-дисплеи с высочайшим качеством цветопередачи, широким углом обзора и мгновенным откликом. Они будут иметь минимальные габариты и невероятную легкость.
• Органические светодиоды будут использоваться для освещения операционных, а также применяться в оборудовании медицинского назначения.
• Военное применение.
• Светящаяся одежда.

Похожие темы:

electrosam.ru