Was Sie nicht über LEDs wissen
LED ist ein Halbleiterbauelement, das die Energie eines elektrischen Stroms in Licht umwandelt, dessen Basis ein emittierender Kristall ist. Basierend auf Halbleiterkristallen mit emittierenden pn-Übergängen werden verschiedene Modifikationen von LED-Strukturen entwickelt. Mit steigender Effizienz von LEDs steigt auch die Zahl der Einsatzmöglichkeiten.
Aufbau und Anwendung von LEDs
LEDs werden aus Schichten von Halbleitermaterialien hergestellt. Die LED besteht aus einem Halbleiterkristall auf einem Substrat, einem Gehäuse mit Kontaktdrähten und einem optischen System. Die leistungsstarken LED-Gehäuse verfügen außerdem über einen Kühlkörper zur Ableitung überschüssiger Wärme.
Die moderne LED ist ein recht komplexes Halbleiterbauelement, bei dessen Herstellung verschiedene Technologien aus den Bereichen Physik, Chemie und Elektrotechnik zum Einsatz kommen. Die Basis jeder LED ist ein Kristall-LED-Chip.
LEDs in SMD- und COB-Technologie werden direkt auf einen gemeinsamen Sockel montiert (geklebt), der als Kühlkörper dienen kann – in diesem Fall aus Metall. das ist wie LED-Moduledie linear, rechteckig oder kreisförmig, 50–75 mm, starr oder flexibel sein können und so gestaltet sind, dass sie jeden Wunsch des Designers erfüllen.
Früher gab es viele LEDs in LED-Modulen. Mit steigender Leistung werden die LEDs nun immer weniger, dafür spielt das optische System, das den Lichtstrom in den gewünschten Raumwinkel lenkt, eine immer wichtigere Rolle.
Möglichkeiten, weißes Licht von LEDs zu erhalten:
1. Die erste Methode besteht darin, Farben mithilfe der RGB-Technologie zu mischen. Rote, blaue und grüne LEDs sind dicht auf einer Matrix angeordnet, deren Strahlung über ein optisches System, beispielsweise eine Linse, gemischt wird. Das Ergebnis ist weißes Licht.
2. Die zweite Methode besteht darin, dass auf der Oberfläche der im ultravioletten Bereich emittierenden LED drei Leuchtstoffe aufgebracht werden, die jeweils blaues, grünes und rotes Licht emittieren. Dies ähnelt dem Aufleuchten einer Leuchtstofflampe.
3. Die dritte Methode – gelbgrüner oder grüner plus roter Leuchtstoff wird auf eine blaue LED aufgetragen, sodass zwei oder drei Emissionen gemischt werden, um weißes oder nahezu weißes Licht zu erzeugen.
Anwendung von LEDs
Die ersten LEDs erschienen in den 1970er Jahren, verbreiteten sich jedoch nach einigen Jahrzehnten.
Moderne LEDs zeichnen sich durch geringe Abmessungen, Langlebigkeit, lange Lebensdauer, gute optische Eigenschaften und eine hohe Strahlungsquantenausbeute aus. Im Gegensatz zu vielen anderen Lichtquellen können LEDs elektrische Energie effizient in Lichtenergie umwandeln. nahe bei eins.
Das Angebot an LED-Technologie erweitert sich von Tag zu Tag.Dies ist vor allem auf ihre Energieeffizienz und den geringen Stromverbrauch bei hoher Lichtausbeute zurückzuführen.
LEDs sind mittlerweile zu kommerziell hergestellten Lichtquellen für eine Vielzahl von Beleuchtungsanwendungen geworden. Möglich wurde dies durch den relativ schnellen Anstieg der Energieleistung, Zuverlässigkeit und Haltbarkeit von LEDs.
Der geringe Verbrauch an elektrischer Energie, die einfache Strahlformung mittels Sekundäroptik, die einfache Steuerung und vor allem die spezifische Wahrnehmung der Strahlung durch das Auge machen LEDs für die Erzeugung von Lichtquellen unverzichtbar.
Hochleistungs-LED-Gerät
Die leistungsstarke LED hat drei Eigenschaften:
1. Es enthält einen Kühlkörper aus Aluminium oder Kupfer mit geringem Wärmewiderstand, an dem der Kristall mit Metalllot befestigt ist.
2.Der LED-Kristall ist mit Silikon versiegelt, so dass während des Betriebs keine mechanischen Belastungen auftreten. Das Silikon ist mit einer Kunststoffbeschichtung überzogen, die als Linse fungiert.
3. Das Siliziumsubstrat, auf dem die LED befestigt ist, bietet der Struktur ESD-Schutz.
Mehrere Chips auf einem einzigen Substrat können in Reihe geschaltet werden, um die Betriebsspannung zu erhöhen und gleichzeitig die Betriebsströme zu reduzieren.
Das Design der LED bestimmt die Richtung, räumliche Verteilung, Emissionsintensität, elektrische, thermische, energetische und andere Eigenschaften der Emission eines Halbleiterkristalls. Und natürlich die gegenseitige Beeinflussung all dieser Parameter aufeinander.
Eine LED ist ein Halbleiter und leitet daher elektrischen Strom nur in eine Richtung, was von einem unerfahrenen Elektriker berücksichtigt werden muss. Das ist die ganze Schwierigkeit, denn es stellt sich heraus, dass die LED es überhaupt nicht mag, wenn sie direkt an die Stromquelle angeschlossen wird. Das Problem besteht darin, dass die LEDs die Maßnahme nicht erkennen, indem sie anfangen, Energie zu verbrauchen, und daher sofort durchbrennen. Um der Diode die nötige Energiemenge zu „liefern“, werden spezielle Begrenzer, besser bekannt als Widerstände, verwendet.
Um die Anoden- und Kathodendrähte richtig zu bestimmen, müssen Sie die Länge ihrer Schenkel abschätzen. Es ist allgemein anerkannt, dass der Anodenschenkel etwas länger sein sollte als der Kathodenschenkel. Wenn Sie Erfahrung im Löten von LEDs haben, ist die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung minimiert, für Elektrikeranfänger kann es jedoch zu einer Überhitzung kommen. Die ersten Dioden können gelötet werden, indem man eines ihrer Beine mit einer Pinzette festhält – so wird überschüssige Wärme effizient abgeführt.
Viele Menschen glauben fälschlicherweise, dass die Farbe der LED durch die Farbe des Kunststoffs bestimmt wird, in den sie „eingenäht“ ist. Tatsächlich ist alles etwas komplizierter und die Farbe, mit der die Diode leuchtet, wird durch die Art des bei ihrer Herstellung verwendeten Halbleitermaterials bestimmt. Deshalb unterscheiden sich LEDs mit unterschiedlichen Lichtfarben im Preis. Rote LEDs sind am günstigsten, da sie am häufigsten zur Anzeige verwendet werden, aber die teuersten LEDs sind Blau und Weiß. Die Beleuchtungstechnik entwickelt sich ständig weiter und daher kommen immer mehr neue Dioden auf den Markt.
Wenn Sie schnell die Funktionalität der LED testen möchten, können Sie diese über einen 1K-Widerstand anschließen, da dieser fast alle Dioden bis 12V aufnimmt.
Mehrfarbige Glühbirnen, die bei der Herstellung von Außenmonitoren und Raupenketten verwendet werden, kombinieren Halbleitermaterialien, die bei Stromzufuhr grün und rot emittieren. Durch Veränderung der Anzahl und Frequenz der Impulse sowie der Helligkeit der Halbleiter lässt sich eine große Vielfalt an Farben und Schattierungen erzielen.
Es wird grundsätzlich davon abgeraten, mehrere LEDs über einen einzigen Widerstand parallel zu schalten, da dies aufgrund einiger Eigenschaften zu einer Verkürzung der Lebensdauer führen kann. Heutzutage werden LEDs sowohl von kleinen Unternehmen als auch von Giganten in der Welt der Lichttechnik häufig eingesetzt. Wenn Sie mehr über Elektrizität und die Besonderheiten der Arbeit mit LEDs erfahren möchten, lesen Sie die Informationen auf unserer Website sorgfältig durch.