وبلاگ در باره افشای طول عمر LED: افسانه 50000 ساعته

نورپردازی LED (دیود ساطع کننده نور) به عنوان یک فناوری روشنایی انقلابی ظهور کرده است که در سال های اخیر مورد قبول جهانی قرار گرفته است. در مقایسه با لامپ‌های رشته‌ای سنتی، لامپ‌های هالوژن و لامپ‌های فلورسنت فشرده (CFL)، نورپردازی LED مزایای قابل‌توجهی در بهره‌وری انرژی، طول عمر و سازگاری با محیط‌زیست دارد. این مقاله به سبک دایره‌المعارفی، کاوشی جامع در مورد فناوری روشنایی LED ارائه می‌کند که اصول کار، توسعه تاریخی، کاربردها، عوامل مؤثر بر طول عمر و روندهای آینده را پوشش می‌دهد.

در قلب فناوری LED، مواد نیمه هادی قرار دارند - موادی با رسانایی الکتریکی بین هادی ها و عایق ها که می توانند دقیقاً از طریق دوپینگ با ناخالصی های خاص کنترل شوند. یک LED از دو ماده نیمه هادی مجزا تشکیل شده است:

• نیمه هادی نوع P:ایجاد شده توسط دوپینگ با عناصر سه ظرفیتی (به عنوان مثال، بور، گالیوم) که "سوراخ" با بار مثبت در ساختار اتمی ایجاد می کند.
• نیمه هادی نوع N:با دوپینگ با عناصر پنج ظرفیتی (مانند فسفر، آرسنیک) که الکترون‌های آزاد حامل بار منفی را وارد می‌کنند، تشکیل می‌شود.

هنگامی که این انواع نیمه هادی با هم ترکیب می شوند و یک اتصال PN را تشکیل می دهند و ولتاژ رو به جلو (مثبت به نوع P، منفی به نوع N) دریافت می کنند، الکترون ها و حفره ها در محل اتصال دوباره ترکیب می شوند. این نوترکیب انرژی را به صورت فوتون - ذرات اساسی نور - آزاد می کند. انرژی فوتون (و در نتیجه رنگ نور) به انرژی باند باند نیمه هادی بستگی دارد، با مواد مختلف که طول موج های متفاوتی تولید می کنند:

یک LED استاندارد شامل سه عنصر اصلی است:

1. تراشه:هسته نیمه هادی ساطع کننده نور
2. قاب سرب:اتصالات الکتریکی و مسیر اتلاف گرما
3. کپسولاسیون:محفظه محافظ (معمولا رزین اپوکسی، سیلیکون یا سرامیک) که همچنین انتشار نور را کنترل می کند

پایه و اساس فناوری LED به سال 1907 برمی گردد، زمانی که دانشمند بریتانیایی هنری جوزف راند برای اولین بار نورتابی الکتریکی را در نیمه هادی ها مشاهده کرد. با این حال، ال‌ای‌دی‌های اولیه کمترین کارایی و روشنایی را نشان دادند و کاربردهای عملی را محدود کردند تا اینکه در دهه 1960 مهندس آمریکایی نیک هولونیاک جونیور اولین LED با طیف مرئی (قرمز) را توسعه داد.

دهه 1990 نقطه عطفی با توسعه ال ای دی های آبی با روشنایی بالا توسط محقق ژاپنی شوجی ناکامورا بود. این نوآوری با ایجاد امکان تولید نور سفید از طریق LED های آبی همراه با فسفر زرد، «مشکل رنگ» را حل کرد. فرمول‌های قابل تنظیم فسفر امکان کنترل دقیق دمای رنگ را فراهم می‌کنند و نور LED را برای کاربردهای مختلف قابل اجرا می‌سازد.

با کاهش هزینه های تولید در قرن بیست و یکم، روشنایی LED در برنامه های مسکونی، تجاری، خودرو و نمایشگر گسترش یافت و صنعت روشنایی جهانی را متحول کرد.

• بهره وری انرژی:80٪ از انرژی الکتریکی را به نور تبدیل می کند (در مقابل 5-10٪ برای لامپ های رشته ای)
• طول عمر بیشتر:کارکرد 25000-50000 ساعت (در مقابل 1000-2000 لامپ های سنتی)
• مزایای زیست محیطی:ساخت و ساز بدون جیوه و کاهش ردپای کربن
• کنترل دینامیک:از قابلیت های کم نور و تغییر رنگ پشتیبانی می کند
• ماندگاری:ساختار حالت جامد در برابر لرزش و آسیب ضربه مقاومت می کند

منازل مسکونی (لامپ ها، لوله ها، نورافکن ها)، تجاری (چراغ های شبکه ای، چراغ های پایین) و روشنایی اداری (آویز، لامپ های کاری)

چراغ های خیابان، روشنایی تونل، نورپردازی معماری (نما، ویژگی های منظره)

چراغ‌های جلو (نور پایین/بالا، DRL)، چراغ‌های عقب (ترمز/راهنما)، روشنایی داخلی

نور جراحی، سیستم های رشد گیاهان، روشنایی آکواریوم و نمایشگرهای با وضوح بالا

چندین متغیر بر طول عمر LED تأثیر می گذارد:

• دما:گرمای بیش از حد تخریب را تسریع می‌کند (هیت سینک‌های موثر حیاتی هستند)
• جریان/ولتاژ:عملکرد فراتر از مشخصات رتبه بندی شده باعث کاهش طول عمر می شود
• شرایط محیطی:رطوبت باعث ایجاد خوردگی می شود
• کیفیت ساخت:استانداردهای قطعات و مونتاژ به طور قابل توجهی بر دوام تأثیر می گذارد
• الگوهای استفاده:تعویض مکرر و چرخه رنگ باعث افزایش سایش می شود

تحقیقات در حال انجام با هدف افزایش کارایی نوری (لومن بر وات) است.

سیستم‌های روشنایی تطبیقی ​​مجهز به اینترنت اشیا با سنجش محیطی

ادغام با قابلیت های نظارت بر سلامت/محیط زیست

خروجی طیفی قابل تنظیم برای پشتیبانی از ریتم شبانه روزی و ترجیحات زیبایی شناختی

• شار نورانی:مجموع نور خروجی (لومن)
• دمای رنگ:رنگ روشن (کلوین)
• CRI (شاخص رندر رنگ):متریک دقت رنگ (0-100)
• راننده:مدار تنظیم قدرت

روشنایی LED نشان دهنده یک فناوری تحول آفرین است که همچنان به تکامل خود ادامه می دهد و راه حل های روشنایی پایدار و سازگار را ارائه می دهد. با پیشرفت تحقیقات، LED ها احتمالا نقش حیاتی فزاینده ای در حفظ انرژی و کاربردهای نورپردازی نوآورانه در سراسر جهان ایفا خواهند کرد.