Diode électroluminescente, appelé LED en abrégé, fait référence à une diode semi-conductrice composée de composés contenant du gallium (Géorgie), arsenic (Comme), phosphore (P.), azote (N), etc., qui peut convertir l'énergie électrique en énergie lumineuse.
La lumière visible peut être rayonnée lorsque les électrons et les trous se recombinent, ils peuvent donc être utilisés pour fabriquer des diodes électroluminescentes. Il est utilisé comme voyant lumineux dans les circuits et les instruments, ou comme affichage de texte ou de chiffres. Les diodes à l'arséniure de gallium émettent une lumière rouge, les diodes au phosphure de gallium émettent une lumière verte, les diodes en carbure de silicium émettent une lumière jaune, et les diodes au nitrure de gallium émettent de la lumière bleue. En raison des propriétés chimiques, il est divisé en diode électroluminescente organique OLED et diode électroluminescente inorganique LED.
C'est un type de diode semi-conductrice qui convertit l'énergie électrique en énergie lumineuse. Comme des diodes ordinaires, les diodes électroluminescentes sont composées d'une jonction PN et ont également une conductivité unidirectionnelle. Lorsqu'une tension directe est appliquée à la diode électroluminescente, les trous injectés de la région P vers la région N et les électrons injectés de la région N vers la région P sont respectivement connectés aux électrons de la région N et aux trous de la région P à quelques microns près de la jonction PN. Recombinaison de trous, entraînant une émission spontanée de fluorescence. Les états énergétiques des électrons et des trous sont différents selon les matériaux semi-conducteurs. La quantité d'énergie libérée lorsque les électrons et les trous se recombinent varie, et plus il y a d'énergie libérée, plus la longueur d'onde de la lumière émise est courte. Les diodes qui émettent du rouge sont couramment utilisées, vert, ou lumière jaune. La tension de claquage inverse des LED est supérieure à 5 volts. Sa courbe caractéristique volt-ampère avant est très raide, et la résistance de limitation de courant doit être connectée en série pour contrôler le courant à travers la diode. La résistance de limitation de courant R peut être calculée par la formule suivante: R=(EUF－UF)/SI
Où E est la tension d'alimentation, UF est la chute de tension directe de la LED, et IF est le courant de fonctionnement normal de la LED. La partie centrale d'une diode électroluminescente est une plaquette composée d'un semi-conducteur de type P et d'un semi-conducteur de type N.. Il existe une couche de transition entre le semi-conducteur de type P et le semi-conducteur de type N, ce qu'on appelle une jonction PN. Dans la jonction PN de certains matériaux semi-conducteurs, lorsque les porteurs minoritaires injectés se recombinent avec les porteurs majoritaires, l'excès d'énergie sera libéré sous forme de lumière, convertissant ainsi directement l'énergie électrique en énergie lumineuse. Lorsqu'une tension inverse est appliquée à la jonction PN, il est difficile pour les porteurs minoritaires de s'injecter, donc il n'émet pas de lumière. Ce type de diode réalisée selon le principe de l'électroluminescence par injection est appelée diode électroluminescente., communément appelé LED. Quand il est en état de marche avant (c'est, la tension directe est appliquée aux deux extrémités), lorsque le courant circule de l'anode à la cathode de la LED, le cristal semi-conducteur émet une lumière de différentes couleurs, de l'ultraviolet à l'infrarouge, et l'intensité de la lumière est liée au courant.
Voici les matériaux semi-conducteurs inorganiques utilisés dans les diodes électroluminescentes traditionnelles et les couleurs qu'elles émettent.
LED blanche
À ce moment-là, Shuji Nakamura, qui travaillait chez Nichia Corporation au Japon, a inventé une LED bleue avec une valeur d'application commerciale basée sur des matériaux semi-conducteurs à large bande interdite, le nitrure de gallium (GaN) et nitrure d'indium et de gallium (InGaN). Les LED de type LED ont été largement utilisées à la fin des années 1990. Théoriquement, Les LED bleues combinées aux LED rouges d'origine et aux LED vertes peuvent produire une lumière blanche., mais les LED blanches sont rarement produites de cette manière.
La plupart des LED blanches actuellement produites sont réalisées en recouvrant une LED bleue (proche UV, longueur d'onde 450 nm à 470 nm) avec un revêtement de phosphore jaune clair. Ce phosphore jaune est généralement obtenu par dopage de grenat d'yttrium et d'aluminium dopé au cérium. (Ce3+:YAG) les cristaux sont broyés en poudre et mélangés dans un liant dense. Lorsque la puce LED émet de la lumière bleue, une partie de la lumière bleue sera efficacement convertie par le cristal en une lumière principalement jaune à large spectre (le centre du spectre est à environ 580 nm). (En fait, le YAG monocristallin dopé au Ce est davantage considéré comme un scintillateur que comme un phosphore.) Puisque la lumière jaune stimule les récepteurs rouges et verts à l’œil nu, il se mélange à la lumière bleue de la LED elle-même, ça ressemble à de la lumière blanche , et sa couleur est souvent appelée “clair de lune blanc”. Cette méthode de fabrication de LED blanches a été développée par Nichia Corporation et est utilisée dans la production de LED blanches depuis 1996. Pour ajuster la couleur de la lumière jaunâtre, d'autres métaux des terres rares, le terbium ou le gadolinium, peuvent être utilisés pour remplacer le cérium (Ce) dopé en Ce3+:YAG, et même une partie ou la totalité de l'aluminium du YAG peut être remplacée. En raison de ses caractéristiques spectrales, les objets rouges et verts n'auront pas l'air aussi vifs sous ce type d'éclairage LED que lorsqu'ils sont éclairés par une source lumineuse à large spectre. En outre, en raison de la variation des conditions de production, la température de couleur du produit fini de cette LED n'est pas uniforme, allant du jaune chaud au bleu froid, il sera donc distingué selon ses caractéristiques au cours du processus de production.
Une autre méthode de fabrication de LED blanches s'apparente un peu à une lampe fluorescente. Les LED qui émettent une lumière proche de l'ultraviolet sont recouvertes d'un mélange de deux luminophores, l'un est l'europium qui émet de la lumière rouge et bleue, et l'autre émet une lumière verte. Cuivre et aluminium dopés au sulfure de zinc (ZnS). Cependant, puisque les rayons ultraviolets peuvent fissurer et détériorer la résine époxy présente dans l'adhésif, la production est plus difficile et la durée de vie est plus courte. Par rapport à la première méthode, c'est moins efficace et génère plus de chaleur (parce que le StokesShift est plus grand), mais l'avantage c'est que les caractéristiques du spectre sont meilleures, et la lumière produite est plus belle. Et en raison de la puissance plus élevée de la LED de lumière ultraviolette, bien que son efficacité soit inférieure à celle de la première méthode, la luminosité de sortie est similaire. La dernière méthode de fabrication de LED blanches n'utilise pas de luminophores. Une nouvelle approche consiste à faire croître une couche épitaxiale de ZnSe sur un séléniure de zinc. (ZnSe) substrat. Une fois électrifié, sa zone active émettra une lumière bleue et le substrat émettra une lumière jaune, qui est une lumière blanche lorsqu'elle est mélangée.
polarité
Le plus long des deux fils de la diode électroluminescente est le pôle positif, qui doit être connecté au pôle positif de l'alimentation. Les deux fils de certaines diodes électroluminescentes ont la même longueur, mais il y a une langue relevée sur la coquille, et le fil près de la langue est le pôle positif.
Assemblage de circuits imprimés LED
Conductivité unidirectionnelle des LED
La LED ne peut être allumée que (énergique) dans une direction, ce qu'on appelle le biais direct (tension de polarisation directe). Quand le courant passe, les électrons et les trous s'y recombinent pour émettre une lumière monochromatique, ce qu'on appelle l'effet d'électroluminescence. , et la longueur d'onde et la couleur de la lumière sont liées au type de matériau semi-conducteur utilisé et aux impuretés élémentaires dopées. Il présente les avantages d’un rendement élevé, longue durée de vie, pas facile à casser, vitesse de commutation élevée, haute fiabilité, etc.. que les sources lumineuses traditionnelles ne peuvent pas égaler. L'efficacité lumineuse des LED à lumière blanche a été considérablement améliorée ces dernières années. En même temps, le prix d'achat par millier de lumens a également considérablement baissé en raison de la concurrence entre les fabricants entrant sur le marché. Même si de plus en plus de personnes utilisent l'éclairage LED pour les bureaux, meubles, décoration, des panneaux et même des lampadaires, techniquement, l'efficacité de conversion photoélectrique des LED (le rapport entre l'éclairement effectif et la consommation d'électricité) est encore inférieur à celui des nouvelles lampes fluorescentes. L’orientation du développement futur de l’usage civil dans le pays.
Caractéristiques
Par rapport aux ampoules à incandescence et aux lampes au néon, les caractéristiques des diodes électroluminescentes sont: la tension de fonctionnement est très basse (certains ne font que quelques volts); Bien, haute fiabilité, longue durée de vie; en modulant la force du courant qui passe, l'intensité de la luminescence peut être facilement modulée. En raison de ces caractéristiques, les diodes électroluminescentes sont utilisées comme sources de lumière dans certains équipements de contrôle photoélectrique et comme affichages de signaux dans de nombreux appareils électroniques. Transformez son noyau de tube en forme de bande, et utiliser 7 tubes électroluminescents en forme de bande pour former un tube numérique semi-conducteur à 7 segments. Chaque tube numérique peut afficher 0-9, 10 Chiffres arabes et A, B, C, D, E , F et autres lettres (doit être sensible à la casse).
Paramètre
Plusieurs aspects importants des paramètres optiques des LED sont: flux lumineux, efficacité lumineuse, intensité lumineuse, répartition de l'intensité lumineuse, et longueur d'onde.
Efficacité lumineuse et flux lumineux
L'efficacité lumineuse est le rapport entre le flux lumineux et la puissance électrique, et l'unité est généralement lm/W. L'efficacité lumineuse représente les caractéristiques d'économie d'énergie de la source lumineuse, qui est un indice important pour mesurer les performances des sources lumineuses modernes.
Intensité lumineuse et répartition de l'intensité lumineuse
L'intensité lumineuse d'une LED est un signe de son intensité lumineuse dans une certaine direction. Étant donné que l'intensité lumineuse des LED varie considérablement selon les angles spatiaux, nous avons étudié les caractéristiques de répartition de l'intensité lumineuse des LED. Ce paramètre a une grande importance pratique et affecte directement l'angle de vision minimum du dispositif d'affichage à LED. Par exemple, pour les grands écrans couleur LED dans les sites sportifs, si la plage de distribution du tube unique LED sélectionné est très étroite, alors le public faisant face à l'écran sous un angle relativement grand verra des images déformées. Et les feux de signalisation nécessitent également qu'un plus grand nombre de personnes soient capables d'identifier.
Longueur d'onde
Pour les caractéristiques spectrales des LED, on regarde principalement si sa monochromaticité est bonne, et nous devrions également faire attention à savoir si les couleurs principales du rouge, jaune, bleu, vert, et les LED blanches sont pures. Parce qu'à de nombreuses reprises, comme les feux de circulation, les exigences de couleur sont relativement strictes. Cependant, on observe que certains feux de signalisation LED en Chine sont bleu verdâtre, et le rouge est rouge foncé. De ce phénomène, notre recherche spéciale sur les caractéristiques spectrales des LED est très nécessaire et significative.
Développer
Histoire
Diode électroluminescente (Anglais: Diode électroluminescente, appelé LED) est un composant électronique semi-conducteur capable de convertir l'énergie électrique en énergie lumineuse. Ce type de composant électronique est apparu dès 1962. Au début, il ne pouvait émettre qu'une lumière rouge avec une faible luminosité. Plus tard, d'autres versions de lumière monochromatique ont été développées. Aujourd'hui, la lumière qui peut être émise a recouvert la lumière visible, rayons infrarouges et rayons ultraviolets, et la luminosité a également augmenté considérablement. de luminosité. Et l'utilisation a également été utilisée comme voyants lumineux, panneaux d'affichage, etc.. dès le début; avec l'avancée continue de la technologie, les diodes électroluminescentes ont été largement utilisées dans les écrans, Décoration et éclairage d'éclairage TV.
S'orienter
Avec le développement continu de l'industrie, avancées technologiques, et une promotion vigoureuse des candidatures, l'efficacité lumineuse des LED s'améliore également constamment, et le prix baisse constamment. L'émergence de nouveaux noyaux de tubes combinés a également augmenté continuellement la puissance d'un seul tube LED. (module). Grâce aux efforts continus de recherche et de développement de la part de nos pairs, percées dans les nouvelles conceptions optiques, et développement de nouveaux types de lampes, la situation des produits uniques devrait encore s'inverser. L'amélioration du logiciel de contrôle rend également l'utilisation de l'éclairage LED plus pratique.. Ces changements progressifs reflètent tous les larges perspectives des diodes électroluminescentes LED dans les applications d'éclairage..
La LED est appelée la source lumineuse de quatrième génération, qui a les caractéristiques d’économie d’énergie, protection de l'environnement, sécurité, longue durée de vie, faible consommation d'énergie, feu doux, haute luminosité, étanche, miniature, antichoc, gradation facile, faisceau concentré, entretien facile, etc., et peut être largement utilisé dans diverses indications, affiche, décorations, rétroéclairages, éclairage général et autres domaines.
Avantages des LED: efficacité de conversion électro-optique élevée (proche de 60%, protection de l'environnement vert, longue durée de vie (jusqu'à 100,000 heures), basse tension de fonctionnement (environ 3V), aucune perte de vie après des commutations répétées, petite taille, moins de génération de chaleur, haute luminosité, durable, Lumière facile à régler, différentes couleurs, faisceau concentré et stable, pas de retard au démarrage;
Inconvénients de la LED: coût initial élevé, mauvais rendu des couleurs, faible efficacité des LED haute puissance, entraînement à courant constant (nécessite un circuit de commande dédié). En revanche, il y a certains défauts dans divers éclairages traditionnels.
Lampe à incandescence: faible efficacité de conversion électro-optique (à propos 10%), courte vie (à propos 1000 heures), température de chauffage élevée, couleur unique et basse température de couleur;
Lampes fluorescentes: faible efficacité de conversion électro-optique (à propos 30%), nocif pour l'environnement (contient des éléments nocifs comme le mercure, environ 3,5 à 5 mg/pièce), luminosité non réglable (la basse tension ne peut pas démarrer et briller), rayonnement ultraviolet, phénomène de scintillement, démarrage lent, le prix des matières premières des terres rares augmente (la poudre de phosphore représente 60 à 70 % du coût de 10%), des commutations répétées affectent la durée de vie; le volume est grand.
Lampes à décharge à gaz haute pression: grande consommation d'énergie, utilisation dangereuse, courte vie, problèmes de dissipation thermique, principalement utilisé pour l'éclairage extérieur.
En octobre 13, 2018, Huang Wei, un académicien de l'Académie chinoise des sciences, et l'équipe du professeur Wang Jianpu de l'école a augmenté l'efficacité quantique externe des diodes électroluminescentes à pérovskite (LED) à 20.7%, ce qui représentait près de la moitié des homologues internationaux. Les résultats ont été récemment publiés dans la revue académique internationale “Nature “Numéro principal publié
Le statu quo
Dans les années 1990, La technologie LED a fait de grands progrès, non seulement l'efficacité lumineuse surpassait les lampes à incandescence, mais l'intensité lumineuse a atteint le niveau de la bougie, et la couleur couvrait également tout le spectre visible du rouge au bleu. La révolution technologique au niveau des sources lumineuses a conduit à diverses nouvelles applications, tels que les feux de signalisation automobiles, feux de signalisation, grands écrans d'affichage couleur extérieurs, et sources d'éclairage spéciales.
Applications des diodes électroluminescentes:
Avec les progrès de la haute luminosité et du multicolore des diodes électroluminescentes, le champ d'application s'élargit également. Du voyant de flux lumineux inférieur à l'écran d'affichage, de l'écran d'affichage extérieur à la lampe de signalisation à flux lumineux moyen et à la source de lumière blanche d'éclairage spécial, et enfin développé pour la source d'éclairage général à flux lumineux élevé dans le coin supérieur droit. L'année 2000 est la ligne de démarcation du temps. Dans 2000, tous les problèmes d'affichage du signal couleur et les problèmes d'éclairage ont été résolus, et des applications d'éclairage spéciales avec un flux lumineux faible et moyen ont commencé, et comme éclairage général L'application d'un éclairage à lumière blanche avec un flux lumineux élevé semble prendre un certain temps, et cela ne peut être réalisé qu'en augmentant encore le flux lumineux. Bien sûr, c'est aussi un processus, qui se réalisera progressivement avec l'augmentation de la luminosité et la diminution du prix.
Affichage LED
Depuis le milieu des années 1980, il y a eu des écrans d'affichage monochromes et multicolores, initialement des écrans de texte ou des écrans d'animation. Au début des années 1990, le développement de la technologie informatique et de la technologie des circuits intégrés a permis de réaliser la technologie vidéo des écrans d'affichage LED. Les images TV sont directement affichées sur l'écran. Surtout au milieu des années 1990, des LED bleues et vertes à ultra haute luminosité ont été développées avec succès et mises en production rapidement, ce qui a considérablement élargi l'application des écrans extérieurs, avec une superficie allant de 100 à 300 mètres carrés. Actuellement, Les écrans LED sont utilisés dans les stades, Carrés, venues, même les rues, et les centres commerciaux ont été largement utilisés. L'écran couleur du Nasdaq sur Times Square aux États-Unis est le plus célèbre. La zone de l'écran est 120 pieds x 90 pieds, ce qui équivaut à 1005m. Il est composé de LED vertes et rouges. En outre, il représente également une part importante dans les analyses du marché des valeurs mobilières, écrans de taux de change bancaires, écrans de taux d'intérêt, etc.. Récemment, il s'est également beaucoup développé dans les écrans d'information des autoroutes et des routes surélevées. Des diodes électroluminescentes sont utilisées à cet effet. L'application dans ce domaine est devenue à grande échelle, former une nouvelle industrie, et peut s'attendre à une croissance relativement stable.
Feux de signalisation
Les feux de navigation utilisent des LED comme sources lumineuses depuis de nombreuses années, et le travail actuel consiste à les améliorer et à les perfectionner. Les feux de circulation routière ont fait de grands progrès ces dernières années, avec un développement technologique rapide et un développement d'applications rapide. La Chine compte actuellement environ 40,000 séries de commandes par an. En Californie, les États-Unis ont remplacé 50,000 ensembles de feux de signalisation à source lumineuse traditionnelle avec feux de circulation à LED dans un délai d'un an l'année dernière. Selon l'effet d'utilisation, les effets de la longue vie, les économies d'énergie et l'absence d'entretien sont évidentes. À l'heure actuelle, la longueur d'onde maximale de l'émission de lumière LED est rouge 630 nm , jaune 590nm, vert 505nm. Il convient de noter que le courant de commande ne doit pas être trop important, sinon les conditions de température élevée sous le soleil d'été affecteront la durée de vie de la LED.
Récemment, les feux de signalisation spéciaux à LED pour aéroports utilisés dans les aéroports comme balises lumineuses, des projecteurs et des lumières omnidirectionnelles ont également été utilisés avec succès, et les résultats sont très bons. Il dispose de droits de propriété intellectuelle indépendants et a été approuvé pour deux brevets. Il a une bonne fiabilité. , économiser de l'électricité, sans entretien, peut être popularisé et appliqué à divers aéroports, remplacer les anciens feux de signalisation utilisés depuis des décennies, non seulement une luminosité élevée, mais aussi à cause de la bonne pureté de la couleur de la lumière LED, il est particulièrement lumineux et permet d'identifier facilement les signaux.
En raison de la grande variété de feux de signalisation utilisés dans les chemins de fer, l'intensité lumineuse et l'angle de vue requis sont également différents. Actuellement, ils sont intensivement développés. On estime qu'ils seront développés et utilisés avec succès les uns après les autres.. A en juger par la quantité, c'est aussi un marché assez important.
Feux de voiture
Des LED ultra-lumineuses peuvent être transformées en feux stop, feux arrière et feux de direction des voitures, et peut également être utilisé pour l'éclairage des instruments et l'éclairage intérieur. Elle présente des avantages évidents par rapport aux lampes à incandescence en termes de résistance aux vibrations, économie d'énergie et longue durée de vie. Il est utilisé comme feux stop , Son temps de réponse est de 60ns, ce qui est beaucoup plus court que les 140 ms des lampes à incandescence. Conduire sur une autoroute typique augmentera la distance de sécurité de 4 à 6 m..
Rétroéclairage LCD
Comme rétroéclairage de l'écran à cristaux liquides, La LED ne peut pas seulement être utilisée comme verte, rouge, bleu, blanc, mais aussi comme rétroéclairage à couleur changeante. De nombreux produits sont entrés dans la phase de production et d'application. Récemment, Les LED sont utilisées pour rétroéclairage les écrans LCD des téléphones portables. , ce qui améliore la qualité du produit, et l'effet est très bon. Le rétroéclairage du 15 pouces (1po≈2,5 cm) Écran LCD en 8 bleu, 24 vert et 32 les LED rouges Luxeon peuvent atteindre 120W, 2500 lm, et la luminosité est de 18 000 nits (lentes, cd/m2). La source de rétroéclairage du 22 Un écran LCD a également été réalisé, qui ne fait que 6 mm d'épaisseur, a non seulement un bon effet de mélange de couleurs, mais possède également un indice de rendu des couleurs supérieur à 80. Bien que la source de rétroéclairage à grande échelle soit actuellement en phase de développement, il a un gros potentiel .
Éclairage
En raison de l'augmentation de la luminosité des diodes électroluminescentes et de la baisse des prix, couplé à une longue durée de vie, économie d'énergie, la conduite et le contrôle sont plus simples que les néons, non seulement peut flasher, mais aussi changer de couleur, si monochrome, lumières LED multicolores et uniformes en LED à ultra haute luminosité La colonne lumineuse à changement de couleur est associée à diverses unités lumineuses d'autres formes pour décorer des bâtiments de grande hauteur, ponts, rues, places et autres projets paysagers. Le faisceau lumineux atteint plus de 10,000 mètres, et il y a des dizaines de milliers de lumières colorées. Il est actuellement progressivement promu, et on estime qu'elle se développera progressivement et formera une industrie distincte.
Source d'éclairage
La source de lumière LED utilisée comme source d'éclairage doit être une lumière blanche. La classification des sources lumineuses LED à lumière blanche est présentée dans le tableau 3. À l'heure actuelle, comme luminaires LED à lumière blanche à usage militaire, certaines variétés ont été mises en production de masse. Étant donné que la source de lumière LED n'a pas de rayonnement infrarouge, c'est facile à cacher, et c'est aussi Il présente les avantages de la résistance aux vibrations, adapté à l'alimentation par batterie, structure solide et facile à transporter, et aura un grand développement dans les sources d'éclairage spéciales. Les lampes à gazon et les lampes enterrées utilisées comme personnes ont été produites à grande échelle, et ils sont également utilisés comme microscopes. Éclairage de terrain, lampes de poche, phares de chirurgien, éclairage pour musées ou expositions d'art, et lampes de table de lecture. Avec l'augmentation du flux lumineux et la baisse des prix, l'application s'élargira progressivement pour achever la transition de l'éclairage spécial à l'éclairage général. On estime que 2005-2010 Le rendez-vous annuel entre dans le domaine de l’éclairage général
Classification
Les diodes électroluminescentes peuvent également être divisées en diodes électroluminescentes monochromatiques ordinaires, diodes électroluminescentes à haute luminosité, diodes électroluminescentes à très haute luminosité, diodes électroluminescentes à couleurs changeantes, diodes électroluminescentes clignotantes, diodes électroluminescentes commandées en tension, diodes électroluminescentes infrarouges, et diodes électroluminescentes à résistance négative.
Il existe deux types de modes de contrôle des LED, courant constant et tension constante, et il existe de nombreuses méthodes de gradation, comme la gradation analogique et la gradation PWM. La plupart des LED utilisent un contrôle de courant constant, ce qui peut maintenir le courant LED stable et pas facilement affecté. Le changement de VF peut prolonger la durée de vie des lampes LED.
Diode électroluminescente monochrome ordinaire
Les diodes électroluminescentes monochromatiques ordinaires présentent les avantages d'une petite taille, basse tension de fonctionnement, petit courant de travail, émission lumineuse uniforme et stable, vitesse de réponse rapide, longue durée de vie, etc., et peut être piloté par divers DC, CA, impulsion et autres sources d'énergie pour éclairer. C'est un dispositif semi-conducteur contrôlé par le courant, et il doit être connecté en série avec une résistance de limitation de courant appropriée.
La couleur lumineuse d'une diode électroluminescente monochromatique ordinaire est liée à la longueur d'onde de la lumière, et la longueur d'onde de la lumière dépend du matériau semi-conducteur utilisé pour fabriquer la diode électroluminescente. La longueur d'onde de la diode électroluminescente rouge est généralement de 650 à 700 nm, la longueur d'onde de la diode électroluminescente ambre est généralement 630-650 nm, la longueur d'onde de la diode électroluminescente orange est généralement d'environ 610-630 nm, la longueur d'onde de la diode électroluminescente jaune est généralement d'environ 585 nm, et la diode électroluminescente verte. La longueur d'onde de la diode est généralement de 555 à 570 nm.. Les diodes électroluminescentes monochromatiques ordinaires domestiques couramment utilisées comprennent BT (modèle standard d'usine) série, FG (modèle standard du ministère) série et série 2EF, voir tableau 4-26, Tableau 4-27 et tableau 4-28.
Les diodes électroluminescentes monochromatiques ordinaires importées couramment utilisées comprennent les séries SLR et SLC..
Diode électroluminescente monochrome haute luminosité
Les diodes électroluminescentes monochromatiques à haute luminosité et les diodes électroluminescentes monochromatiques à ultra-haute luminosité utilisent des matériaux semi-conducteurs différents des diodes électroluminescentes monochromatiques ordinaires., donc l'intensité de la lumière est également différente.
Généralement, des matériaux tels que l'arséniure d'aluminium et de gallium (GaAlAs) sont utilisés pour les diodes électroluminescentes monochromes à haute luminosité, des matériaux tels que le phosphure d'arséniure de gallium et d'indium (GaAsInP) sont utilisés pour les diodes électroluminescentes monochromes à ultra haute luminosité, et phosphure de gallium (Écart) est utilisé pour les diodes électroluminescentes monochromes ordinaires. ) ou phosphure d'arséniure de gallium (GaAsP) et autres matériaux.
Les principaux paramètres des diodes électroluminescentes rouges à haute luminosité couramment utilisées sont présentés dans le tableau 4-29, et les principaux paramètres des diodes électroluminescentes monochromatiques à ultra-haute luminosité couramment utilisées sont présentés dans le tableau 4-30.
LED à changement de couleur
Les diodes électroluminescentes à couleur changeante sont des diodes électroluminescentes qui peuvent changer la couleur de leur lumière. Les diodes électroluminescentes à couleur changeante peuvent être divisées en diodes électroluminescentes bicolores, diodes électroluminescentes tricolores et multicolores (rouge, bleu, vert, blanc quatre couleurs) diodes électroluminescentes.
Les LED à changement de couleur peuvent être divisées en LED à changement de couleur à deux bornes, LED à changement de couleur à trois bornes, LED à changement de couleur à quatre bornes et LED à changement de couleur à six bornes en fonction du nombre de broches.
Les LED bicolores couramment utilisées sont les séries 2EF et TB., et les LED tricolores couramment utilisées sont 2EF302, 2EF312, 2EF322 et autres modèles.
Diode électroluminescente clignotante
Diode électroluminescente clignotante (BTS) est un dispositif électroluminescent spécial composé de circuits intégrés CMOS et de diodes électroluminescentes, qui peut être utilisé pour l'indication d'alarme et l'indication de sous-tension et de surtension.
Lorsque la diode électroluminescente clignotante est utilisée, il n'est pas nécessaire de connecter d'autres composants, tant qu'une tension de fonctionnement CC appropriée (5V) est appliqué aux deux extrémités de ses broches, il peut clignoter et émettre de la lumière.
Diodes électroluminescentes à tension contrôlée
Les diodes électroluminescentes ordinaires sont des dispositifs contrôlés par le courant, et une résistance de limitation de courant avec une valeur de résistance appropriée doit être connectée en série lorsqu'elle est utilisée. La diode électroluminescente commandée en tension (Éditeur) est réalisé en intégrant une diode électroluminescente et une résistance de limitation de courant, et peut être directement connecté aux deux extrémités de l'alimentation lors de son utilisation. fabriquer une diode électroluminescente rouge ordinaire
La tension peut fonctionner dans 3 volts – 10 volts, tel que YX503URC, YX304URC, Diodes électroluminescentes LED de type tension YX503BRC, offrir un plus grand choix aux ingénieurs et aux développeurs techniques.
Diode électroluminescente infrarouge
Diode électroluminescente infrarouge, également connue sous le nom de diode émettrice infrarouge, est un dispositif électroluminescent qui peut convertir directement l'énergie électrique en lumière infrarouge (lumière invisible) et rayonne-le. Il est principalement utilisé dans divers circuits de contrôle de la lumière et de transmission de télécommande..
La structure et le principe des diodes électroluminescentes infrarouges sont similaires aux diodes électroluminescentes ordinaires, mais les matériaux semi-conducteurs utilisés sont différents. Les diodes électroluminescentes infrarouges utilisent généralement des matériaux tels que l'arséniure de gallium (Gaas), arséniure d'aluminiure de gallium (GaAlAs), et sont emballés dans une résine entièrement transparente ou bleu clair ou noire.
Les diodes électroluminescentes infrarouges couramment utilisées incluent la série SIR, Série SIM, Série PLT, Série GL, Série HIR et série HG.
Lumière LED à batterie
iViTi activé, dispose d'une batterie intégrée qui la maintient allumée jusqu'à 3 heures. Lorsqu'il est alimenté, la batterie se charge et l'ampoule brille normalement. En cas de panne de courant, l'ampoule passe automatiquement en mode batterie.
Mesures
Contrôle général
Détection de diodes électroluminescentes ordinaires
(1) Vérifiez avec un multimètre. L'utilisation d'un multimètre à pointeur avec un bloc ×10kΩ permet de déterminer approximativement si la diode électroluminescente est bonne ou mauvaise.. Normalement, la résistance directe de la diode est de plusieurs dizaines à 200 kΩ, et la résistance inverse est ∝. Si la valeur de la résistance directe est 0 ou ∞, et la valeur de la résistance inverse est petite ou 0, il est facile d'être endommagé. Cette méthode de détection ne permet pas réellement de voir la luminescence du tube lumineux, car le bloc ×10kΩ ne peut pas fournir un courant direct important à la LED.
Si vous disposez de deux multimètres à aiguille (de préférence le même modèle), vous pouvez mieux vérifier les diodes électroluminescentes. Connectez un fil du “+” poste de l'un des multimètres au “-” poteau de l'autre compteur. Le reste “-” les stylos sont connectés à l’électrode positive (Zone P) du tube lumineux testé, et le reste “+” les stylos sont connectés à l’électrode négative (Zone N) du tube lumineux testé. Les deux multimètres sont réglés sur un bloc ×10kΩ. Dans des circonstances normales, il peut émettre de la lumière normalement après avoir été connecté. Si la luminosité est très faible ou même n'émet pas de lumière, les deux multimètres peuvent être composés à ×1mΩ; s'il fait encore très sombre ou même s'il n'émet pas de lumière, cela signifie que les performances de la diode électroluminescente sont mauvaises ou endommagées. A noter que les deux multimètres ne peuvent pas être placés à ×1mΩ en début de mesure, afin d'éviter un courant excessif et d'endommager les diodes électroluminescentes.
(2) Mesure de l'alimentation externe. Les caractéristiques optiques et électriques des diodes électroluminescentes peuvent être mesurées avec plus de précision avec une source régulée de 3 V ou deux piles sèches en série et un multimètre. (soit un pointeur, soit un numérique). À cette fin, le circuit peut être connecté comme indiqué sur la figure 10. Si la FV mesurée est comprise entre 1.4 et 3V, et la luminosité de la lumière est normale, ça veut dire que la lumière est normale. Si VF=0 ou VF≈3V est mesuré et qu'il n'y a pas de lumière, ça veut dire que le tube luminescent est cassé.
Détection de diodes électroluminescentes infrarouges
Grâce à la diode électroluminescente infrarouge, il émet une lumière infrarouge de 1 à 3 μm, qui ne peut pas être vu à l'œil nu. Généralement, la puissance d'émission d'une seule diode électroluminescente infrarouge n'est que de quelques mW, et la répartition angulaire de l'intensité lumineuse des différents types de LED infrarouges est également différente. La chute de tension directe de la LED infrarouge est généralement 1.3 ~ 2,5V. Parce que la lumière infrarouge qu'il émet est invisible à l'œil humain, le procédé de détection utilisant la LED de lumière visible mentionnée ci-dessus peut uniquement déterminer si les caractéristiques électriques directes et inverses de sa jonction PN sont normales, mais ne peut pas déterminer si sa luminescence est normale ou non. Pour cette raison, il est préférable de préparer un appareil photosensible (comme 2CR, 2Photocellule au silicium DR) en tant que récepteur. Utilisez un multimètre pour mesurer le changement de tension aux bornes de la batterie. Pour juger si la LED infrarouge émet une lumière infrarouge après avoir ajouté un courant direct approprié.
Luminosité
Installer et déboguer la lampe standard d'intensité lumineuse, LED et photodiode silicium équipée de V (je) filtre sur le banc optique, ajuster particulièrement strictement la position du filament, la position de la partie émettrice de lumière LED et la position de la surface réceptrice.
Calibrez d'abord la photodiode au silicium avec la lampe standard d'intensité lumineuse, C=E/S
Où Rs=Is/Ds
Ds est la distance entre le lampadaire et le récepteur, Est-ce l'intensité lumineuse du lampadaire, Rs est la réponse du lampadaire.
Et=C R t où E t est l'éclairement de la LED testée, R t est la réponse de la LED testée, alors l'intensité lumineuse I t de la LED est: Je t=E t Dt
Où Dt est la distance entre la LED et la surface réceptrice.
Pour LED, sa surface émettrice de lumière a la forme d'un dôme, et la répartition de la lumière est très particulière, donc à différentes distances de mesure, la valeur de l'intensité lumineuse changera, qui s'écarte de la loi du carré inverse de la distance, même si la distance de mesure est fixe, mais en raison de l'acceptation En fonction de la zone de réception du capteur, la valeur de l'intensité lumineuse changera également. Donc, afin d'améliorer la précision des mesures, il est préférable de fixer relativement la distance de mesure et la taille de la zone de réception. Par exemple, la distance de mesure est de 316 mm comme recommandé par le GIE, et la zone du récepteur est fixée à 10 × 10 mm. Sous la même distance de mesure, l'angle de rotation de la LED est différent, et son intensité lumineuse changera en conséquence. Donc, afin d'obtenir la meilleure valeur, il est préférable de lire la valeur maximale R t.
Flux lumineux
La mesure du flux lumineux s'effectue sur le plateau tournant du goniophotomètre, sur lequel la LED est installée. Le plateau tournant pivote de ±90 degrés autour de l'axe vertical sur son plan horizontal, et la LED tourne 360 degrés autour de l'axe photométrique sur le plan vertical. Le contrôle de l'angle de rotation sur les plans horizontal et vertical est réalisé par des moteurs pas à pas. Le plateau tournant se déplace librement sur le rail de guidage. Lors de la mesure des lampes standards, le plateau tournant doit quitter le rail de guidage.
Lors de la mesure, le grand plateau tournant tourne autour de l'axe vertical sur le plan horizontal, avec un angle de pas de 0,9°, 90° dans le sens positif et 90° dans le sens inverse. La LED elle-même tourne également. À chaque angle horizontal, le signal est collecté tous les 18° sur le plan vertical. Après avoir tourné à 360°, un total de 20 les données sont collectées, et le flux lumineux total est calculé selon la formule suivante.
Si le grand disque tourne de 0° à 90°, le petit disque peut pivoter de 0° à 360°. Cependant, lorsque la grande plaque tourne de 0°～90°, il peut y avoir des erreurs causées par des irrégularités (asymétrique) Pose de LED, la meilleure solution est donc de faire pivoter la grande plaque de -90°～0°～90°, et la petite plaque tourne toujours de 0°～ 360°, prendre la moyenne des valeurs d'éclairement sous des angles dont les valeurs absolues sont égales dans les deux plages de 0° à 90° et de -90° à 0°, et prenez la valeur moyenne comme valeur comprise entre 0° et 90°.
La deuxième méthode de mesure du flux lumineux total des LED est la méthode intégrale. L’avantage de cette méthode est qu’elle est simple et facile à mettre en œuvre, mais la précision de la mesure n'est pas élevée. La méthode de calcul du flux lumineux total de la LED est la suivante, calculer d'abord le flux lumineux Φs du lampadaire (valeur d'intensité lumineuse I s) entrer dans la sphère intégrante à une distance de 1 distance à partir de la fenêtre incidente de la sphère intégrante (zone de fenêtre d'incidence A), Φs=I s · A /I 2
Lisez le signal de photocourant sur le récepteur, puis placez la LED sur la fenêtre, et lisez le signal photocourant du récepteur correspondant., alors le flux lumineux total Φ de la LED est:
Φt=It/IsΦs·K où K est le coefficient de correction des couleurs.
Exigences de performances
La haute fiabilité ressemble particulièrement à l'alimentation électrique des lampadaires à LED, qui sont installés à haute altitude, rendant la maintenance peu pratique et coûteuse.
Les LED à haut rendement sont des produits économes en énergie, et l'efficacité de l'alimentation électrique de conduite doit être élevée. C'est particulièrement important pour la structure où l'alimentation électrique est installée dans la lampe. Parce que l'efficacité lumineuse des LED diminue avec l'augmentation de la température des LED, la dissipation thermique des LED est très importante. L'efficacité de l'alimentation est élevée, sa consommation d'énergie est faible, et la chaleur générée dans la lampe est faible, ce qui réduit également l'échauffement de la lampe. Il est avantageux de retarder la dégradation de la lumière des LED.
Facteur de puissance élevé Le facteur de puissance est l'exigence du réseau pour la charge. En général, il n'y a pas d'index obligatoire pour les appareils électriques ci-dessous 70 watts. Bien que le faible facteur de puissance d'un seul appareil électrique de faible puissance ait peu d'impact sur le réseau électrique, mais quand tout le monde s'illumine la nuit, la concentration de charges similaires entraînera une grave pollution du réseau électrique. Pour une puissance d'entraînement LED de 30 W à 40 W, on dit que dans un futur proche, il peut y avoir certaines exigences d'indice pour le facteur de puissance.
Il existe deux méthodes de conduite courantes: l'une est une source de tension constante pour plusieurs sources de courant constant, et chaque source de courant constant alimente chaque LED individuellement. De cette façon, la combinaison est flexible, et la panne d'une LED n'affectera pas le travail des autres LED, mais le coût sera légèrement plus élevé. L'autre est une alimentation continue à courant constant, Les LED fonctionnent en série ou en parallèle. Son avantage est que le coût est inférieur, mais la flexibilité est médiocre, et il est nécessaire de résoudre le problème selon lequel une certaine panne de LED n'affecte pas le fonctionnement des autres LED. Ces deux formes ont coexisté pendant un certain temps. La méthode d'alimentation de sortie à courant constant multicanal sera meilleure en termes de coût et de performances. Ce sera peut-être la direction dominante à l'avenir.
Protection contre les surtensions La capacité des LED à résister aux surtensions est relativement faible, surtout la capacité à résister à la tension inverse. Il est également important de renforcer la protection dans ce domaine. Certaines lumières LED sont installées à l’extérieur, comme les lampadaires LED. En raison des fluctuations de la charge du réseau et de l'induction de coups de foudre, diverses surtensions envahiront le système de réseau, et certaines surtensions endommageront la LED. Donc, l'alimentation du lecteur de LED doit avoir la capacité de supprimer l'intrusion de la surtension et de protéger la LED contre tout dommage.
Fonction de protection En plus de la fonction de protection conventionnelle de l'alimentation, il est préférable d'ajouter un retour négatif de température LED à la sortie de courant constant pour éviter que la température LED ne soit trop élevée.
En termes de protection, les lampes sont installées à l'extérieur, la structure d'alimentation doit être étanche et résistante à l'humidité, et la coque doit être résistante à la lumière.
La durée de vie de l'alimentation électrique doit correspondre à la durée de vie de la LED.
Il doit répondre aux exigences des règles de sécurité et de compatibilité électromagnétique.
Application
Dans le passé 10 années depuis l’avènement du LED dans les années 1960 jusqu’aux années 1980, Les LED n'avaient que du rouge, jaune, et les couleurs vertes, et l'efficacité lumineuse était très faible (seulement environ 1 lm/W), la luminosité était relativement faible, et le prix était élevé. Utilisez-le simplement comme voyant pour l'électronique. Du point de vue du développement des LED et de l’historique des applications, cette période est l'étape d'application de l'indication de la LED.
Voyant d'alimentation CA
Tant que le circuit est connecté à une ligne d'alimentation CA 220 V/50 Hz, la LED sera allumée pour indiquer que l'appareil est sous tension. La valeur de résistance de la résistance de limitation de courant R est de 220 V/IF.
Voyant de l'interrupteur AC
Le circuit utilise une LED comme voyant de commutation de la lampe à incandescence. Lorsque l'interrupteur est débranché et que l'ampoule est éteinte, le courant forme une boucle passant par R, LED et ampoule EL, et la LED s'allume, ce qui permet aux gens de trouver l'interrupteur dans l'obscurité. A cette époque, le courant dans la boucle est très faible, et l'ampoule ne s'allume pas. Lorsque l'interrupteur est allumé, l'ampoule est allumée et la LED est éteinte.
Voyant de la prise de courant CA
Un circuit utilisant un bicolore (cathode commune) LED comme voyant lumineux pour une prise secteur. L'alimentation de la prise est contrôlée par l'interrupteur S. Lorsque la LED rouge est allumée, la prise n'est pas alimentée; lorsque la LED verte est allumée, la prise est alimentée.
Voyant du porte-fusible
La LED est utilisée comme circuit pour le voyant lumineux de la prise à fusible du boîtier de distribution de l'équipement d'usine.. Lorsque le fusible est intact, la LED est éteinte; quand le fusible est grillé, la LED s'allumera pour indiquer à l'utilisateur quel fusible a grillé pour être remplacé. Ceci est très pratique pour les fusibles à noyau en porcelaine qui ne peuvent pas être observés à l'œil nu..
Lumières d'enseigne publicitaire à LED
Écran LED monochrome ou couleur
En général, l'affichage monochrome est utilisé pour afficher des caractères chinois sur une seule ligne, et l'écran couleur est utilisé pour les téléviseurs extérieurs grand écran.
Lampadaires LED
Feux de signalisation de voiture à LED et feux de véhicule électrique à LED
L'UGPCB soutient l'activité d'assemblage de PCB LED, nous sommes une usine d'assemblage professionnelle à guichet unique PCBA, bienvenue pour passer une commande.
