Ультрафиолетовые светодиоды характеристики


Ультрафиолетовые светодиоды: принцип работы, сферы применения

В то время как обычные светодиоды повсеместно приходят на смену лампам накаливания, ультрафиолетовые светодиоды активно завоевывают те ниши, где не так давно использовались люминесцентные и газоразрядные УФ-лампы: медицину, косметологию, очистные сооружения для воды, судебно-медицинские кабинеты и так далее.

Принцип действия УФ-светодиодов

Ультрафиолетовое излучение — невидимое глазом электромагнитное излучение, занимающее спектральный диапазон между видимым и рентгеновским излучениями, ниже видимого спектра. Принцип действия УФ-светодиодов принципиально не отличается от обычных светоизлучающих светодиодов (излучение возникает под воздействием постоянного тока), однако для их создания используют определенные присадки, например, арсенид галлия алюминия, а также нитрид галлия, алюминия, индия. При этом готовые светодиоды имеют спектр излучения от 100 до 400 нм (так называемая «ближняя область УФ-диапазона»), где длина волны зависит от материала полупроводника.

Технические характеристики

Срок службы УФ-светодиода может достигать 50 тыс. часов, температура эксплуатации – от минус 20 до плюс 100 градусов Цельсия.

Номинальные рабочие токи — от 20 мА (для маломощных диодов), 350 и 700 мА и больше (для более мощных). Использование стандартных токов позволяет применять обычные источники питания при изготовлении и монтаже ультрафиолетовых световых приборов.

Варианты исполнения

При малой мощности УФ-светодиоды могут быть выполнены в стандартных корпусах индикаторных светодиодов.

Диоды большей мощности выпускаются в корпусах типа «эмиттер» или других стандартных корпусах.

Обязательным условием для корпуса является хорошая система охлаждения, вплоть до использования вибрирующих мембран или мини-вентиляторов, так как ультрафиолетовые светодиоды лишь четвертую часть получаемой энергии трансформируют в свет, а остальные три – в тепло. Перегрев любого светодиода, в том числе, ультрафиолетового, негативно сказывается на его работе и приводит к выходу диода из строя.

Также поверхность светового прибора, на который крепится светодиод или светодиодный модуль, не должна иметь металлической основы. Такая основа негативно влияет на коэффициент излучения, снижая КПД работы.

Применение УФ-светодиодов

Как уже было сказано выше, ультрафиолетовые светодиоды используются в тех же областях, где ранее применялись УФ-лампы, но в отличие от ламп, диоды имеют меньшие размеры и потребляемую мощность, а также более длительный срок работы.

УФ-светодиоды применяются:

  • В медицине. Например, в стоматологии зачастую используются пломбы, отвердевающие при воздействии ультрафиолета. Другая область медицинского применения – световая терапия. Физиопроцедуры с использованием УФ-излучения назначаются жителям Крайнего Севера (где наблюдается дефицит солнечного света), детям в период реабилитации после различных заболеваний, новорожденным при повышенных показателях билирубина в крови («желтуха новорожденных»).
  • В промышленности. Существуют различные виды фоточувствительных веществ (в частности – клеев) и композитных составов, которые полимеризуются под воздействием УФ-лучей. Также данное излучение используется при производстве лекарственных препаратов.
  • Для дезинфекции инструментов (в медицине, косметологии), воды (в отличие от хлора, обработка УФ-излучением не влияет на ее вкусовые качества и состав), воздуха в помещениях. Ультрафиолет эффективно убивает вредные для человека бактерии и вирусы.
  • В криминалистике. Специальной краской, которая светится в ультрафиолетовых лучах, оставляют метки на купюрах, когда нужно доказать факт получения взятки. Также при помощи УФ-лучей криминалисты могут обнаружить следы крови и других биологических жидкостей на одежде подозреваемых или в помещении, где проходит обыск.
  • В банковском деле. Специальные счетные машины могут одновременно подсчитывать количество купюр и проверять их подлинность.
  • В косметологии. Например, в УФ-соляриях и лампах для сушки ногтей, а также при проведении различных процедур.
  • Для выращивания растений. Ультрафиолет значительно ускоряет производство полифенолов в листовых овощах, делая их более полезными для человека без применения специальных препаратов.

УФ- лампа для сушки ногтей

Также проводятся исследования, по результатам которых планируется применять ультрафиолет для профилактики и лечения онкологических заболеваний. Изучаются антимутагенные свойства УФ-лучей. Разрабатываются новые полимеры, свойства которых можно изменять в нужную сторону при помощи УФ-излучения.

Видео

Видео, в котором рассказывают про полезные свойства ультрафиолетовых лучей. Лечение простуды ультрафиолетом, действительно ли это помогает?

Можно предполагать, что в настоящее время люди используют лишь ограниченную часть возможностей ультрафиолета. А значит, технологии будут развиваться и дальше, делая УФ-диоды все более удобными, мощными и доступными по цене.

 

ledno.ru

Ультрафиолетовые светодиоды: характеристики, предназначение

Работа светодиодов не заканчивается созданием видимого светоизлучения. Существуют специальные ультрафиолетовые светодиоды, излучающие короткие электромагнитные волны. Показатель излучения ультрафиолета имеет значение 10–400 нм. Такой предел находится между видимым зрению светом и рентгеновскими лучами. Солнце тоже излучает УФ лучи, но все они с длиной меньше чем 300 нм не проходят сквозь озоновый слой.

Что такое УФ светодиоды?

Раньше для получения УФ лучей применяли газоразрядные лампы с добавлением ртутных паров. Они довольно опасные, поэтому их постепенно начали заменять ультрафиолетовыми светодиодами. Сейчас во всех приборах используются светодиоды, длина ультрафиолетовых лучей которых составляет 300–400 нм. Но уже разработаны светодиоды, излучающие волну длиной 210 нм.

Работают УФ светодиоды точно так же, как и их светоизлучающие аналоги. Различие только в составляющих компонентах, где применяется нитрид галлия, бора, алюминия и индия.

УФ светодиоды с длиной волны 365–395 нм сейчас уже не дорогие. Их применяют в различных фонариках, детекторах денежных купюр и др.

Маломощные УФ светодиоды производятся в традиционном для этого изделия корпусе. Может быть использована модель корпуса «эмиттер» для изделия мощностью 1–3 Вт. Мощным светодиодам присуща своя классическая модель корпуса. Для широкого пользования доступны изделия с длиной волны от 365 до 410 нм.

Электрические показатели светодиодов с белым и ультрафиолетовым излучением совпадают:

  • диапазон падения напряжения составляет от 3 до 4 вольт;
  • рабочий ток маломощных изделий составляет 20 мА, а для мощных аналогов этот показатель колеблется от 350 до 700 мА.

Одинаковая рабочая величина тока позволяет работать всем светодиодам от одних и тех же источников питания.

Область применения УФ светодиодов

Под воздействием ультрафиолетовых лучей имеют способность отвердевать некоторые виды полимеров. На другом языке это называется полимеризацией. Материал обладает некой фоточувствительностью. При попадании на него УФ волны длиной от 365 до 395 нм полимер приобретает определенную степень твердости. Это открытие сделало прорыв в области стоматологии. Многие, наверное, уже ставили себе пломбы из фотополимера. После того как врач замазывает высверленное в зубе отверстие пастой, он надевает специальные очки и вставляет в рот пациенту пистолет со светящейся лампочкой на конце. Вот это и есть тот самый ультрафиолетовый излучатель, от которого твердеет пломба.

Другим примером являются детекторы денежных купюр, используемые работниками банков. УФ луч является своеобразным зрением машины, проверяющим денежные знаки. Причем светодиоды имеют преимущество перед ртутными лампами, так как показывают более точные результаты в сильно освещенных помещениях.

Для медицинских целей производят много приборов, используемых в светотерапии, излучающих ультрафиолетовые лучи длиной 280–315 нм. С их помощью в организме человека вызывают синтез витамина D. Аналогичные приборы разработаны для судмедэкспертизы и производителей, занимающихся изготовлением медикаментов.

Салоны красоты давно уже пользуются специальными лампами для сушки ногтей. Под воздействием ультрафиолетовых лучей застывают особые составы лаков, используемых при нанесении маникюра.

Ученые открыли, что при воздействии на растения УФ лучей ускоряется выработка специального вещества полифенола. Оно обладает антиоксидантными свойствами, плюс добавляет привлекательности, например, овощам. В связи с этим лампы с УФ лучами стали использовать в теплицах для ускорения роста растений. Торговая сфера и производители нашли способ придавать привлекательность определенным видам продуктов питания без воздействия химпрепаратов.

Приборы с длиной УФ излучения 250–275 нм применяются для стерилизации воздуха в помещении и питьевой воды. Лучи способны разрушит ДНК микроорганизмов, не предоставляя им возможности дальнейшего размножения.

Мы рассмотрели только несколько вариантов применения ультрафиолетовых светодиодов. Существует еще множество других приборов, и с каждым годом они становятся востребованы.

electrifix.ru

Ультрафиолетовые светодиоды

Области применения светоизлучающих диодов не ограничиваются видимой областью спектра. Для получения коротковолнового электромагнитного излучения используются ультрафиолетовые светодиоды.

Ультрафиолетовые (УФ) лучи – это электромагнитное излучение в диапазоне длин волн от 10 нм до 400 нм, что соответствует области спектра между рентгеновским излучением и видимым светом. Ультрафиолет присутствует в излучении солнца, однако лучи с длиной волны менее 300 нм практически полностью поглощаются озоновым слоем Земли.

Области применения

Сферы использования УФ излучения различны: медицина, промышленность, криминалистика, детекторы подлинности, УФ принтеры и пр.

Одним из примеров применения УФ в медицине, а в частности в стоматологии, является всем известная световая пломба. Она изготавливается из специального композита, который твердеет под действием УФ излучения.

Метод УФ отверждения широко используется и в промышленности. Существуют различные компаунды и клеи, которые полимеризуются под действием УФ лучей, тем самым ускоряя цикл производства, по сравнению с веществами, которые необходимо длительное время выдерживать на воздухе для полного отверждения. На этом же принципе работают УФ принтеры, только вместо компаунда – УФ-отверждаемая краска.

Способность УФ излучения убивать бактерии и другие микроорганизмы обуславливает его применение для целей дезинфекции. Метод очистки воды с использованием ультрафиолета позволяет без влияния на ее вкусовые свойства (в отличие от хлора) умертвить бактерии и вирусы. Для дезинфекции воздуха в помещении используются так называемые «кварцевые» лампы, которые излучают в диапазоне 205—315 нм.

Криминалистам ультрафиолет помогает обнаруживать следы крови в помещении и на одежде преступников. Для обличения взяточников денежные купюры метят специальной краской, видимой только при ультрафиолетовом свете.

Источники ультрафиолета

Традиционно для получения ультрафиолетового излучения использовались ртутные газоразрядные лампы, однако в настоящее время их постепенно вытесняют УФ светодиоды. Пока это касается только ближней области УФ диапазона 300…400 нм. Однако в лабораторных условиях уже получены светодиоды с длиной волны 210 нм и исследования в этой области продолжаются.

Принцип действия ультрафиолетовых светодиодов такой же, как у светоизлучающих диодов, работающих в видимой области спектра, но для их изготовления применяются такие материалы как нитриды алюминия галлия индия, а также нитрид бора.

В ближней области ультрафиолетового диапазона, граничащей с видимым светом, светодиоды уже стали достаточно дешевы, и уже несколько лет в широкой продаже можно встретить различные УФ фонари, которые излучают ультрафиолет длиной волны 365-395 нм, а также детекторы подлинности денежных банкнот и прочие световые приборы.

УФ светодиоды могут быть выполнены как в стандартных корпусах индикаторных светодиодов при малой мощности (рисунок 1), так и в корпусе «эмиттер» (рисунок 2) для мощностей 1 и 3 Вт, а также в других стандартных корпусах (рисунок 3), использующихся при производстве мощных светодиодов.

Рисунок 1

Рисунок 2

Рисунок 2

Диапазон длин волн УФ светодиодов в широком доступе обычно составляет 365…410 нм.

Электрические параметры УФ светодиодов близки к параметрам белых:

  • прямое падение напряжения 3…4 В;
  • номинальные рабочие токи — 20 мА (для маломощных), 350 и 700 мА и больше (для мощных).

Стандартные токи позволяют использовать стандартные источники питания при разработке и изготовлении ультрафиолетовых световых приборов.

le-diod.ru

Ультрафиолетовые светодиоды: особенности и сферы применения

Ультрафиолетовые светодиоды: особенности и сферы применения

01.Фев.2018

Ультрафиолетовые светодиоды: особенности и сферы применения

Несколько лет назад светодиодные кристаллы, генерирующие электромагнитное излучение ультрафиолетового диапазона, начали активно вытеснять с насиженных рыночных позиций галогенные лампы и газоразрядные устройства. Сегодня они широко применяются в различных отраслях медицины, промышленности, науки и техники. Вредное для живых организмов, в том числе и людей, УФ-излучение совершенно необходимо в специфических сферах. Например, оно служит катализатором процесса полимеризации.

Сегодня такие LED-лампы активно используют в косметических салонах для быстрой сушки ногтей, стоматологии, криминалистике и судебно-медицинской экспертизе, в локально-очистных сооружениях, в подологии и других специфических отраслях. Впервые масштабное производство светодиодов, излучающих в ультрафиолетовом диапазоне, было развернуто еще в 2007 году. Тогда такие устройства по причине своей высокой стоимости и небольшой мощности не смогли отвоевать рыночную нишу у галогенных и газоразрядных ламп. Однако их разработка не была прекращена. Доработать все технические недостатки и произвести полупроводниковые кристаллы нового поколения инженеры смогли к 2011 году.

Принцип действия и технические особенности

Такой технологический прорыв стал возможен благодаря изобретению принципиально нового метода корпусирования светоизлучающих элементов, что привело к существенному уменьшению показателя термического сопротивления между полупроводниковым кристаллом и его оболочкой. С тех пор развитие светодиодов этого типа не замирает ни на миг. Наблюдается постоянное снижение тепловых нагрузок, что еще больше увеличивает мощность таких устройств и повышает их потенциал. Сегодня в промышленных масштабах выпускаются светодиоды, излучающие в световом спектре 240-255 нм. Эта часть диапазона, которая не воспринимается человеческим глазом, имеет огромное значение для науки и техники.

Уф-светодиоды обладают схожим с другими модификациями LED-кристаллов принципом действия. Однако в них коротковолновое излучение, занимающее положение в световом спектре между оптическим и рентгеновским диапазонами, создается специальными присадками, которые вводятся в химический состав кристалла при изготовлении. В этом качестве используются арсенид алюминия или бинарное соединение азота и галлия. Расчетный рабочий ресурс УФ-светодиодов составляет порядка 50 тысяч часов. Однако это показатель, достижимый только в идеальных лабораторных условиях. При реальной эксплуатации он будет несколько ниже – порядка 30 000 часов.

Области применения

Сферы использования ультрафиолетовых светодиодов достаточно разнообразны. Например, в сельскохозяйственной отрасли активно эксплуатируется способность излучения этого коротковолнового диапазона убивать паразитов культурных растений. В медицине с помощью таких ламп обеззараживают поверхности и уничтожают болезнетворные микроорганизмы. Кабинеты и палаты лечебных учреждений подвергают процессу кварцевания УФ-светодиодами, что предусматривает дезинфекцию воздуха посредством агрессивного коротковолнового изучения.

На водоочистных сооружениях с помощью подобных устройств осуществляют обеззараживание воды без изменения ее биологических свойств и вкусовых качеств. Рабочими ультрафиолетовыми волнами 250-280 нм обеспечивается эффективная стерилизация воздуха и воды, поскольку такое излучение разрушает ДНК опасных микробов. В промышленности путем воздействия УФ-лучей достигается катализация процесса отвердевания различных полимерных и композитных материалов, клеящих и лакокрасочных составов. Это позволяет значительно ускорить производственный цикл.  

Смотрите также:

www.flesineon.ru

Статьи о ремонте велосипеда, обзоры, инструкции к велосипедам

Светодиоды

Части светодиодов

Epoxy body - эпоксидное вещество Wire bond - термокомпрессионное  соединение проволочных выводов  Die - кристаллик Die cup - чаша кристаллика Leads - проводка

Светодиоды бывают всех форм и размеров, но 3 мм T-1 и  5 мм T-1¾ являются самыми распространенными. Кристаллики - крошечные полупроводниковые кубы, состав которых определяет цвет испускаемого света. Находятся в основании чашки кристаллов, которые имеют рефлексивные стороны, чтобы отражать свет, излучаемый относительно конца кристаллов светодиодов. Тело из эпоксидной смолы сформировано так, чтобы действовать как линза и фокусировать свет в луч. Расстояние от чашки кристалла до куполообразного конца линзы определяет, как сильно фокусируется получаемый пучок света. Некоторые светодиоды имеют плоские или даже вогнутые концы, который сосредотачивают свет в широкий луч.

Цвета светодиода

Светодиоды видимого свечения

Длина волны,  нм Название  цвета Пример цвета
более 1100 Инфракрасный
770-1100 Длинноволновая  ближняя часть  ИК-диапазона(NIR)
770-700 Коротковолновая  ближняя часть  ИК-диапазона(NIR)
700-640 Красный
640-625 Красно-оранжевый
625-615 Оранжевый
615-600 Янтарный
600-585 Желтый
585-555 Желто-зеленый
555-520 Зеленый
520-480 Зелено-голубой
480-450 Синий
450-430 Индиго
430-395 Фиолетовый
395-320 Ультрафиолетовый-A
320-280 Ультрафиолетовый-B
280-100 Ультрафиолетовый-C

Цвета светодиода часто указываются в нм (нанометры), которыми измеряют длину волны света. Указанная длина волны - длина волны самой высокой мощности - светодиоды не являются полностью монохромными, а скорее производят волну на коротком участке цветового спектра. Диаграмма справа показывает отношение цвета к мощности в стандартном зеленом светодиоде - самая высшая точка - 565 нм, но он излучает свет в пределе от 520 до 610 нм (имеется ввиду участок спектра). Половина ширины спектральной линии - ширина этой кривой при 50-процентной мощности (0,5 на оси Y) - для этого светодиода, это около 30 нм - а также мера "чистоты" (монохроматичности) цвета.

Обратите внимание на температуру, указанную в верхнем правом углу графика - светодиод производит незначительно различающиеся цвета при разных температурах. Они также испускают разные цвета при разной силе тока, особенно белые светодиоды, которые зависят от того, как фосфор меняет разноцветную матрицу на белый цвет.

Инфракрасные светодиоды

Инфракрасная полоса может быть разделена на Ближний Инфракрасный (NIR) и Далеко Инфракрасный (IR). Далеко инфракрасный - тепловое инфракрасное излучениеимеет обыкновение обнаруживать горячие объекты или видеть утечки высокой температуры в зданиях, и путь за пределами диапазона светодиодов. (NIR может быть далее разделен на два диапазона – длинноволновый и коротковолновый, основанный)

Инфракрасные светодиоды(LEDs) иногда называют IRED (Инфракрасные светодиоды). 

Ультрафиолетовые светодиоды

Ультрафиолетовый свет разделен на три диапазона: ультрафиолетовый-A, который является довольно безвредным; ультрафиолетовый-B, который вызывает загар, и ультрафиолетовый-C, который разрушает вещи. Большинство ультрафиолетового света B и С от солнца отфильтрованы озоновым слоем, т.о. мы получаем очень мало этого излучения. Светодиоды испускают ультрафиолет-A.

400 нанометров - довольно общая длина волны для ультрафиолетовых светодиодов. Это располагается на границе между фиолетовым и ультрафиолетовым диапозоном, т.о. существенная часть испускаемого света видима. По этой причине ультрафиолетовые светодиоды 400 нм иногда оцениваются в милликанделлах, даже при том, что половина их энергии невидима. Светодиоды с более низкими длинами волны, типа 380нм, обычно оцениваются не в милликанделлах, а в милливаттах.

Не смотрите в ультрафиолетовые светодиоды!

Белые светодиоды

Белый свет - это смесь всех цветов. Цветная температура - мера относительных количеств красного или синего - выше, цветные температуры имеют больше синего.

Цветная  температура

Пример

2000°

Газовое освещение

2470°

Раскаленная лампочка 15 Ватт

2565°

Раскаленная лампочка 60 Ватт

2665°

Раскаленная лампочка 100 Ватт

2755°

Раскаленная лампочка 500 Ватт

2900°

Криптоновая лампочка 500 Ватт

3100°

Проектор с лампой нити накаливания

3250°

Фото прожектор

3400°

Галоген

3900°

Карбоновая дуга

4200°

Лунный свет

4700°

Промышленный туман с дымом

5100°

Туманная погода

5500°

Солнце 30° над горизонтом

6100°

Солнце 50° над горизонтом

6700°

Электронная вспышка

7400°

Пасмурное небо

8300°

Туманная погода

30,000°

Голубое небо

Помните, что это - мера цвета, а не яркости, так что не удивляйтесь, потому что лунный свет "более горяч" чем карбоновая дуга. Это означает только то, что цвет является более синим, и все.

Белые светодиоды имеют цветную температуру, но монохроматические светодиоды нет.

Яркость светодиода

Суммарная мощность, выделившаяся в виде света, называется излучающая энергия или излучающий поток, и измеряется в ваттах. Насколько ярким окажется объект, однако, будет зависеть от двух дополнительных факторов:

  • сколько излучаемого потока выпущено в направлении наблюдателя
  • насколько чувствителен наблюдатель к длине волны света.

Чтобы определить количество, во-первых, мы должны ввести понятие стерадиан(ед. измерения телесного угла), твердых (3-D) углов. Подумайте о конусе с вершиной в источнике.

Если поток излучения источника излучения одинаковый во всех направлениях, интенсивность излучения будет равна общему потоку излучения, разделенному на 12,57 (4π) стерадиан, пространственный угол полной сферы. В случае со светодиодом, излучающий поток, как правило, концентрируется в луче, а интенсивность излучения будет равна излучающему потоку, поделенному на пространственный угол луча. Ширина углов обычно обозначается в градусах, а интенсивность излучения обычно выражается в мВт / ср., что делает необходимы перевод угла луча в стерадианы:

sr = 2 π (1 - cos(θ/2))

где sr является телесным углом, в стерадианах, и θ - это угол луча.

Световой поток и сила света - размеры как сияющая энергия и интенсивность излучения, только с поправкой на чувствительный человеческий глаз. Мощность излучения длины волны 555 нм, умножается на коэффициент 1, но светом выше, и более низкой длиной волны усилены более низкими факторами, пока инфракрасные и ультрафиолетовые диапазоны волн не достигаются, когда лучевая энергия умножена на ноль.

Световой поток измеряется в люменах, в то время как сила света измеряется в люменах на стерадиан, также названная канделой.

Отношения между световым потоком, силой света и углом луча означают, что акцентом учета светодиода в более плотных лучах (уменьшающийся угол луча), увеличит силу света (яркость) без фактического увеличения светового потока (количество света). Имейте это в виду, что при покупке светодиода для осветительных целей – светодиод с 2000 милликандел и 30° углом обзора дает столько же света, как светодиод в 8000 милликандел с 15° углом обзора. (угол составляет половину в ширину и высоту, т.о. луч в 4 раза более яркий). Это одна из причин того, что ультра яркие светодиоды часто "чисто водные", чтобы сохранить движение света в одном направлении, а не распространяться во всех местах.

Яркость светодиодов измеряется в милликанделах(mcd) или тысячной доли канделы. Индикатор светодиода как правило в диапозоне 50 mcd. "Ультра-яркие" светодиоды могут достигать 15000 mcd и выше. 

Для сравнения, типичная лампа накаливания в 100 Вт производит приблизительно 1700 люмен, если свет будет излучаться одинаково во всех направлениях, она будет иметь яркость около 135 000 mcd. Если же луч целенаправленный в 20°, то она будет иметь яркость окло 18 000 000 mcd.

Интенсивность света и других электромагнитных излучений, как мощность за единицу площади измеряется в ваттах на квадратный метр. Обычные лампы накаливания излучают больше энергии в инфракрасном, чем в видимом спектре. Количество световой энергии называется световым потоком и измеряется в люменах и определяется, как количество света, излучаемого 1/60 см2 площади чистой платины на её температуру плавления (около 1770° С) в рамках телесного угла в 1 стерадиан. Например, в общей сложности мощность излучения (светового потока) от лампочки накаливания в 40 Вт составляет около 500 лм, в то время как мощность излучения люминесцентной трубки 40 Вт составляет около 2300 лм.

Интенсивность освещения, аналогично интенсивности электромагнитного излучения (которая является мощностью на единицу площади) - световой поток на единицу площади, называется освещенностью. Единицей освещенности является люмен на квадратный метр, также называемый люкс:

1 lux = 1 lm/m² 1 люкс = 1 лм / м²

Единицей силы света является один люмен на стерадиан, также измеряемый в канделах(кд):

1 cd = 1 lm/sr 1 кд = 1 лм / ср

 

Яркость светодиодов – ультрафиолетовые и инфракрасные светодиоды

Так как кандела и люмен - единицы, которые приспособлены, чтобы компенсировать переменную чувствительность человеческого глаза к различным длинам волны, и инфракрасные и ультрафиолетовые светодиоды полностью невидимы (по определению) для человеческого глаза.

Инфракрасные и ультрафиолетовые светодиоды измеряются в ваттах для излучаемого потока и в ваттах/стерадианах для излучаемой интенсивности. Довольно типичный "яркий" инфракрасный светодиод производит приблизительно 27 мВт/ср, хотя может доходить до 250 мВт/ср или около этого. Сигнальные светодиоды, как на ТВ-пультах, значительно менее мощные.

Однако имейте в виду, что светодиоды не являются совершенно монохроматическими. Если их пик близок к видимому спектру, то их полоса пропускания может наложиться на видимый спектр достаточно, чтобы быть видимой как тусклый вишнево-красный свет.

Этот тусклый красный свет, кстати, часто требуемый ошибочно для того, чтобы отличить хорошо освещающие инфракрасные диоды от более тусклых инфракрасных диодов. Какой диод лучше для конкретного применения целиком зависит от длины волны, к которой приемник наиболее чувствителен.

Использование светодиодов

Как правило, различные цветные светодиоды требуют различного напряжения для работы – красный цвет берет наименьшее напряжение, и поскольку цвет продвигает цветной спектр к синему, увеличивается и требование напряжения. Обычно красные светодиоды требуют около 2-х вольт, а синие – около 4-х вольт. Типичные светодиоды, однако, требуют 20-30 мА тока независимо от требований напряжения. В графике слева показано насколько сила тока типичного красного светодиода будет меняться на различных напряжениях.

Заметьте, что светодиод при силе тока менее 1.7 В является "выключенным". Между 1.7 В и 1.95 В "динамическое сопротивление", соотношение напряжения к силе тока уменьшается до 4 Ом. Выше 1.95 В светодиод полностью "включен" и динамическое сопротивление остаётся постоянным. Динамическое сопротивление отличается от сопротивления, в котором кривая не линейна. Просто помните, что эта нелинейная связь между напряжением и током означает, что закон Ома не работает для светодиодов.

Формула для расчета значения серии резистора:

Rseries = (V - Vf) / If

где Rseries-зачение резистора в Омах, V – напряжение, Vf – это падение напряжения через светодиод и If - сила тока светодиода, которую должны видеть.

Например, для вышеупомянутый диода было бы хорошим напряжение в 12 В при 500 Омах в резисторе.

Вы можете использовать один резистор для управления током серии диодов, и в этом случае Vf - это общее падение напряжения всех светодиодов. Не всегда хорошая идея использовать один резистор для контроля группы светодиодов, если они будут использовать одну силу тока, то это может привести к разной яркости или дыму.

 

 

Действительно ли необходима серия светодиодов?

Одним словом – нет. Серия резисторов не является необходимой, если напряжение Vf., может регулироваться в соответствии со светодиодами. Один из способов добиться этого – сбалансированные батареи для светодиодов. Если напряжение светодиода Vf составляет 1.2 В, Вы можете использовать ряд из десяти диодов (10 x 1.2В = 12В) с аккумулятором 12 В без серии резисторов.

Однако, Вы должны быть уверены, что батарея способна поддержать ожидаемое напряжение, некоторые аккумуляторы часто поставляют немного больше напряжения, чем номинальное(например 12-вольтный автомобильный аккумулятор может достигать напряжения 13.8 В при полном заряде), но разные типы батарей имеют разное внутреннее сопротивление, которое приводит к "перекосу" напряжения при различных условиях нагрузки.

Вот небольшая таблица с типичным внутренним сопротивления различных типов батарей. Заметьте, как у щелочной батареи АА внутреннее сопротивление в 5 раз превышает сопротивление NiMH батареи АА, а у щелочной батареи D в 11 раз выше NiCad батареи D.

Тип батареи Внутреннее  сопротивление(Ом)
9В Цинк-углерод 35
9В Литиевая 16-18
9В Щелочная 1-2
AA Щелочная 0.15
AA Никель- металлогидридная 0.03
D Щелочная 0.10
D Никель-кадмиевая 0.009
D свинцовый 0.006
Заметка: внутреннее сопротивление в таблице при полном заряде батареи и комнатной температуре.

Кроме того, когда батарея разряжена, напряжение значительно понизится. Из-за резкого изменения напряжения по кривой (см. график в разделе “использование светодиодов”) небольшие изменения напряжения приведут к большим изменениям тока.

Добавление сопротивление в цепи поможет стабилизации напряжения через светодиод. В некотором смысле, светодиод и резистор последовательно выступают в качестве регулятора напряжения.

Последовательно с резистором, светодиод будет снижать напряжение по всей цепи, пока не проводит ток. Как только начинает проводить, сопротивление падает незначительно – всего на несколько Ом. Снижение напряжения через повышение резистора и падение напряжения через светодиод остается практически исправленным. Падение напряжения через светодиод остается несколько выше порогового напряжения, даже если напряжение питания повышается. Любое дальнейшее увеличение напряжения питания увеличивает падение напряжения через резистор, но не через светодиод.

Посмотрите, что происходит, когда напряжение, поставляемое, резистором в 150 Ом последовательно со светодиодом колеблется от 4.5 до 5.5 Вольт.

Напряжение Ve I Vseries Vled
4.50 2.60 0.017 2.52 1.98
4.60 2.70 0.017 2.62 1.98
4.70 2.80 0.018 2.72 1.98
4.80 2.90 0.019 2.81 1.99
4.90 3.00 0.019 2.91 1.99
5.00 3.10 0.020 3.01 1.99
5.10 3.20 0.021 3.11 1.99
5.10 3.20 0.021 3.20 2.00
5.30 3.40 0.022 3.30 2.00
5.40 3.50 0.023 3.40 2.00
5.50 3.60 0.023 3.49 2.01

Вы можете видеть, как напряжение светодиода (Vled) меняется всего на 0.03 В, даже если напряжение меняется на 1 Вольт. Даже с маленьким повышением напряжения светодиода, ток увеличивается на 6 мА.

Рассматриваемый светодиод имеет пороговое напряжение Vthreshold в 1.9 В, выше которого он имеет динамическое сопротивление (Rdynamic) 4.55 Ом и включают 20 мА при 2 В. (это пример заднего светодиода из пункта “Использование светодиодов”). Поставляемое напряжение в 5 В и Rseries 150 Ом. Вот формулы:

Ve = Vsupply - Vthreshold

I = Ve / (Rseries + Rdynamic)

Vseries = Rseries / (Rseries + Rdynamic) * Ve

Vled = Vsupply - Vseries

Ve - напряжение выше порогового, I - сила тока в настоящее время в цепи, Vseries – падение напряжения через резистор, Vled – падение напряжения через светодиод.

Ситуация, в которой действительно важно подключать диод без последовательного резистора - это когда вам нужно максимум эффективности -последовательный резистор потребляет мощность (P = I2R) - и отклонения в яркости могут допускаться.

Есть также другие пути для контроля тока диодом. Регулятор напряжения может великолепно справиться с этой задачей, но возможно, регулятор тока такой как этот даже лучше:

Диод управляемый простым регулятором тока

Движение светодиодов с переменным током.

Первый, и самый очевидный вопрос: почему? Но мы пропустим это, предполагая, что Вы знаете причину.

Есть несколько факторов к рассмотрению. Каждый из светодиодов только проводит за время в течение той части положительной половины цикла, в течение которого напряжение является выше порогового напряжения светодиода.

Это означает, что светодиод проводит меньше чем половину времени, которое производит яркость. Во-вторых, даже когда светодиод проводит, среднее напряжение будет гораздо меньше, чем пиковое напряжение. Среднее напряжение положительной половины синусоида - только 64 % пикового напряжения. Яркость поэтому далее уменьшена.

Это то, что я подразумеваю. Ось X - время, Ось Y - напряжение. Синяя линия - напряжение поставки; красная линия - светодиодный порог. В этом случае, пиковое напряжение - 5В, и порог - 1.2 В (типичный для красного светодиода). "Эффективное напряжение"(термин автора), является напряжением, которое выше порогового напряжения, напряжение, которое фактически освещает светодиод; остальная часть напряжения не делает ничего, или потому что ниже порогового, или это потому, что имеет неправильную полярность. Эффективное напряжение обозначено в графе серыми областями. Светло-серая область - среднее эффективное напряжение для напряжения поставки переменного тока; здесь, 1.04 В. Темно-серая область - среднее эффективное напряжение для поставки постоянного тока, 3.8 В, которое пропускает переменный ток. Светло-серая область - лишь 27% области обеих серых объединенных областей. Если бы светодиод имел пороговое напряжение ноль (которое не было бы хорошим?) эффективное напряжение переменного тока все еще было бы только 32% эффективного напряжения постоянного тока. Как пороговые повышения напряжения, " продолжительность включения " понижается оттуда.

Эффективное напряжение (V - V т) - термин из формулы, приведенной выше, и может заменить его для расчета стоимости желаемого сопротивления.

Можно повысить эффективное напряжение переменного тока по отношению к теоретическому максимуму, составляющему 32% от эффективного напряжения постоянного тока путем увеличения напряжения питания - это делает предельное напряжения меньшей частью самого высокого напряжения, так что светодиод раньше включается в цикл и остается включенным дольше. Но следует избегать использования предельного напряжения большего чем обратное напряжение, которое светодиод может выдержать, как правило это 5 вольт. Помните, что когда светодиод не проводит ток, все падение напряжения будет проходить через него. Вы можете обойти эту проблему путем подсоединения в цепь другого отдельного светодиода - кремниевые диоды могут выдержать гораздо большее обратное напряжения, чем обычные светодиоды, хотя дополнительные диоды будут вводить второй предельное напряжение. Включение в цепь двухполупериодного выпрямителя позволят вам управлять светодиодом в обеих половинах цикла, увеличив максимально эффективное напряжение до 64% напряжения постоянного тока, но имея при этом два дополнительных предельных напряжения.

Некоторые белые светодиоды требуют дальше напряжения (обычно 3,5 или 4 вольта) очень близкого к своему максимальному обратному напряжению (как правило, 5 вольт), так что светодиод будет включен лишь в течение весьма незначительной части цикла, что делает его очень слабым. Например, диод рассчитанный на 3.5 вольта подключенный к 5 вольтам переменного тока, будет иметь эффективный вольтаж только 0.25 вольт, 17% от эффективного постоянного тока в 1.5 вольта.

Чтобы компенсировать низкий уровень эффективного напряжения, мы хотим управлять светодиодом довольно трудно получить средний ток до 20 мА. Если эффективное напряжение всего 0,25 вольт, то резистор должен быть 13 Ом, и нынешний пиковый ток должен составлять 120 мА. Может ли светодиод выдержать пиковый ток в 120 мА? Вероятно, нет.

Одно из возможных решений - это два светодиода в обратно-параллельном подключении, один поляризован на свет во время позитивной половины цикла, а другой поляризован на свет во время негативной половины цикла. Сразу же, это удваивает выходное освещение, так как мы используем обе половины цикла. К тому же так как на каждом диоде обратное напряжение мы увидим падение переднего напряжения на диоде, вы можете управлять вольтажем как хотите, а рабочий цикл может становиться на 64% короче. Использование прямоугольных импульсов переменного тока вместо синусоидальных импульсов переменного тока позволит вам достичь почти 100% либо используя обратно параллельные диоды, либо один диод подключенный на удвоенном ходу для полуцикла.

Источник http://gizmology.net/LEDs.htm

author.sportextrem.ru

Заявленные. продавцом характеристики ультрафиолетовых светодиодов: Мне не х - 13 Сентября 2015 - Blog

Заявленные. продавцом характеристики ультрафиолетовых светодиодов: Мне не х

UV лампа 9 W. Объявление UV лампа 9 W (с фотографией). LED лам

Портативная ультрафиолетовая лампа UV-Inspector 3000. Мощная ультрафиолето

Светлый угол - светодиоды ультрафиолет в сушилке для обуви.

Ультрафиолетовый фонарь на 12ти светодиодах, позволяющий подсвечивать защит

Мощные ультрафиолетовые уф светодиоды Зелёнка,лютик,родамин купить.

Просто попросите меня скинуть вам прайс-лист. Объявление о продаже Инфракр

Ультрафиолетовая светодиодная лента, 60 светодиодов на метр ленты, степень

СВЕТОДИОДНЫЙ ПРОЖЕКТОР 100 вт. - ООО НАВИГАТОР в Омске.

Продажа: Бесплатная доставка 5 шт./лот AC85-260V 3 * 2 Вт GU10 высокой мощн

Светодиодный ультрафиолетовый прожектор, 36 светодиодов мощностью 3W, угол

3 шт. анти-уф гель-лак UV из светодиодов сияющий красочный 80 цветов 6 мл д

Ультрафиолетовый фонарик на 12 светодиодах - является незаменимым помощнико

Физики создали компактный неорганический ультрафиолетовый светодиод.

Электронная зажигалка с ультрафиолетовым фонариком UV светодиодом (зарядка

в г. Омск светодиодный ультрафиолетовый прожектор. . 18х3Вт UV светодио

CREE XP-G2 R5 , основной ультрафиолетовый диод 3000mW, два RGB светодиода. ультрафиолет

Объявление о продаже Ультрафиолетовые лампы в Республике Башкортостан на Av

купить в омске ультрафиолетовый фонарь.

Бесплатная доставка новый 21 из светодиодов алюминиевый сплав 395-400nm уф ультрафиолетовый

Снабжена ультрафиолетовым светодиодом, применяется для обнаружения протечек

Бесплатная доставка 3 режима 3 Вт / 5 Вт 375 нм ультрафиолетового излучения

В Петербурге открыли первую очередь завода по производству светодиодов.

CHAUVET-DJ TFX-UVLED - LED Shadow светодиодный ультрафиолетовый прожектор.

Продам уф LED новые лампы для ногтей, Косметические приборы в О

Светодиодный ультрафиолетовый прожектор DIALighting LED Par 64 UV цена 1396

Спектр излучения светодиодов не содержит ультрафиолетовый цвет, а ведь имен

Светящиеся в ультрафиолете заглушки в Омске.

Светодиодная ультрафиолетовая лампа для ногтей купить, Лед лампа 9 ватт куп

Пункты самовывоза в Омске. Способы оплаты. Светодиод 10мм красный 9000мКд

oksana-garli.clan.su


Смотрите также