Существует белый светодиод: Белые светодиоды | Светодиодное табло

Содержание

Белые светодиоды | Светодиодное табло

Существует два распространенных пути получения белого цвета свечения достаточной интенсивности с помощью светодиодов. Первый - это объединение в одном корпусе светодиода чипов трех основных цветов - красного, зеленого и синего. Смешением этих цветов получается белый цвет, кроме того, меняя интенсивность основных цветов, получается любой цветовой оттенок, что применяется при изготовлении электронных табло. Второй путь - использование люминофора для конвертирования излучения синего или ультрафиолетового светодиода в белый цвет. Подобный принцип используется в лампах дневного света. В настоящее время, второй способ превалирует из-за низкой стоимости и бóльшего светового выхода люминофорных светодиодов.

Люминофоры

Люминофоры (термин происходит от латинского lumen — свет и греческого phoros — несущий), это вещества, способные светиться под действием различного рода возбуждений. По способу возбуждения различают фотолюминофоры, рентгенолюминофоры, радиолюминофоры, катодолюминофоры, электролюминофоры. Некоторые люминофоры бывают смешанных типов возбуждения, например, фото-, катодо- и электролюминофор ZnS·Cu. По химической структуре различают органические люминофоры — органолюминофоры, и неорганические — фосфóры. Фосфóры, имеющие кристаллическую структуру, называют кристаллофосфóрами. Отношение излученной энергии к поглощённой называется квантовым выходом.

Свечение люминофора обуславливается как свойствами основного вещества, так и наличием активатора (примеси). Активатор создает в основном веществе (основании) центры свечения. Наименование активированных люминофоров складывается из имени основания и активатора, например: ZnS·Cu,Co означает люминофор ZnS, активированный медью и кобальтом. Если основание смешанное, то перечисляют сначала названия оснований, а затем активаторов, например, ZnS,CdS·Cu,Со.

Возникновение у неорганических веществ люминесцентных свойств, связано с образованием в кристаллической решетке основы люминофора в процессе синтеза структурных и примесных дефектов. Энергия, возбуждающая люминофор, может поглощаться как люминесцентными центрами (активаторное или примесное поглощение), так и основой люминофора (фундаментальное поглощение). В первом случае, поглощение сопровождается либо переходом электронов внутри электронной оболочки на более высокие энергетические уровни, либо полным отрывом электрона от активатора (образуется «дырка»). Во втором случае, при поглощении энергии основой, в основном веществе образуются дырки и электроны. Дырки могут мигрировать по кристаллу и локализоваться на центрах люминесценции. Излучение происходит в результате возвращения электронов на более низкие энергетические уровни или при рекомбинации электрона с дыркой.

Люминофоры, в которых люминесценция связана с образованием и рекомбинацией разноименных зарядов (электронов и дырок), получили название рекомбинационных. Основой для них служат соединения полупро­водникового типа. В этих люминофорах кристаллическая решетка основы является той средой, в которой развивается процесс люминесценции. Это дает возможность, изменяя состав основы, широко варьировать свойства люминофоров. Изменение ширины запрещенной зоны при использовании одного и того же активатора плавно в больших пределах изменяет спектральный состав излучения. В зависимости от применения, предъявляются различные требования к параметрам люминофора: типу возбуждения, спектру возбуждения, спектру излучения, выходу излучения, временным характеристикам (времени нарастания свечения и длительности послесвечения). Наибольшее разнообразие параметров можно получить у кристаллофосфоров, меняя активаторы и состав основания.

Спектр возбуждения различных фотолюминофоров широк, от коротковолнового ультрафиолетового до инфракрасного. Спектр излучения также находится в видимой, инфракрасной или ультрафиолетовой областях. Спектр излучения может быть широким или узким и сильно зависит от концентрации люминофора и активатора, а также от температуры. Согласно правилу Стокса — Ломмеля, максимум спектра излучения смещен от максимума спектра поглощения в сторону длинных волн. Кроме того, спектр излучения обычно имеет значительную ширину. Это объясняется тем, что часть энергии, поглощаемой люминофором рассеивается в его решетке, переходя в тепло. Особое место занимают «антистоксовские» люминофоры, которые излучают энергию в более высокой области спектра.

Энергетический выход излучения люминофора зависит от вида возбуждения, его спектра и механизма преобразования. Он снижается при увеличении концентрации люминофора и активатора (концентрационное тушение) и температуры (температурное тушение). Яркость свечения нарастает с начала возбуждения в течение различного промежутка времени. Длительность послесвечения определяется характером преобразования и временем жизни возбуждённого состояния. Наиболее короткое время послесвечения имеют органолюминофоры, наиболее длительное — кристаллофосфоры.

Значительная часть кристаллофосфоров представляет собой полупроводниковые материалы с шириной запрещенной зоны 1—10 эв, люминесценция которых обусловлена примесью активатора или дефектами кристаллической решётки. В люминесцентных лампах применяются смеси кристаллофосфоров, например, смеси MgWO4 и (ZnBe)2 SiO4·Mn] или однокомпонентные люминофоры, например галофосфат кальция, активированный Sb и Mn. Люминофоры для целей освещения подбираются так, чтобы их свечение имело спектральный состав, близкий к спектру дневного света.

Органические люминофоры могут обладать высоким выходом и быстродействием. Цвет люминофора может быть подобран для любой видимой части спектра. Они применяются для люминесцентного анализа, изготовления люминесцирующих красок, указателей, оптического отбеливания тканей и т.д. Органические люминофоры выпускались в СССР под торговой маркой люминоры.

Люминофор в процессе работы подвержен изменению параметров с течением времени. Этот процесс называется старением (деградацией) люминофора. Старение в основном обусловлено физическими и химическими процессами как в слое люминофора, так и на его поверхности, возникновение безызлучательных центров, поглощение излучения в изменившемся слое люминофора.

Люминофор в светодиоде

Белые светодиоды чаще всего изготавливаются на основе синего кристалла InGaN и желтого люминофора. Желтые люминофоры, применяемые большинством производителей, это модифицированный иттрий-алюминиевый гранат, легированный трехвалентным церием (ИАГ). Спектр люминесценции этого люминофора характеризуется максимумом длины волны 530..560 нм. Длинноволновая часть спектра имеет бóльшую протяженность, чем коротковолновая. Модифицирование люминофора добавками гадолиния и галлия, позволяет сдвигать максимум спектра в холодную область (галлий) или в теплую (гадолиний).

 

Интересны спектральные данные люминофора, применяемого в Cree. Судя по спектру, кроме ИАГ в состав люминофора белого светодиода добавлен люминофор со смещенным в красную область максимумом излучения.

В отличие от люминесцентных ламп, используемый в светодиодах люминофор имеет бóльший срок службы, и старение люминофора определяется в основном температурой. Люминофор чаще всего наносят непосредственно на кристалл светодиода, который сильно нагревается. Другие факторы воздействия на люминофор имеют значительно меньшее значение для срока службы. Старение люминофора приводит не только к уменьшению яркости светодиода, но и к изменению оттенка его свечения. При сильной деградации люминофора хорошо заметен синий оттенок свечения. Это связано с изменением свойств люминофора, и с тем, что в спектре начинает доминировать собственное излучение светодиодного чипа. С внедрением технологии с изолированным слоем люминофора (remote phosphor), влияние температуры на скорость деградации люминофора снижается.

Далее о светодиодах >>>

Как получают белые светодиоды?

Строго говоря, светодиоды не могут быть «белыми» — это лишь условное название твердотельных источников белого света. В отличие от ламп накаливания и люминесцентных ламп, светодиоды излучают свет в очень узком диапазоне длин волн, то есть, практически монохромный. А белый свет, как мы знаем, представляет собой совокупную смесь всех составных частей видимого спектра.

Именно этот принцип — смешение цветов — используется при получении белого свечения светодиодов. На сегодняшний день, разработаны несколько методик получения светодиодного свечения белого цвета. Рассмотрим их подробнее.

1-ый способ

схож с работой люминесцентных ламп и состоит в нанесении на поверхность светодиода, излучающего в ультрафиолетовом диапазоне, люминофоров трёх цветов – зеленого, красного и голубого.


2-ой способ также подразумевает применение люминофора, только в этом случае смешивается свечение голубого светодиода с излучением зелёного и красного, либо жёлто-зелёного люминофора. Данный метод часто является наиболее экономически оправданным.

3-ий способ получения белого LED излучения состоит в смешивании излучения монохромных кристаллов разных цветов. Обычно в этой методике используются три светодиода – красный (Red), зелёный (Green) и голубой (Blue), отсюда и название – RGB-светодиоды. Разноцветные кристаллы устанавливаются на одной матрице, а для смешения светового излучения используется какая-либо оптическая система (например, линза). В результате получается белый свет. Такой же принцип используется в телевидении при передаче цветного сигнала.


Каждая из вышеперечисленных технологий имеет свои достоинства и недостатки. RGB-технология позволяет не только получать белый цвет, но и перемещаться по цветовой диаграмме, управляя этим процессом вручную или с помощью программы. Таким же образом можно получать различные цветовые температуры белого света. Поэтому RGB-матрицы с успехом используются в светодинамических приборах. Кроме того, большое количество светодиодов в матрице обеспечивает высокий суммарный световой поток и большую осевую силу света.

Недостатком технологии RGB является ограниченный волновой диапазон излучения, из-за чего белый свет часто получается бледным, может иметь сероватый оттенок и зачастую неестественно взаимодействует с освещаемыми предметами. Этот недостаток можно преодолеть, добавляя к традиционной RGB-матрице эмиттеры других цветов: Amber, Liam, Cyan, Ginger и т. д. Таким образом можно значительно расширить спектр не только цветного, но и белого цвета.


Ещё один недостаток RGB-технологии состоит в том, что из-за неравномерного отвода тепла с краёв матрицы и из её середины светодиоды нагреваются неодинаково, а значит, их цвет будет по-разному меняться в процессе старения. Процесс усугубляется различиями в скорости деградации кристаллов разного цвета. Поэтому цветовая температура и цвет могут «плавать» в течение всего срока эксплуатации.

Белые светодиоды с люминофорами существенно дешевле, чем RGB-светодиоды. К тому же они имеют однозначно заданный в процессе производства оттенок белого света от более теплой области 2800 K, до холодной синевато-белой области 9000 К. Поэтому обычно белые люминофорные светодиоды обеспечивают лучшую цветопередачу.


Конечно, и эта технология имеет ряд существенных недостатков. 
  • Прежде всего, к ним относится снижение световой отдачи светодиодов из-за преобразования света в люминофоре.
  • Есть определённые технологические сложности и в плане равномерности нанесения слоя люминофора на кристалл, что приводит к неравномерному распределению света.
  • Ещё один значимый минус заключается в том, что светодиод значительно долговечнее люминофора, а это, в свою очередь, снижает потенциальный рабочий ресурс источника света.

Светодиоды, изготовленные по разной технологии, применяются в разных осветительных приборах. RGB-светодиоды незаменимы для цветной заливки сцены, создания динамических цветовых эффектов, архитектурной и интерьерной подсветки. Светодиоды с люминофорным слоем обеспечивают необходимую яркость и интенсивность белого света и идеально подходят для светильников с заранее заданной цветовой температурой. Производители выпускают как «тёплые», так и «холодные» светодиоды, которые можно смешивать в произвольной пропорции, достигая лучших результатов.

Читайте другие выпуски светодиодного ликбеза:

Выпуск 1. Что такое светодиоды и почему они светятся?

Выпуск 2. Какой свет излучают светодиоды?

Выпуск 3. Как получают белые светодиоды?

Выпуск 4. Смешение цветов в светодиодных приборах

Выпуск 5.  Применение LED приборов

Выпуск 6. Светодиоды на сцене

Выпуск 7. Энергоэффективность светодиодов — миф или реальность?

Выпуск 8. От чего зависит срок службы светодиодов?

Световая шкала светодиодов

07 Октября 2015

Светодиоды сегодня применяются практически везде. Потому не будет лишним узнать, как они различаются и, что в какой ситуации более подходит.

Хотя сегодня существует несколько доступных вариаций светодиодного света, все они относятся к трем основным категориям: «теплый белый», «чисто белый» и «холодный белый». На противоположных концах спектра находится «теплый белый», который содержит желтые оттенки белого света и «холодный белый», который отражает оттенки синего. Посередине находится «чистый белый», который как видно из названия, является наиболее чистым из вариаций светодиодного света. В этом смысле измеряются только белые и синие светодиоды, остальные вне бело-синего спектра таких свойств не имеют.

Несмотря на то, что светодиоды излучают свет не за счет нагревания, мы по-прежнему используем коррелированную световую температуру, когда описываем работу светодиодов.

Различные температуры = различные цвета:

Когда свечение белого светодиода имеет желтоватый оттенок, это обычно около 3000 Кельвина (К). Из-за «желтоватости» этот цвет называется "теплый белый". Далее вверх по шкале, «чистый белый» светодиодный свет измеряет на уровне около 4500К и даже выше есть "холодный синий" белый свет, который измеряется на уровне 6500K и более.

Естественно, возникает некоторая путаница по этому поводу. Если температура низкая, почему это считается "теплым"? И если высокая, то почему называется "холодным"?

Ответ на этот вопрос должен пониматься с точки зрения зрительного понимания этих слов. Человеческий разум на протяжении многих веков подразумевал желтый оттенок, как теплый, а синий как более холодный.

Таким образом «теплый» и «холодный» не более чем прилагательные, используемые для описания излучаемого света.

Существует масса примеров света вокруг нас, который может быть применен к температурной шкале света:

  • восход/закат - 2500K
  • раннее солнце днем - 5000K
  • пасмурное небо - 6000K
  • тень от синего неба - 7500K
  • голубое небо - 10000K


Что нужно иметь ввиду при покупке белых светодиодов:

Более высокие температуры цвета не обязательно указывают на более высокое их качество или более дорогой свет. Это также не означает, что он ярче, чем другие. Цена продукта в значительной степени зависит от вариации в диодах, а не от диапазона цветовой температуры светодиода.

Также имейте в виду, что светодиоды не являются совершенными. Каждый диод имеет небольшие отклонения в своей цветовой температуре. Более дешевые и низкокачественные светодиоды имеют более широкий разброс цветовой температуры. Например, температура теплого белого светодиода может колебаться от 3000- до 3500 °К. Это очень существенная разница. Светодиоды высокого качества, с другой стороны, имеют гораздо более жесткий диапазон, зачастую с разницей всего в 150-300К.

Почему это важно? Неожиданные изменения в белом свете могут оказаться весьма заметными в зависимости от того, как светодиод используется. Теплый свет лучше всего использовать в жилых помещениях, как это он лучше сочетается с одеждой и оттенками кожи. Холодный свет, с другой стороны, является предпочтительным для визуальных задач, так как она производит отличный контраст. Для достижения наилучшего результата необходимо запомнить следующие простые основы:

Тип белого цвета Температурный диапазон Излучаемый свет Лучше всего для Например
теплый
3000-4500 К
Белый с желтым оттенком
Помещений, в которых необходимо менее интенсивное освещение
Спальни, рестораны, лобби и ресепшен офисов и отелей, бутики.
чистый
4500-6000 К
Белый
Интенсивного светового применения
Хирургическое освещение, фотосъемка в помещении, офисы, точки продаж, фабрики, школы
Холодный
6000-7500 К
Белый с синим оттенком
Специальные случаи, нуждающиеся в высокой световой интенсивности и хорошей цветопередаче
Арт галереи, музеи, ювелирные магазины

Пожалуйста заполните обязательные поля.

Ошибка отправки формы. Попробуйте еще раз.

Спасибо, ждите звонка.


Возврат к списку

Физическая природа белых светодиодов / Статьи о рекламе / Наружная реклама

Всего десять-двенадцать лет назад о светодиодах мало кто слышал. Еще реже можно было встретить тех, кто мог бы поделиться опытом в использовании твердотельных источников света для подсветки вывесок. Сегодня же светодиоды занимают уверенные позиции на рынке производства электрифицированной рекламы, все активнее конкурируя с люминесцентными лампами и приходя на смену все реже встречающимся неоновым трубкам. Наибольшей популярностью по вполне очевидным причинам среди сайнмейкеров пользуются LED-модули, которые излучают белый свет. Чтобы максимально реализовывать потенциал LED-технологий в производстве световой рекламы, прежде всего необходимо лучше понимать природу белых светодиодов и знать об их сильных и слабых сторонах.

Принципы работы

Светоизлучающий диод представляет собой электронное устройство, которое излучает свет, когда через него пропускают электрический ток. Диод состоит из кристалла (нередко называемого чипом), который изготовлен из полупроводникового материала с вкраплениями примесей, необходимых для создания p-n-перехода (или электронно-дырочного перехода). В диоде ток проходит от стороны p (анода) к стороне n (катоду), но не в обратную сторону. Носители заряда (электроны и дырки) поступают в p-n-переход от электродов с разным напряжением. При столкновении электронов с дырками происходит высвобождение энергии в виде фотонов. 

Цвет свечения (или длина волны излучаемого света) светодиода определяется материалами, из которых изготовлен светодиод. Монохроматические диоды выпускаются в различных цветах, включая красный, синий, янтарно-желтый, зеленый и ультрафиолетовый, со светоотдачей от 10 до 200 люменов. Чтобы получить LED-устройства, излучающие белый свет, прибегают к одной из трех распространенных в настоящее время технологий, о чем  далее рассказывается более подробно.

 

Cветодиодная линейка Philips с белым цветом свечения

 

Методы изготовления белых светодиодов и особенности их цветопередачи

Если лампы накаливания и люминесцентные лампы по сути своей - источники белого света, то белые светодиоды таковыми не являются. В отличие от более традиционных ламп, светодиоды генерируют свет очень узкого диапазона длин волн в видимом спектре, результатом чего является их почти монохромное свечение. Именно поэтому светодиоды особенно эффективно использовать в световых установках, излучающих какой-либо определенный основной цвет, к примеру, в светофорах и указателях. Между тем в вывесках чаще всего необходима внутренняя подсветка, излучающая белый свет, по цветовой температуре и индексу цветопередачи сопоставимый со свечением привычных люминесцентных ламп. В этом случае выбор в пользу светодиодов не создаст никаких дополнительных сложностей в работе дизайнеров, поскольку воспроизведение цветов на лицевой стороне вывески будет именно таким, какое требуется заказчику. 

Основными способами для получения белого свечения в светодиодах являются а) нанесение слоя желтого фосфора на синие кристаллы; b) нанесение нескольких слоев разноцветных фосфоров на кристаллы, излучающие свет, близкий по цвету к ультрафиолетовому; и c) RGB-системы, в которых за счет смешения света множества монохромных красных, зеленых и синих диодов достигается свечение белого цвета.

В первом случае чаще всего используют кристаллы синих светодиодов, которые покрывают желтым фосфором. Фосфор поглощает некоторое количество синего света и излучает желтый свет. При смешении непоглощенного синего света с желтым человеческий глаз воспринимает свечение диода как белое.

Второй метод представляет собой не так давно разработанную технологию получения твердотельных источников белого света на основе комбинации диода, излучающего свечение, близкое по цвету к ультрафиолетовому, и нескольких слоев разноцветных фосфоров. В последнем случае белый свет получают путем смешивания трех базовых цветов (красного, зеленого и синего). Качество белого света улучшают за счет дополнения конфигурации RGB диодами с янтарно-желтым свечением, что позволяет охватывать желтую часть спектра.

У каждого из этих подходов есть свои плюсы и минусы. Так, для белых светодиодов, изготавливаемых по принципу комбинации синих кристаллов с фосфором, характерны достаточно низкий индекс цветопередачи (около 70), склонность к генерации белого света холодных тонов, неоднородность оттенка свечения при достаточно высокой светоэффективности и относительно небольшой стоимости.

Белые светодиоды, полученные на основе комбинации диодов, с близким к ультрафиолетовому цвету свечения и разноцветных фосфоров, обладают более высоким индексом цветопередачи, могут генерировать белый свет более теплых оттенков и отличаются большей однородностью оттенков свечения от диода к диоду. При этом они не столь энергоэффективны и не столь ярки, как первые.

В свою очередь, принцип RGB позволяет создавать светодинамические эффекты в световых установках со сменой цвета свечения и различными тонами белого свечения и потенциально может обеспечивать очень высокий индекс цветопередачи. В то же время светодиоды отдельных цветов по-разному реагируют на величины рабочего тока, окружающую их температуру и регулирование яркости, и нуждаются в достаточно сложных и дорогостоящих системах управления для достижения стабильного цвета свечения.

Для всех светодиодных модулей, излучающих белый свет, характерен ряд достоинств и недостатков, распространяющийся на твердотельные источники света в целом. Этим особенностям следует уделить отдельное внимание.

Преимущества LED-технологий

Бесспорным достоинством светодиодов является их световая эффективность. Так, поставляемые в настоящее время на рынке LED-модули генерируют световой поток в диапазоне от 25 до 80 люменов на каждый ватт потребляемой мощности. К примеру, у ламп накаливания светоэффективность не превышает 5-10 лм/Вт.

Второй плюс в использовании светодиодов — их долговечность, которая в среднем составляет 25-50 тыс. часов. Для сравнения: лампа накаливания мощностью 75 Вт работает примерно 1 тыс. часов, компактная люминесцентная лампа сопоставимой яркости — от 8 тыс. до 10 тыс. часов. Долговечность LED-модулей позволяет существенно сокращать затраты на обслуживание световых установок и покупку новых источников света для замены вышедших из строя ламп. К примеру, светодиодный светильник при работе восемь часов в день, способен прослужить 18 лет до того, как выйдет из строя, будет потреблять меньше электроэнергии, чем другие источники света и почти не потребует обслуживания.

Рассмотрим более детальное сравнение долговечности светодиодов и ламп дневного света. Обычно срок службы люминесцентных ламп оценивается в 30 тыс. часов. Что же касается светодиодов, считается, что заменять LED-модули на новые необходимо только тогда, когда уровень яркости их свечения составляет не более 30% от первоначальной величины. Согласно данным Министерства энергетики США, самый долговечный из уже протестированных светодиодов беспрерывно проработал 35 тыс. часов, прежде чем достиг этого показателя. В силу постоянного развития светодиодных технологий среднестатистический ресурс LED-модулей продолжает увеличиваться. По оценкам экспертов, срок службы современных белых светодиодов оценивается в 17-20 лет при ежедневной эксплуатации в течение восьми часов.

Стоит заметить, что светодиоды не перегорают, как люминесцентные или газоразрядные лампы, а в большинстве случаев со временем просто утрачивают свою первоначальную яркость.

Все эти плюсы в эксплуатации твердотельных источников света обеспечивают экономию электроэнергии, сокращение затрат на обслуживание световых конструкций и снижение цены владения  вывеской со светодиодной подсветкой на протяжении ее срока служба в целом. В конструкции светодиодов не используется опасных для человеческого здоровья веществ, в отличие от компактных люминесцентных ламп, внутри которых содержатся ртутные пары. Немаловажным плюсом светодиодной технологии является и тот факт, что при диммировании (снижении яркости свечения) оттенок цвета их свечения не меняется в отличие, к примеру, от ламп накаливания, свет которых в этом случае желтеет.

Светодиоды — оптимальный выбор для использования в вывесках, которые работают в постоянном или достаточно частом режиме включения/выключения. К примеру, люминесцентные лампы при частом выключении выходят из строя гораздо быстрее, а газоразрядным лампам требуется достаточно ощутимый промежуток времени, чтобы заработать в полную силу после включения питания. Светодиоды во включенном состоянии начинают излучать свет почти мгновенно: к примеру, красный  LED-модуль достигает полной яркости свечения за микросекунды.

Светодиоды, по сути своей являющиеся твердотельными устройствами, сложно повредить при внешних ударах, в отличие от люминесцентных ламп, неоновых трубок и ламп накаливания, которые при падении или сильном внешнем воздействии разрушаются без возможности починки.

...и их недостатки

Оценивая различные потребительские свойства и качества светодиодов, чаще всего их основным минусом называют более высокую стоимость в сравнении с традиционными источниками света. Эта величина еще более увеличивается за счет необходимости в использовании большего число LED-модулей при достижении требуемой яркости свечения вывески, а также за счет затрат на требуемые для их работы электронику и блоки питания. И все же стоит заметить, что в целом стоимость владения (включая затраты на электроэнергию и обслуживание) светодиодной световой конструкцией ощутимо ниже, чем вывеской аналогичного размера и яркости, оснащенной какими-либо другими источниками света.

В режиме эксплуатации выявляется и еще одна особенность светодиодов, которую, пожалуй, следует отнести к их недостаткам: сильная зависимость от температуры, окружающей световую конструкцию. Если LED-модули подвергаются сильному нагреву, происходит перегрев их корпусов, и в результате это может привести к преждевременному выходу светодиодов из строя. В частности, известно, что повышение эксплуатационной температуры на 10 градусов Цельсия может сократить срок службы светодиода вдвое. Таким образом,
для обеспечения максимально возможного срока службы светодиодов необходима соответствующая система отвода тепла. Поэтому при оценке предполагаемой долговечности светодиодов следует учитывать рекомендованную производителем рабочую температуру и решения, внедренные им в конструкцию LED-модуля для нивелирования нагрева.

Итак, на какие же вопросы следует получить ответы производителя или поставщика белых светодиодов, если мы стремимся получить качественную и долговечную подсветку нашей вывески? Это:

1) Какую технологию изготовления светодиодных модулей с белым цветом свечения практикует фирма-производитель?

2) Каковы светоэффективность (в люменах на ватт), угол рассеивания светового потока (в градусах), цветовая температура (ССT) в Кельвинах и индекс цветопередачи (в единицах от 1 до 100) этих источников света?

3) Каков предполагаемый срок службы светодиодов?

4) Какие дополнительные устройства необходимы для работы LED-модулей?

5) В каком диапазоне температур рекомендуется использовать эти светодиоды, и как в них реализована система отвода тепла?

Возможность регулирования яркости свечения светодиодов в вывеске является еще одним немаловажным аспектом, который целесообразно учитывать при проектировании той или иной световой конструкции. Диммирование LED-подсветки позволяет оптимизировать эксплуатацию установки, реализовать в рекламном изделии дополнительные светодинамические эффекты, а также увеличить срок службы диодов.


При подготовке публикации использованы материалы компаний Cree, Inc., Lutron Electonics Co., Inc., OSRAM Opto Semiconductors и Philips Lumec.

существует ли белый цвет свечения и как он получается > Свет и светильники

Светодиод 3 Вт: характеристика LED 3 w

Читайте, в чем состоят особенности конструкции светодиодов мощностью 3 ватта. Узнайте, его технические характеристики, специфические качества элементов и схему подключения светильников....

02 04 2021 1:57:26

Энергосберегающая лампа - что это, какие бывают эконом лампочки, виды и типы энергосберегательных осветительных приборов для дома

Узнайте, что такое энергосберегающие лампы, какие виды предлагаются в магазинах, чем они отличаются друг от друга. Читайте, как выбрать лампочку по мощности, размерам, цоколю, мощности потока света, производителю. Почему компактные люминесцентные и светодиодные лампы лучше, чем лампочки накаливания....

29 03 2021 23:11:56

Лампа ближнего света Нива Шевроле: какие стоят на Шеви

Читайте здесь, какие лампы ближнего света стоят на Ниве Шевроле, на что обратить внимание при выборе им замены, как правильно выполнить их переустановку и какие другие возможные неполадки могут стать причиной выходя из строя фар....

26 03 2021 17:24:23

и светодиодные для внутреннего освещения: настенные, накладные и специальные

Наиболее экономичным и эффективным способом реализации внутреннего освещения считаются светодиодные светильники. Они превосходят все альтернативные виды, демонстрируют высокую работоспособность, позволяют подбирать оптимальные режимы подсветки для помещений в соответствии с их назначением....

20 03 2021 19:18:46

Лампа ближнего света Лансер: какой цоколь подходит и как поменять

Узнайте, какие лампы используются для ближнего света в фарах Мицубиси Лансер 10. Сохраните для себя списки популярных и эффективных моделей подобных светильников. Читайте, как производится замена ближнего света на Лансере 10, какие предохранители отвечают за эти лампы, и где их можно найти....

19 03 2021 3:42:28

Устройство светодиодной ленты 12 вольт: принцип работы и как устроена

Читайте, какие светодиодные ленты доступны на рынке, чем они отличаются друг от друга. Узнайте устройство светодиодной ленты на 12 вольт, Критерии выбора и способы подключения к сети. Как рассчитать мощность блока питания, когда требуется включение в схему контроллера и усилителей....

18 03 2021 14:14:24

Блок питания для светодиодной ленты 12В своими руками: схема драйвера

Читайте здесь, как сделать блок питания для светодиодной ленты 12 В своими руками, каковы его главные особенности и назначение, какие готовые блоки существуют и можно ли использовать модели от техники б/у, из каких этапов состоит процесс самостоятельной сборки устройства, как выглядит его схема и какие нюансы при этом нужно учесть. ...

14 03 2021 4:39:16

Подсветка витрин: освещение для прилавков и витрин лентой со светодиодами

Узнайте, какое значение имеет подсветка витрин, ее возможности, способность привлекать покупателей и создавать эксклюзивный вид для обычной стандартной витрины. Выясните, какие существуют требования и нормы для осветительных приборов на витринах. Ознакомьтесь с порядком монтажа светодиодной ленты....

08 03 2021 22:59:15

SMD светодиоды: типы, виды, маркировка, размеры, и их характеристика, основные технические параметры светодиодных смд ламп для внешнего освещения

Читайте, какие SMD светодиоды самые популярные, где и в каком виде используются. Узнайте, чем они отличаются друг от друга и как выбрать оптимальный вариант. Плюсы и минусы изделий из С М Д светодиодов, сфера применения, особенности покупки через интернет....

09 02 2021 19:17:46

Прибор для проверки светодиодов своими руками: схема супер тестера Led

Читайте, как сделать прибор для проверки светодиодов своими руками. Узнайте, вы каких ситуациях самоделка лучше приобретенного в магазине прибора. Почему выходят из строя светодиодные элементы в лампах, лентах, телевизорах. Почему не стоит заниматься ремонтом телевизора самостоятельно....

03 02 2021 8:55:12

Светодиодная лента: что это такое, особенности маркировки, для чего используется, каких цветов бывает и как выбрать диодную ленту

Читайте, какие светодиодные ленты предлагает рынок, какая Led лента лучшая для дома. Узнайте, как расшифровать маркировку и выбрать изделие по напряжению, мощности, световой отдаче, цвету. Как подобрать драйвер для приобретенной ленты. Как определить длину отрезка, если блок питания уже куплен....

21 01 2021 0:14:37

SMD 5050: характеристика, мощность и технические параметры

Узнайте, какими особенностями и техническими характеристиками обладают светодиоды типа SMD 5050. Читайте, какие параметры выделяют их среди подобных элементов, в чем состоят особенности конструкции и сборки. Выясните, какие применяются схемы подключения и как выполняется монтаж компонентов....

14 01 2021 20:38:51

COB LED: что это такое, характеристики и параметры светодиодной лампы

Читайте, что такое COB LED, чем отличается от светодиодов SMD. Узнайте, как эти модули производятся, какими преимуществами обладают. Какие у С О В-модулей технические и оптические характеристики, что необходимо учесть при работе с ними. На какие критерии следует обратить внимание при покупке....

11 01 2021 15:13:49

Вакуумный диод: устройство, принцип работы, вольт амперная характеристика

Читайте, что такое вакуумный диод, чем отличается от полупроводникового. Узнайте, как он устроен и по какому принципу работает. Как создается график В А Х, на какие особенности необходимо обратить внимание. В каком оборудовании используются электровакуумные диоды, что нужно учесть при выборе....

31 12 2020 15:18:30

Линзы для светодиодов: фокусирующая оптика для плоских светодиодных ламп

Читайте здесь, что такое линзы для светодиодов, каков их принцип действия и назначения, какие виды увеличительных стекол применятся сегодня для лед-светильников, какие их модели устанавливаются на автомобильную оптику, чего изготавливаются и как собрать оптическую систему на их основе своими руками. ...

23 12 2020 20:35:40

Неоновая подсветка: освещение для комнат и квартир с использованием неона

Читайте здесь, что такое неоновая подсветка, из каких конструктивных элементов состоит неоновый светильник и на каком принципе он работает, какие популярные варианты применения его в интерьере существуют, что нужно учесть при установке такой системы освещения и на что обратить внимание при выборе оборудования для нее....

06 12 2020 19:45:51

Белый светодиод

                                     

3. Люминофор светодиодов.

(The phosphor LEDs)

Часто сочетание синего, фиолетового или ультрафиолетового не используются в массовом производстве полупроводниковых излучателя и люминофорного конвертера позволяет изготовить недорогой источник света с хорошей производительностью. самые распространенные конструкции этого содержит синий светодиод полупроводниковый чип нитрида галлия, модифицированный индием InGaN и люминофор с максимумом переизлучения в области желтого цвета - иттрий-алюминиевого граната, легированного трехвалентным церием, ЯГ. часть мощности источника излучения чипа покидает корпус светодиода, рассеянные в люминофорного слоя, другая часть поглощается люминофором и переслушал в область меньших значений энергии. Спектр переизлучения захватывает широкую площадь, от красного до зеленого, однако результирующий спектр такого светодиода имеет ярко выраженный провал в области зеленого-сине-зеленый.

В зависимости от состава люминофора производят светодиоды с различной цветовой температурой "тёплые" и "холодные". Путем комбинирования различных типов люминофоров удалось значительно увеличить в индекс цветопередачи CRI или R a (Р). На 2017 год уже есть светодиодные панели для фото-и киносъемки, где цветопередача имеет решающее значение, но такое оборудование стоит дорого, и производители уникальных.

Одним из путей увеличения яркости люминофора светодиодов при сохранении или даже снижении их стоимости - увеличение тока через полупроводниковый чип без увеличения его размеров - увеличение плотности тока. этот метод связан с одновременным увеличением требований к качеству саму фишку и в качестве теплоотвода. С увеличением плотности тока электрического поля в объеме активной области снижают световой поток при максимальных токов, поскольку участки обломока Сид с различной концентрацией загрязнения и разной шириной запрещенной зоны проводят ток по-разному, происходит локальный перегрев участков чипа, что влияет на светоотдачу и долговечность светодиодные в целом. Для того, чтобы увеличить выходную мощность при сохранении качества спектральных характеристик, теплового режима производят светодиоды, содержащие кластеры светодиодных чипов в одном корпусе.

Одна из самых обсуждаемых тем в области технологии полихромных светодиодов-это их надежность и долговечность. В отличие от многих других источников света, светодиод с течением времени меняет свои характеристики светоотдачи эффективности, направленности, цветовой оттенок, но редко удается полностью. поэтому оценить срок полезного использования, например для освещения, снижение светоотдачи до 70 % от первоначальной стоимости L70. то есть яркость светодиодов в процессе эксплуатации снизился на 30 % является сломанным. для светодиодов, используемых в декоративном освещении, используется в качестве оценки времени жизни, чтобы уменьшить уровень яркости 50 % L50 (50 % Л50).

Срок службы люминофорного светодиода зависит от многих параметров, помимо качества изготовления самой светодиодной сборки, срок службы в основном зависит от характеристики излучающей чип и изменение свойств люминофора за достижения деградации. и, как показывают многочисленные исследования, основным фактором, влияющим на срок службы светодиода является температура.

Как синий свет стал белым – аналитический портал ПОЛИТ.РУ

Японские ученые Исаму Акасаки, Хироси Амано и Сюдзи Накамура (последний сейчас живет в США) стали лауреатами Нобелевской премии в области физики за изобретение синих светодиодов. Аналитики приходят в себя от неожиданности: они не смогли предсказать, что Нобелевский комитет в этом году обратит внимание на прикладную сферу. Японское правительство может быть довольно: объявленный в 2001 году план «30 Нобелевских премий за полвека» еще немного приблизился к реализации. А мы попытаемся разобраться, что же привлекло внимание Нобелевского комитета.

 

Как и другие полупроводниковые приборы, светодиоды состоят из двух частей, обладающих разной проводимостью: электронной (n-типа) и дырочной (p-типа). В первой области есть избыток отрицательных зарядов, во второй – их недостаток, поэтому носителями положительного заряда являются вакантные места в электронных оболочках атомов – «дырки». Между p-областью и n-областью расположена граница – p-n-переход. Если к p-области диода подключить положительный полюс источника питания, а к n-области – отрицательный, электроны и «дырки» устремятся через p-n-переход к соответствующим полюсам, и в цепи возникнет электрический ток. Если полярность подключения поменять, тока в цепи не будет. Это общее свойство диодов.

Для светодиодов характерно еще и то, что при подключении тока в области p-n-перехода они излучают свет. Это происходит благодаря тому, что электроны занимают вакантные позиции в оболочках атомов (там, где были «дырки»), и при этом испускаются фотоны. Длина волны, какого цвета свечение мы увидим, зависит от материала полупроводника

Впервые свечение полупроводника наблюдал в 1907 году сотрудник Маркони британец Генри Раунд. В этот эффект независимо открыл 1923 году советский физик Олег Лосев, работавший тогда в Нижнем Новгороде. Но природа этого явления была тогда не до конца понятна ученым, а перспективы его применения неясны. Дальнейшие исследования Лосева были связаны с другим применением полупроводниковых материалов – созданием кристаллических радиодетекторов, но еще долгое время в англоязычной литературе свечение полупроводника называлось Losev light «свечение Лосева».

В начале 1960-х созданы инфракрасный светодиод (Роберт Байард, Гари Питтман) и светодиод, дающий красный свет видимого диапазона (Ник Холоньяк). Сначала светодиоды были довольного дорогими, а яркость их была еще мала, но со временем стоимость начала снижаться, а яркость наоборот расти, и светодиоды уже могли бы теоретически стать конкурентами ламп накаливания, если бы были способны давать свет широкого спектра (белый). Пока же они оставались красными и использовалась, в основном, в различных индикаторах.

В начале 70-х годов появились светодиоды желтого (Джордж Крафорд) и зеленого цвета свечения. Создаваемый ими световой поток к началу 1990-х достиг уровня в 1 люмен (50 ваттная лампа накаливания дает световой поток в 50 люменов). Но для успешного применения в качестве источников освещения этого было, конечно, еще недостаточно.

Сегодняшние лауреаты смогли решить две проблемы. Они разработали светодиоды большой яркости, а также создали светодиоды синего света. И Исаму Акасаки с Хироси Амано, работающие в университете города Нагоя, и Сюдзи Накамура, который в 1980-х был сотрудником компании «Nichia Chemical Industries», сделали ставку на нитрид галлия как основу светодиодов. Уже было известно, чтото вещество дает синее свечение, однако при выращивание кристаллов нитрида галлия было очень трудоемким и дорогим. Акасаки и Амано обнаружили, изучая вещество под сканирующим электронным микроскопом, что этот процесс увеличивает эффективность p-слоя. Это происходило из-за того, что поток электронов удалял мешающие формированию p-слоя ядра водорода. Им удалось в 1992 году создать яркий синий светодиод. Независимо в том же году создал светодиод Накамура. Он сумел получить высококачественные кристаллы нитрида галлия, выращивая кристаллические слои сначала при низкой, а потом при высокой температуре.

Получение синих светодиодов дало новый импульс к развитию светодиодного освещения. Полупроводниковые источники света стали выигрывать конкурентную борьбу. Они потребляют меньше энергии, дают при этом свет большой яркости. В отличие от флуоресцентных ламп они не содержат ртути. В отличие от ламп накаливания, они без потерь преобразуют энергию в свет, не тратя ее на выделение тепла. К тому же они небольшого размера, мало весят, долго служат, эффективно работают при низких температурах, не требуют времени на прогрев или выключение. Так как светодиоды не нагреваются при работе, они не создают опасность пожара.

Усилия многих разработчиков привели к дальнейшему совершенствованию светодиодных ламп. Последнее рекордное достижение в уровне световой отдачи (отношении излучаемого светового потока к потребляемой им мощности) составляет чуть более 300 люмен / ватт, то есть один светодиод по этому параметру равен примерно 20 стоваттным лампам накаливания или 17 стоваттным галогеновым лампам.

 

Сравнительная световая отдача масляной лампы, лампы накаливания, флуоресцентной лампы и светодиода (люмен / ватт).

Благодаря синим светодиодам стало возможным получение белого света. Для этого существуют два способа. Белый цвет получают, используя комбинацию трех светодиодов: красного, зеленого и синего. Или же в лампе применяют синие светодиоды, но слой люминофора преобразует их излучение в свет в относительно широкой спектральной полосе с максимумом в области желтого. В результате излучение светодиода и люминофора, смешиваясь, дают белый свет различных оттенков.

 

Конструкция белого светодиода (чип – собственно светодиод, дающий синий свет, люминофор позволяет преобразовать его в белый).

Использование синего света в светодиодах дает еще одну выгоду. Так как длина волны синего цвета короче, чем у, например, инфракрасного, его можно более эффективно использовать в устройствах хранения и передачи информации. В компакт-дисках (CD) для чтения информации используется инфракрасный лазерный луч с длиной волны 780 нм. Значительно большая емкость дисков Blu-Ray достигается за счет использования лазера синего-фиолетового цвета (405 нм). Создание синего лазера – тоже дело рук Акасаки и Амано с одной стороны, а также Накамуры с другой. Синий светодиод служит важнейшим компонентом этого лазера.

Как получается белый свет с помощью светодиодов? | Системы светодиодного освещения | Ответы на освещение

Как получается белый свет с помощью светодиодов?

В настоящее время существует два подхода к созданию белого света.

Смешанный белый свет: один из подходов состоит в смешивании света от нескольких цветных светодиодов (рис. 4) для создания спектрального распределения мощности, которое выглядит белым. Точно так называемые трехфосфорные люминесцентные лампы используют три люминофора, каждый из которых излучает относительно узкий спектр синего, зеленого или красного света при получении ультрафиолетового излучения от ртутной дуги в трубке лампы.Поместив красный, зеленый и синий светодиоды рядом друг с другом и правильно смешав количество их выходного сигнала (Zhao et al. 2002), полученный свет будет иметь белый цвет.

Рисунок 4. Спектральное распределение мощности нескольких типов светодиодов.

Белый свет с преобразованием люминофора: Другой подход к созданию белого света заключается в использовании люминофоров вместе с коротковолновыми светодиодами. Например, когда один люминофор, используемый в светодиодах, освещается синим светом, он излучает желтый свет, имеющий довольно широкое спектральное распределение мощности. За счет включения люминофора в корпус синего светодиода с максимальной длиной волны от 450 до 470 нанометров часть синего света будет преобразована люминофором в желтый свет. Оставшийся синий свет при смешивании с желтым светом дает белый свет. Новые люминофоры разрабатываются для улучшения цветопередачи, как показано на рисунке 5.

Рис. 5. Спектральное распределение мощности первых белых светодиодов на основе люминофора (слева) и белых светодиодов с использованием недавно разработанных люминофоров (справа) с увеличенной выходной мощностью от 600 до 650 нанометров.

Пять проблем, связанных с белыми светодиодами

1. Плохая цветопередача

В настоящее время белый светодиод, полученный из синего светодиода, покрытого желтым люминофором, обычно имеет плохую цветопередачу (ниже 80%), так как излучаемый свет не имеет красного цвета. не восстановить этот цвет правильно. Но лампочка TL или компактная люминесцентная лампа могут иметь показатели цветопередачи от 80% до более 90%.

Когда индекс цветопередачи превышает 80%, это указывается в технических характеристиках светодиода. Сегодня мы находим белые светодиоды с индексом цветопередачи более 80, но их все еще довольно мало. Большинство белых светодиодов не соответствуют требованиям общего освещения.

2. Низкая световая отдача и высокая цена

Эффективность источника света определяется световым потоком [лм], излучаемым на единицу мощности, потребляемой источником света [Вт]: люмен / ватт [лм / Вт].

Давайте сравним. Световая отдача обычной лампы накаливания мощностью 60 Вт превышает 700 лм, в то время как световая отдача одного светодиода составляет около 25 лм. Для замены традиционных осветительных приборов необходимо больше светодиодов, что приводит к высокой стоимости.

3. Затухание самого светодиода

Чтобы удовлетворить требованиям по яркости, мощные белые светодиоды обычно проектируются с высокой мощностью. Из-за затухания самого светодиода и старения люминофоров и упаковочных материалов, когда светодиоды работают в условиях длительного времени и высокого тока, световой поток светодиодов будет уменьшаться.

Когда световой поток сильно падает, не удовлетворяя требованиям к освещению, светодиод больше не годится. Чем хуже затухание света, тем короче срок службы мощных белых светодиодов.

4. Светодиодная оптическая система

Обычно светодиодная лампа состоит из нескольких светодиодов. Таким образом, светодиодные лампы не излучают ни точечный, ни точечный свет. Это сочетание множества источников освещения. Таким образом, при замене традиционных ламп сложно добиться такого же светового эффекта.

5. Управление температурой светодиодов

Управление температурой лампы накаливания или вольфрамовой галогенной лампы основано на том факте, что тепловое излучение является способом отвода тепла от лампы. Таким образом, теплопроводность розетки очень низкая. Процесс замены должен гарантировать защиту светодиода от высоких температур.

Хотя есть и другие проблемы, связанные со светодиодами, которые еще предстоит решить, современные светодиоды демонстрируют явные преимущества для всех приложений, где необходимы цветные источники света.Прямая замена обычных ламп - интересный способ повысить надежность систем и снизить реальные затраты на владение. В недалеком будущем мы увидим белые светодиодные источники света с дополнительными экономическими преимуществами и повышенной внешней эффективностью, что снова продемонстрирует явные преимущества по сравнению с обычными источниками света.

Отказ от гарантий
1. Веб-сайт не гарантирует следующее:
1.1 Услуги на сайте соответствуют вашим требованиям;
1.2 Точность, полнота или своевременность обслуживания;
1.3 Правильность, достоверность выводов, сделанных при использовании сервиса;
1.4 Точность, полнота, своевременность или безопасность любой информации, которую вы загружаете с веб-сайта
2. Услуги, предоставляемые сайтом, предназначены только для ознакомления. Веб-сайт не несет ответственности за инвестиционные решения, убытки или другие убытки, возникшие в результате использования веб-сайта или информации, содержащейся на нем.

Права собственности
Вы не можете воспроизводить, изменять, создавать производные работы, отображать, выполнять, публиковать, распространять, распространять, транслировать или передавать третьим лицам любые материалы, содержащиеся в службах, без явного предварительного письменного согласия веб-сайта или его законного владельца.

Подходят ли белые светодиодные фонари для выращивания?

Это становится все более запутанным.

Сначала нам сказали, что растениям нужен красный и синий свет, потому что другие длины волн, такие как зеленый и желтый, не поглощаются во время фотосинтеза.

Если дать вашим растениям белый свет, который содержит много зеленых и желтых длин волн, значит платить за много света, который просто тратится зря.

Нам сказали, поэтому светодиодные светильники с красными и синими диодами более эффективны.Вы не тратите деньги на электричество, чтобы создать свет, который даже не нужен растениям.

И это имело смысл.

Но теперь нам говорят обратное. Этот полноспектральный белый свет на самом деле лучше.

И это тоже имеет смысл.

Так что же правда? Подходит ли белый свет для выращивания растений?

Краткий ответ: есть. Это лучше, чем светодиоды, у которых только синий и желтый свет.

И, добавив дополнительные диоды, мы можем сделать его еще лучше.Но прежде чем мы перейдем к этому, давайте подробнее рассмотрим, что такое белый светодиод. Потому что он не белый.

Что такое белый светодиод?

Позвольте мне объяснить, что я имею в виду, и в то же время прояснить заблуждение. Белые светодиоды на самом деле не белые.

Первые «белые» светодиоды представляли собой красный, зеленый и синий светодиоды, заключенные в один диод. Смешивание этих трех цветов вместе приводит к белому свету. Изменение пропорций каждого дает разную цветовую температуру.

Та же самая комбинация из трех светодиодов, часто с добавлением четвертого для расширения спектра, до сих пор используется в некоторых приложениях. Но не так сделаны «белые» диоды, которые мы видим в светильниках для выращивания растений.

Очевидно, что использование трех светодиодов разного цвета - не самый эффективный способ создать белый свет. По этой причине был разработан другой метод, в котором используется только один светодиод.

В этих светодиодах использовался тот же принцип, который уже использовался с люминесцентными лампами.Люминесцентные лампы на самом деле излучают ультрафиолетовый свет, а не белый свет. Порошковое покрытие на внутренней стороне трубки перекрывает этот ультрафиолетовый свет до красного, зеленого и синего света. И, как уже упоминалось, сочетание этих трех цветов выглядит белым.

Светодиоды

, излучающие ультрафиолетовый или фиолетовый свет, который затем преобразуется в белый свет с помощью люминофорного покрытия на линзе или другом корпусе, называются белыми светодиодами с полным преобразованием. Они работают, но неэффективны.

Это побудило исследователей попытаться создать светодиод с частичным преобразованием.В них используется синий свет вместо УФ, а люминофорное покрытие преобразует часть этого синего света в желтоватый свет (состоящий из красного и зеленого). Этот желтый цвет сочетается с оставшимся синим, создавая белый свет.

Поскольку преобразуется только часть синего света (в отличие от всего ультрафиолетового света), этот тип диодов намного более эффективен.

И эффективность продолжала расти до такой степени, что белые светодиоды стали самыми эффективными лампами на рынке. Особенно с добавлением цветного света, но мы поговорим об этом через минуту.

Белый светодиод Spectrum

Когда впервые появились диоды с люминофорным покрытием, спектр был довольно узким. Но использование разных люминофоров и разных длин волн синего цвета привело к все более широким спектрам.

Если вы посмотрите на спектр популярного белого светодиодного светильника для выращивания растений, вы увидите, что современные белые светодиоды дают настоящий полный спектр света с выходом на каждой длине волны.

Цветовой спектр белого светодиода 3500K

Какая длина волны у светодиодов белого цвета?

Как видно из спектральной диаграммы выше, современные белые светодиоды излучают свет во всех видимых длинах волн.То, сколько каждой длины волны они дают, зависит от цветовой температуры света.

Например, холодный белый свет, например, с цветовой температурой 6500K, содержит больше синих длин волн. Более теплый белый свет, например, с цветовой температурой 3000K, содержит больше красных длин волн.

Как изменить цветовую температуру белого диода?

Это просто вопрос использования более толстого слоя люминофора и изменения длины волны синего светодиода под люминофорным покрытием.Изменение этих двух переменных позволяет производителям изменять цветовую температуру своих светодиодов.

Давайте посмотрим на некоторые из наиболее распространенных цветовых температур, посмотрим, как они сравниваются и когда вы хотели бы их использовать.

2700к против 3000к для цветения

Более низкие цветовые температуры означают более теплый белый свет, а более теплый свет содержит больше красных длин волн, чем более холодный свет. В результате такая цветовая температура отлично подходит для цветения.

Когда дело доходит до светодиодов, обычно бывает 3000K или 3500K. 2700K не характерен для светодиодов, но это цветовая температура многих ламп HPS или CMH.

Более низкая цветовая температура (2700K) лучше подходит для цветения, но если вы используете свой свет на каждой стадии роста, вам будет лучше использовать что-нибудь немного прохладнее, например, 3000K или 3500K.

5000к против 6500к для растений

Белый свет 5000K и 6500K отлично подходит для выращивания растений, но не так хорош для их цветения.Он по-прежнему будет работать нормально, но более теплая цветовая температура будет работать намного лучше.

В результате я бы рекомендовал такие классные светодиоды, только если вы вегетарианец, и ничего больше. Если вы также будете использовать свет для цветения, вам нужна цветовая температура 4000K или ниже. Если вы только вегетарианец, то свет 6500K лучше, чем 5000K, хотя оба варианта отлично подойдут.

5000к светодиод для овощей

Свет 5000K содержит больше красного, чем свет 6500K. Красный свет на самом деле очень помогает и во время вегетарианства, но поскольку более прохладный свет все еще содержит довольно много красного, лучше, если только вегетарианство.

Светодиодная лампа 6500k

Светодиодный светильник

6500K - определенно специалист по вегетарианству. Если вы не планируете ничего, кроме вегетарианства или клонирования, то такой прохладный свет идеально подойдет.

Белые светодиодные фонари лучше подходят для выращивания растений?

Это возвращает нас к нашему первоначальному вопросу. И ответ - твердое «да». Белые светодиодные фонари отлично подходят для выращивания растений.

Но разве растения не хотят в основном красного и синего света, а этот зеленый и желтый свет не используется?

Разве это не означает, что белый свет менее эффективен, чем «размытый» светодиод?

Это не так.

Узнав больше о влиянии света разных цветов на фотосинтез, мы пришли к выводу, что зеленый свет не так бесполезен, как мы думали.

Зеленый свет действительно проникает глубже в кроны растений, чем другие цвета. Это означает, что светильник со здоровым количеством зеленого будет стимулировать рост под навесом дальше, чем свет, который не содержит зеленых длин волн.

В конце концов, белый свет имеет большое влияние на рост растений.Поскольку он содержит много зеленых волн, это приводит к более сильному росту. Это также дает большие урожаи, если это более теплый белый свет со здоровым количеством красного света с длиной волны.

И если вы добавите в смесь дополнительные красные диоды, вы получите свет, который цветет еще лучше. Именно этим сегодня занимаются многие самые популярные производители светодиодов.

Если вы посмотрите на лучшие светодиодные лампы для выращивания растений, представленные сегодня на рынке, то все они используют в основном белые диоды (в некоторых случаях COB). Но они больше не используют только белые диоды.

В зависимости от марки они добавляют различные дополнительные цвета: некоторые добавляют только темно-красный, некоторые добавляют темно-красный с инфракрасным и УФ-излучением, некоторые также добавляют немного синего в смесь. У некоторых из них всего несколько дополнительных диодов, в то время как у других их много. В частности:

  • Phlizon добавляет кучу дополнительного света, в основном красного и синего, а также УФ, ИК и даже дополнительных белых диодов.
  • HLG добавляет темно-красный цвет.
  • Spider Farmer добавляет темно-красный и инфракрасный.
  • У
  • Kingbrite есть множество различных вариантов, но самые популярные источники света добавляют темно-красный, ИК и УФ.
  • Maxsisun добавляет темно-красный
  • Фонари Mars Hydro TS / SP имеют дополнительный темно-красный цвет, а также УФ и / или ИК, в зависимости от светильника

Все эти бренды предлагают светильники, в которых используются в основном белые светодиоды. Поскольку отрасль движется в этом направлении, неудивительно, что это также одни из самых популярных брендов на рынке сегодня. И они дают невероятные результаты, превосходящие аналогичные лампы HPS.

Белые светодиодные фонари просто лучше, и в результате они преобладают.

Американская медицинская ассоциация предупреждает о проблемах со здоровьем и безопасностью из-за «белых» светодиодных уличных фонарей

Американская медицинская ассоциация (AMA) только что приняла официальное заявление о политике в отношении уличного освещения: охладите его и приглушите.

Заявление, единогласно принятое на ежегодном собрании AMA в Чикаго 14 июня, является ответом на появление нового светодиодного уличного освещения, охватившего страну.Комитет AMA выпустил руководство о том, как сообщества могут выбирать светодиодные уличные фонари, чтобы «минимизировать потенциально вредное воздействие на здоровье человека и окружающую среду».

Муниципалитеты заменяют существующие уличные фонари на эффективные и долговечные светодиоды, чтобы сэкономить деньги на энергии и обслуживании. Хотя уличные фонари обеспечивают эти преимущества, позиция AMA отражает важность правильного проектирования новых технологий и тесной связи между светом и здоровьем человека.

Свет состоит из света разных цветов (красного, синего и зеленого), а некоторые светодиодные уличные фонари имеют относительно высокую долю синего света, что может нарушить циркадные ритмы людей.flakepardigm / flickr, CC BY-SA

В заявлении AMA рекомендуется, чтобы наружное освещение в ночное время, особенно уличное, имело цветовую температуру не выше 3000 Кельвинов (K). Цветовая температура (CT) - это мера спектрального содержания света от источника; сколько в нем синего, зеленого, желтого и красного. Более высокий рейтинг CT обычно означает большее содержание синего и более белый свет.

Белый светодиод при CT 4000K или 5000K содержит высокий уровень коротковолнового синего света; это был выбор для ряда городов, которые недавно модернизировали свое уличное освещение, таких как Сиэтл и Нью-Йорк.

Но вслед за этими установками были жалобы на резкость этих огней. Ярким примером является город Дэвис в Калифорнии, жители которого потребовали полной замены этих уличных светодиодных фонарей с высокой цветовой температурой.

Могут ли сообщества иметь более эффективное освещение, не вызывая проблем со здоровьем и безопасностью?

Две проблемы со светодиодным уличным освещением

Лампа накаливания имеет цветовую температуру 2400K, что означает, что в ней гораздо меньше синего и гораздо больше желтых и красных длин волн.До появления электрического света мы сжигали по ночам дрова и свечи; этот искусственный свет имеет КТ около 1800K, довольно желтый / красный и почти не синий. То, что у нас сейчас, совсем другое.

Согласно AMA, новое «белое» светодиодное уличное освещение, которое быстро модернизируется в городах по всей стране, имеет две проблемы. Первый - дискомфорт и блики. Поскольку светодиодный свет очень концентрированный и имеет высокое содержание синего цвета, он может вызывать сильные блики, что приводит к сужению зрачков в глазах. Синий свет рассеивается в человеческом глазу больше, чем более длинные волны желтого и красного, и достаточный уровень может повредить сетчатку. Это может вызвать проблемы со зрением для безопасного вождения или ходьбы в ночное время.

Вы легко почувствуете это, если посмотрите прямо на одну из контрольных лампочек на вашей новой стиральной машине или другом приборе: это очень сложно сделать, потому что это больно. Уличное освещение может иметь такой же эффект, особенно если в нем много синего цвета и нет надлежащего экранирования.

Другой вопрос, затронутый заявлением AMA, - это влияние на циркадную ритмичность человека.

Цветовая температура надежно предсказывает спектральный состав света, то есть количество присутствующих волн каждой длины. Он разработан специально для света, исходящего от вольфрамовой нити лампы накаливания.

Однако рейтинг CT не позволяет надежно измерять цвет от флуоресцентных и светодиодных ламп.

Другая система измерения цвета света для этих источников называется коррелированной цветовой температурой (CCT). Он регулирует спектральный состав источника света в соответствии с цветовой чувствительностью человеческого зрения. Используя этот рейтинг, два разных источника света 3000K могут иметь довольно большие различия в содержании синего света.

Следовательно, рекомендации AMA для CCT ниже 3000K недостаточно, чтобы быть уверенным, что синий свет сведен к минимуму. Также следует учитывать фактическую спектральную освещенность светодиода - относительное количество каждого из производимых цветов.

Почему освещение имеет значение

Заявление о политике AMA особенно актуально, поскольку на прошлой неделе появился новый Всемирный атлас искусственной яркости ночного неба, а уличное освещение является важным компонентом светового загрязнения.Согласно заявлению AMA, одним из факторов, влияющих на ночное освещение, является его влияние на здоровье человека.

В предыдущих статьях журнала The Conversation я описал, как освещение влияет на нашу нормальную циркадную физиологию, как это может привести к серьезным последствиям для здоровья, а совсем недавно - как ночное освещение влияет на сон.

Светодиоды (желтое устройство) излучают высококонцентрированный свет, из-за чего блики становятся проблемой для светодиодных уличных фонарей, поскольку они могут затруднять обзор в ночное время.razor512 / flickr, CC BY

В случае с белым светодиодным светом, по оценкам, он в пять раз более эффективен в подавлении мелатонина в ночное время, чем натриевые лампы высокого давления (при том же световом потоке), которые были основой уличного освещения на протяжении десятилетий. Подавление мелатонина является маркером нарушения циркадных ритмов, в том числе нарушения сна.

Яркое электрическое освещение также может отрицательно повлиять на дикую природу, например, нарушая миграцию птиц и некоторых водных животных, гнездящихся на берегу.

Уличное освещение и здоровье человека

AMA сделало три рекомендации в своем новом заявлении о политике:

Во-первых, AMA поддерживает «надлежащее преобразование в освещение на основе светоизлучающих диодов (LED), которое снижает потребление энергии и уменьшает использование ископаемого топлива».

Во-вторых, AMA «поощряет [ы] минимизацию и управление насыщенным синим светом окружающей среды, используя минимально возможное излучение синего света для уменьшения бликов».

В-третьих, AMA «поощряет использование освещения 3000K или ниже для наружных установок, таких как дороги.Все светодиодное освещение должно быть должным образом экранировано, чтобы свести к минимуму ослепление и вредное воздействие на человека и окружающую среду, и следует рассмотреть возможность использования возможности затемнения светодиодного освещения в периоды непиковой нагрузки ».

Практически никогда не бывает полностью удовлетворительного решения сложной проблемы. У нас должно быть освещение в ночное время не только в наших домах и на предприятиях, но и на улицах. Потребность в энергоэффективности серьезна, но также сводится к минимуму риск для человека из-за плохого освещения, как из-за бликов, так и из-за нарушения циркадных ритмов.Светодиодная технология может оптимизировать и то, и другое, если правильно спроектирована.

Теплый белый или Холодный белый?

Коррелированная цветовая температура (CCT) в освещении описывает, как цвет света появляется от лампы, измеряется в кельвинах (K).

Представьте себе шкалу от 1000K (очень красный) до 10,000K (очень синий) (фактический масштаб шире). Чем выше вы поднимаетесь по шкале, тем ближе свет напоминает голубой дневной свет.

Как ни странно, цветовая температура описывает не фактическую температуру самой лампы, а цвет, который она производит, что противоречит интуиции; чем выше цветовая температура, тем «холоднее» будет выглядеть лампа.

Кельвинс Тип
1000 тыс. Красный / желтый при свечах
1800 К Лампа накаливания в винтажном стиле - Оранжевая Ультра теплый
2400 К Тип светильника, используемый в сфере гостеприимства Очень теплый
2700 К Обычная галогенная и светодиодная лампа - желтая Теплый
3000 К теплый белый
4000 К CFL и LED - белый Холодный белый
5000 К Дневной свет
6000K - 7000K Холодный дневной свет
10,000 К Blue Sky - Синий

Проще говоря, цветовая температура зависит от того, как цвет нагретого металла изменяется при повышении его температуры - переход от красного к желтому, а затем к синему. Затем вы можете определить температуру нагретого металла по его цвету. Этот диапазон цветов при различных температурах стал полезным для описания цветового оттенка белого света. Цвет света от светодиодной лампы приблизительно или «коррелирован» с этой шкалой.

Тепло или прохладно?

Нет никаких правил - выбор зависит от личных предпочтений и использования. Если вам нравится традиционный желтоватый цвет обычных ламп, то теплый белый цвет (2700-3000K) будет идеальным выбором, это самый популярный выбор для дома.Если вам нужен современный, чистый вид, вы можете предпочесть более чистое и яркое ощущение холодной белой лампы (4000K +). Холодный белый свет содержит больше синего света и выглядит ярче для глаз (поэтому холодные белые лампы имеют более высокий световой поток по сравнению с эквивалентными теплыми белыми лампами). Также кажется, что люди из более солнечных стран, как правило, предпочитают белый свет по сравнению с людьми из более прохладных стран, которые предпочитают более теплый свет.

В коммерческих приложениях выбор правильной цветовой температуры важен и будет зависеть от настроения, которое вы хотите создать, и от продуктов, которые вы продвигаете - например, свежеиспеченное печенье и хлеб могут выглядеть лучше при теплом белом свете.Холодный белый свет может не придать изделию привлекательный вид, но было бы неплохо провести несколько проб, чтобы увидеть, что работает лучше всего.

Где их использовать?

Ниже приведены некоторые общие области, в которых можно использовать разные цвета:

  • От теплого до теплого белого - гостиная, спальня, коридор

  • От белого до холодного белого - кухня, кабинет, ванная, шкаф, офис, розничная торговля

  • Дневной свет - Коммерческие, торговые, художественные студии

Подождите некоторое время, чтобы привыкнуть к любым изменениям, особенно при переходе с теплого белого на холодный.

Сочетание и сопоставление

Нет причин, по которым у вас не может быть смеси в одной и той же настройке. Например, теплый белый для освещения основной комнаты и холодный белый для рабочего освещения над рабочими зонами.

Получите лучшее из всех миров с даунлайтами с переключением цвета!

Новая светодиодная технология от Integral LED позволяет переключаться между 3000K (теплый), 4000K (холодный белый) и 5000K (дневной свет). Нажмите, чтобы увидеть

Как мне узнать, какой из них я покупаю?

Все розничные упаковки Integral имеют четкий значок и цветовую температуру, указанную на упаковке.Кроме того, цветовая температура каждой лампы будет напечатана на основании, например. «3000К».

Из-за различий в производственном процессе и различных методов измерения вам следует подумать о покупке одной и той же модели светодиодной лампы для всех светильников в помещении или помещении. Было бы также неплохо купить запасные части, поскольку светодиодная технология (как и другие технологии, такие как мобильные телефоны) постоянно совершенствуется и меняется.

теплый белый или холодный белый. Какой белый выбрать?

Теплый белый или холодный белый.Какой белый выбрать?

Нас часто спрашивают, какой тип светодиодного освещения выбрать. Будь то светодиодные ленты или светодиодные лампы, у нас есть три типа белого цвета: теплый белый, который генерирует около 3000 градусов Кельвина (3000K), естественный белый, который генерирует около 4500 градусов Кельвина (4500K), и холодный белый, который генерирует от 5000 до 6000 градусов Кельвина. Градусы (5000-6000К). Теплый белый - желтоватый оттенок, напоминающий традиционные лампы накаливания или галогенные лампы. Холодный белый цвет на своей стороне, склоняется к оттенкам синего и больше похож на свет, который вы получаете от неона.

Хотя все мы воспринимаем свет по-разному, а личные вкусы различаются, есть сценарии, в которых большинство людей соглашается с наиболее подходящим типом освещения.

Мы рекомендуем теплый белый цвет для:

Гостиная, столовая, спальня или любая другая комната, где требуется мягкое освещение. Теплый белый более расслабляет глаза, смягчает тон кожи и уменьшает несовершенства. Все мы лучше выглядим в теплом белом цвете.

Мы рекомендуем холодный белый цвет для:

Кухня, гараж, мастерская, демонстрация продуктов, парикмахерские, гримерная, промышленные помещения или любые другие объекты, требующие освещения, которое будет отображать реальный цвет объект.Более того, холодный белый цвет всегда ярче, чем теплый белый.

Для светодиодных лент можно применять те же принципы, но с небольшими отличиями. Для светодиодного освещения под кухонными шкафами большинство людей выберет холодный белый цвет. Однако для более деревенских кухонь с деревянными шкафами и столешницами мы рекомендуем использовать теплый белый цвет. Cool White имеет более современный вид и лучше всего подходит для лабораторных кухонь, гранитных столешниц, плитки и подобных материалов.

Вкратце, мы можем сделать вывод, что холодный белый светодиодный свет лучше всего подходит для практических применений, а теплый белый лучше всего подходит для жилых помещений.Однако, как уже говорилось ранее, вкусы у всех разные. Если вы сомневаетесь, купите лампочки каждого типа, чтобы узнать, какая из них вам больше нравится, прежде чем покупать лампочки для всего дома.

А как насчет натурального белого цвета?

Если вам кажется, что холодный белый слишком синий на ваш вкус, а теплый белый - слишком желтый, обратите внимание на освещение Natural White. Наш комплект светодиодных лент Natural White 5050 стоит где-то посередине, при 4500K, белый свет, который не изменит ваше восприятие цветов.Это отличное решение для тех, кто выполняет точную работу с макияжем, цветом волос, фотографиями, иллюстрациями, картинами или всем, что требует бескомпромиссного взгляда на цвета.

LED - Super Bright White - COM-00531

Sorta, свежий щелочной AA должен быть на 1,5 В (Ni-mh аккумуляторы - 1,2 В, но сейчас это не важно). Таким образом, два AA будут иметь 3 вольта, и этого, вероятно, будет достаточно, чтобы включить его, хотя заявленный минимум составляет 3,2, он будет немного тусклее.Если AA имеет емкость 2000 мА (у них часто бывает больше, и не путайте мое использование слова «емкость» с емкостью, что является совершенно другой проблемой), то он может выдавать 2000 мА всего , прежде чем он умрет. . Однако аккумулятор может обеспечивать ток более 2000 мА. Когда мы измеряем Ампер, мы измеряем, сколько электричества проходит через средний в час . Итак, если мы потребляем от нашей батареи 2000 мА, этого хватило бы на 1 час. Однако, если мы потребляем 4000 мА от нашей батареи, мы могли бы сделать это только в течение 30 минут.Точно так же мы могли потреблять 1 мА, и этого хватило бы на 2000 часов.

Когда мы используем две батареи, у нас есть выбор: подключить их параллельно или последовательно. Теперь наша батарея AA будет иметь верхний предел того, сколько мА мы можем потреблять от нее за один раз, скажем, 6000 мА. Если мы подключим их последовательно (подключим + одной батареи к - другой и будем использовать их как одну батарею), этот предел все равно будет 6000 мА. Но напряжение выросло с 1,5 В до 3 В, и наша общая емкость мА также увеличилась с 2000 мА до 4000 мА.Итак, теперь, если мы потребляем 2000 мА от двух наших аккумуляторных ячеек, этого хватит на 2 часа.

Если мы подключим их параллельно, мы подключим + обеих батарей друг к другу, а - друг к другу. Затем, чтобы использовать нашу ячейку, мы используем соединения между батареями. В этой настройке напряжение остается на уровне 1,5 В, а общая емкость все еще составляет 4000 мА, но наш верхний предел поднялся до 12000 мА (6000 от одной батареи и 6000 от другой).

Так как нам нужно 3В, будем подключать наши батареи серийно.Заявленный максимальный ток для этих светодиодов составляет 20 мА, это намного важнее, чем напряжение, потому что светодиоды обладают интересным свойством, заключающимся в том, что они пропускают через себя любой ток (весь верхний предел), даже если он его разрушает, поэтому мы должен внешне ограничивать ток.

Для ограничения тока мы используем сопротивление и закон Ома: V = IR. Это довольно просто, как только вы освоитесь. V означает напряжение, I - ток (в амперах), а R - сопротивление. Когда мы хотим ограничить ток, мы вводим наше напряжение и целевой ток, и это дает нам сопротивление, необходимое для получения этого тока.

  В = ИК
3 = (0,02) R
R = 150
  

Единица измерения сопротивления - Ом, поэтому наш ответ - 150 Ом. Затем, чтобы ограничить ток до ровно 20 мА, мы используем резистор на 150 Ом. Теперь значения резисторов довольно стандартизированы, и вам будет сложно найти 150 Ом. Слишком большой ток убьет светодиод, поэтому лучше использовать резистор с более высоким сопротивлением, чем с более низким, поэтому резистор на 200 Ом будет хорошим началом (он все равно будет очень ярким).

Отключить один светодиод от батареи легко, но подключить большее количество немного сложнее.У светодиодов есть еще одно интересное свойство - падение напряжения. Если Vdrop составляет 2 В, все это означает, что напряжение упадет на 2 В на стороне заземления светодиода. В нашей настройке при Vdrop, равном 2, для любых других светодиодов останется только 1 В, чего недостаточно. Поэтому мы должны соединить их параллельно. Параллельно мы подключаем каждый светодиод с собственным резистором к нашей батарее 3 В, причем полностью независим от других светодиодов . В этой настройке каждый светодиод получает 3 В и потребляет 20 мА от батареи. Таким образом, 10 светодиодов, включенных параллельно, с резистором на 200 Ом будут потреблять 15 мА каждый, всего 150, от нашей аккумуляторной батареи 3 В.Поскольку наша батарея имеет емкость 4000 мА, она проработает 26,6 часа (конечно, щелочные батареи разваливаются, когда они умирают, поэтому нам придется немного уменьшить)

Надеюсь, это все объясняет! 🙂

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *