Характеристики светодиодов. Электрические и оптические характеристики светодиодов: особенности, измерение и применение

Какие основные электрические параметры светодиодов важны для их работы. Как измеряются оптические характеристики светодиодов. Почему стабилизация тока через светодиод необходима. Какие преимущества имеют светодиоды для использования в космических системах освещения растений.

Содержание

Основные электрические характеристики светодиодов

Светодиоды являются полупроводниковыми приборами с p-n переходом, преобразующими электрическую энергию в световую. Их основные электрические параметры включают:

Прямое напряжение — обычно 2-4 В для индикаторных светодиодов и 3-4 В для мощных осветительных
Прямой ток — от нескольких мА для индикаторных до 1 А и более для мощных светодиодов
Обратное напряжение пробоя — обычно более 5 В
Максимальная рассеиваемая мощность — от десятков мВт до нескольких Вт

Важно соблюдать полярность при подключении светодиодов, чтобы избежать их повреждения. Более длинный вывод обычно является анодом (+), а короткий — катодом (-).

Ключевые оптические параметры светодиодов

Основные оптические характеристики светодиодов включают:

Световой поток (лм) — полное количество света, излучаемого светодиодом
Сила света (кд) — интенсивность света в определенном направлении
Угол излучения — обычно от 4° до 140°
Цветовые координаты и цветовая температура
Спектр излучения и длина волны пика

Светоотдача (лм/Вт) используется для оценки эффективности светодиодов и сравнения с другими источниками света.

Методы измерения характеристик светодиодов

Для точного измерения параметров светодиодов используются специальные приборы и методики:

Спектрорадиометры — для измерения спектра излучения и цветовых характеристик
Интегрирующие сферы — для измерения полного светового потока
Гониофотометры — для измерения пространственного распределения света
Калиброванные источники питания — для контроля электрических параметров

Важно проводить измерения в стандартных условиях для обеспечения воспроизводимости результатов.

Необходимость стабилизации тока через светодиод

Стабилизация тока через светодиод необходима по нескольким причинам:

Вольт-амперная характеристика светодиода имеет экспоненциальный характер — малые изменения напряжения приводят к большим изменениям тока
Световой поток пропорционален току, поэтому нестабильность тока вызывает колебания яркости
Превышение максимально допустимого тока может привести к перегреву и ускоренной деградации светодиода

Для стабилизации тока обычно используются линейные или импульсные драйверы светодиодов.

Регулировка яркости светодиодов

Яркость светодиодов эффективно регулируется с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ):

На светодиод подаются импульсы тока с частотой сотни или тысячи Герц

Изменение ширины импульсов позволяет регулировать среднюю яркость
Светодиод не гаснет полностью между импульсами
Цветовая температура меняется незначительно по сравнению с регулировкой тока

ШИМ-регулировка требует специального управляющего драйвера светодиодов.

Преимущества светодиодов для космических систем освещения растений

Светодиоды имеют ряд важных преимуществ для использования в космических системах выращивания растений:

Высокая эффективность преобразования электроэнергии в фотосинтетически активное излучение
Возможность получения узкополосного излучения с пиком, близким к максимуму поглощения хлорофилла
Малые масса и габариты
Длительный срок службы (до 100 000 часов)
Отсутствие стеклянных деталей и газового наполнения
Низкое тепловыделение
Возможность точного спектрального и временного управления облучением растений

Эти свойства делают светодиоды оптимальным выбором для систем освещения в условиях космических станций и планетарных баз.

Особенности применения светодиодов для выращивания растений

При использовании светодиодов для выращивания растений важно учитывать следующие аспекты:

Необходимость подбора оптимального спектрального состава излучения для разных видов и стадий роста растений
Обеспечение достаточной интенсивности фотосинтетически активной радиации (ФАР)
Контроль температурного режима светодиодов для поддержания их эффективности
Возможность динамического управления спектром и интенсивностью освещения
Учет влияния узкополосного светодиодного освещения на морфологию и метаболизм растений

Правильно спроектированные светодиодные системы освещения позволяют оптимизировать рост растений и повысить их продуктивность.

Перспективы развития светодиодных технологий для растениеводства

Развитие светодиодных технологий открывает новые возможности для оптимизации выращивания растений:

Создание светодиодов с еще более высокой эффективностью преобразования энергии
Разработка светодиодов с управляемым спектром излучения
Интеграция светодиодных систем освещения с датчиками и системами автоматического управления
Миниатюризация светодиодных модулей для использования в многоярусных системах выращивания
Создание специализированных светодиодов для стимуляции определенных процессов в растениях

Эти инновации позволят создавать более эффективные и гибкие системы светодиодного освещения для растениеводства как на Земле, так и в космосе.

Каковы электрические и оптические характеристики светодиодов?

Главная / ПРОИЗВОДСТВО / Каковы электрические и оптические характеристики светодиодов?

Каковы электрические и оптические характеристики светодиодов?

Светодиод — низковольтный прибор. Обычный светодиод, применяемый для индикации, потребляет от 2 до 4 В постоянного напряжения при токе до 50 мА. Светодиод, который используется для освещения, потребляет такое же напряжение, но ток выше — от нескольких сотен мА до 1 А в проекте. В светодиодном модуле отдельные светодиоды могут быть включены последовательно, и суммарное напряжение оказывается более высоким (обычно 12 или 24 В).

При подключении светодиода необходимо соблюдать полярность, иначе прибор может выйти из строя. Напряжение пробоя указывается изготовителем и обычно составляет более 5 В для одного светодиода. Яркость светодиода характеризуется световым потоком и осевой силой света, а также диаграммой направленности. Существующие светодиоды разных конструкций излучают в телесном угле от 4° до 140°. Цвет, как обычно, определяется координатами цветности и цветовой температурой, а также длиной волны излучения.

Для сравнения эффективности светодиодов между собой и с другими источниками света используется светоотдача — величина светового потока на один ватт электрической мощности. Другой интересной маркетинговой характеристикой оказывается цена одного люмена.

Каталог светодиодных светильников компании Ледоригинал

Компания Лед оригинал производит различные светодиодные светильники которые отличаются друг от друга по характеристикам и индексами цветопередачи в том числе, по назначению и по внешнему виду. Все светодиодные светильники имеют гарантию от 3 до 5 лет и выполнены на высшем техническом качестве. Вы можете заказать и купить светильник светодиодный потолочный для офиса или для любого административного учреждения с матовым или опаловым рассеивателем. Купить уличные светодиодные светильники для освещения улиц и дворов, с повышенной степенью защиты IP67. Купить промышленные светодиодные светильники для освещения промышленных и складских площадей с высотой потолков 12-15 метров

Каталог светодиодных светильников

Почему нужно стабилизировать ток через светодиод?

В рабочих режимах ток экспоненциально зависит от напряжения и незначительные изменения напряжения приводят к большим изменениям тока. Поскольку световой выход прямо пропорционален току, то и яркость светодиода оказывается нестабильной. Поэтому ток необходимо стабилизировать. Кроме того, если ток превысит допустимый предел, то перегрев светодиода может привести к его ускоренному старению.

Можно ли регулировать яркость светодиода?

Яркость светодиодов очень хорошо поддается регулированию, но не за счет снижения напряжения питания — этого-то как раз делать нельзя, — а так называемым методом широтно-импульсной модуляции (ШИМ), для чего необходим специальный управляющий блок (реально он может быть совмещен с блоком питания и конвертором, а также с контроллером управления цветом RGB-матрицы). Метод ШИМ заключается в том, что на светодиод подается не постоянный, а импульсно-модулированный ток, причем частота сигнала должна составлять сотни или тысячи герц, а ширина импульсов и пауз между ними может изменяться. Средняя яркость светодиода становится управляемой, в то же время светодиод не гаснет. Небольшое изменение цветовой температуры светодиода при димировании несравнимо с аналогичным смещением для ламп накаливания.

Пример схемы для анализа характеристик светодиодов

Общая информация

Спектрометр Ocean Optics USB4000 в сочетании с оптимальным набором оптических принадлежностей и программного обеспечения может выполнять функции высокоточного спектрорадиометра, позволяющего измерять такие характеристики светодиодов как цветовые характеристики, приведенная мощность, абсолютная спектральная интенсивность.

Спектротметр

Спектрометр USB4000 оптимизирован для измерения характеристик светодиодов и оснащен дифракционной решеткой №2, обеспечивающей спектральный диапазон 350-1000 нм, входной щелевой апертурой шириной 25 мкм и собирающей линзой детектора L4, увеличивающей световую эффективность спектрометра и снижающей количество рассеянного излучения. При такой конфигурации спектрометра USB4000, оптическое разрешение составляет ~1,33 нм (FWHM). Дополнительный фильтр OFLV-350-1000 позволяет исключить второй и третий порядки дифракции. Такая конфигурация оптического модуля позволяет максимально увеличить чувствительность системы, компенсируя световые потери, имеющие место при использовании интегрирующей сферы, часто применяющейся в большинстве светодиодных приложений.

Вы также можете регистрировать сигналы светодиода с помощью косинусного корректора CC-3-UV и оптоволоконного кабеля.

Выбор оптических компонентов

Светодиод устанавливается в источник питания LED-PS-NIST, калиброванный по эталонам NIST, который обеспечивает белый фон для светодиодов и настраиваемый ток для регулировки выходного сигнала светодиода. Интегрирующая сфера FOIS-1 располагается перед источником питания LED-PS-NIST и собирает весь выходной сигнал светодиода. Энергия светодиода, собранная интегрирующей сферой, передается в спектрометр по оптоволоконному кабелю. Мощность и цвет светодиода определяется путем сравнения с эталонным источником излучения LS-1-CAL-INT, подключаемому к входному порту интегрирующей сферы FOIS-1.

Источник питания светодиодов: обеспечивает фиксацию, питание и управление светодиодом

Блок питания LED-PS обеспечивает три полезные функции: фиксация светодиода, питание светодиода и отображение тока светодиода. С помощью регулируемого преобразователя можно увеличить или уменьшить ток светодиода в диапазоне до 50 мА. Для заказа доступны две версии источников питани: стандартная (LED-PS) и калиброванная по эталонам NIST (LED-PS-NIST).

Интегрирующая сфера: собирает излучение в поле зрения 360°

Светодиод, установленный в источник питания LED-PS, вставляется в входной порт (9,5 мм) интегрирующей сферы FOIS-1, поле зрения которой составляет 360°. Оптоволоконный кабель P400-2-VIS-NIR используется для передачи света, собранного сферой FOIS-1, в спектрометр USB4000.

Источник света: радиометрический калибровочный источник излучения

LS-1-CAL-INT — это калибровочной источник света, разработанный специально для калибровки спектральной характеристики спектрорадиометрической системы, в состав которой входит интегрирующая сфера FOIS-1, используемая в качестве устройства для сбора излучения. Калибровочный источник излучения обеспечивает известные абсолютные значения интенсивности на различных длинах волн. Источник излучения LS-1 используется в качестве эталона для измерения относительной мощности.

Спектральные и цветовые измерения

Операционное программное обеспечение SpectraSuite предоставляет все необходимые функции для управления спектрометром, а также позволяет измерять абсолютную спектральную интенсивность светодиодов, абсолютная энергетическая освещенность, L*A*B*, XYZ, xyz, u’v’w, цвет, RGB, цветность, насыщенность и многое другое.

Информация для заказа системы

1. Малогабаритный спектрометр USB4000 (дифракционная решетка №2, 350-1000 нм; входная щель 25 мкм; собирающая линза детектора L4; детектор DET4-350-1000 с фильтром высших порядков дифракции OFLV-350-1000)

2. Калибровочный источник излучения LS-1-CAL-INT

3. Источник питания светодиодов LED-PS

4. Интегрирующая сфера FOIS-1

5. Оптоволоконный кабель высшей категории QP400-2-VIS-NIR

6. Программное обеспечение SPECTRASUITE для управления спектрометром, получения и обработки данных

Технические характеристики 8-мм светодиодов и характеристики мощности

8-мм светодиоды Технические и оптические характеристики

8-мм светодиоды — это только одна из форм дисплея. Светодиоды доступны в различных размерах и формах. Светодиоды доступны в различных размерах и формах, включая светодиод Straw Hat диаметром 4,8 мм. У нас есть широкий ассортимент наиболее распространенных моделей 3 мм , 5 мм , 8 мм и 10 мм моделей.

Размер относится к внешнему диаметру светодиода, при этом 5 мм является отраслевым стандартом как наиболее распространенная модель светодиода. Светодиоды диаметром 3 мм являются самыми маленькими и используются в условиях плотного прилегания, а модели диаметром 8 мм и 10 мм используются там, где необходимо получить как можно больше света.

Сверхъяркий светодиод 8 мм

Сверхъяркий 8-миллиметровый светодиод очень яркий и подходит для использования в ваших проектах, иллюминации, налобных фонарях, прожекторах, автомобильном освещении, моделях или везде, где вам нужно решение для освещения высокой интенсивности.

Как идентифицировать клеммы светодиода

Светодиод имеет положительный (анодный) и отрицательный (катодный) выводы. Схематическое обозначение светодиода похоже на диод, за исключением двух стрелок, направленных наружу. Анод (+) отмечен треугольником, а катод (-) отмечен линией.

Более длинный вывод светодиода обычно – это положительный (анод), а более короткий – отрицательный (катод).

8mm LED Specifications

. 0039 Blue

BC801-01

White 6000-6500K WC801-01	Intensity: 16,000mcd Colour Freq: 6000-6500K Угол обзора: 140º Форма линз: Соломенная шляпа Цвет линз: Water Clear Стиль: раунд 8 мм	Напряжение: 3,4 В-3,7 В Типичный: 3,6 В Текущий: 150MA Диспация электроэнергии: 0,5 Watt 9. 200 мА
Теплый белый 3000-3500K WWC801-01	Интенсивность: 15 000MCD .0006 140º Форма линз: Соломенная шляпа Цвет объектива: Water Clear Стиль: Круг 8 мм	Напряжение: 3,2 В-3,4 В Типу Power Dissipation: 0,5 Ватт Пиковой импульсный ток: 200ma
Красный RC801-01	: 4004	: 4006 40046.	: 9000. 150006.0005 Colour Freq: 630nm Viewing Angle: 140º Lens Shape: Straw Hat Lens Color: Water Clear Style: Round 8mm	Voltage: 3. 4v-3.6v Типичный: 3,6 В Ток: 150ma Диссипация питания: 0,5 Ватт Пиковой импульсный ток: 200 мА
GC801-01 GC801-01 GC801-01 GC801-01 GC801-01
GC80181	0047	Интенсивность: 16 000MCD Цветной FREQ: 530NM Угол просмотра: 140º Форма объектива: Соломенная шляпа . Напряжение: 3,4 В-3,6 В Типично: 3,6 В Ток: 150ma Диссипация мощности: 0,5 Ватт Пиковой ток: 200 мА
Интенсивность: 13 000MCD Color Freq: 465 нм Угол для просмотра . Стиль: Круг 8 мм	Напряжение: 3,2 В.3,4 В Типичный: 3,4 В Ток: 150MA Диссипация энергии: 0,5 Watt .0006 200 мА
Желтый YC801-01	Интенсивность: 9000.9006. Цвет: Вода Прозрачный Стиль: Круглый 8 мм	Напряжение: 3,2-3,4 В Типовое: 3,4 В Ток: 9002 9004 мА 1500 мА0006 0,5 Вт Пиковый импульсный ток: 200 мА

Оценка характеристик светодиодов для космического растительного источника облучения

Сохранить цитату в файл

Формат: Резюме (текст) PubMedPMIDAbstract (текст) CSV

Добавить в коллекции

Создать новую коллекцию
Добавить в существующую коллекцию

Назовите свою коллекцию:

Имя должно содержать менее 100 символов

Выберите коллекцию:

Не удалось загрузить вашу коллекцию из-за ошибки
Повторите попытку

Добавить в мою библиографию

Моя библиография

Не удалось загрузить делегатов из-за ошибки
Повторите попытку

Ваш сохраненный поиск

Название сохраненного поиска:

Условия поиска:

Тестовые условия поиска

Электронная почта: (изменить)

Который день? Первое воскресеньеПервый понедельникПервый вторникПервая средаПервый четвергПервая пятницаПервая субботаПервый деньПервый рабочий день

Который день? ВоскресеньеПонедельникВторникСредаЧетвергПятницаСуббота

Формат отчета: SummarySummary (text)AbstractAbstract (text)PubMed

Отправить максимум: 1 шт. 5 шт. 10 шт. 20 шт. 50 шт. 100 шт. 200 шт.

Отправить, даже если нет новых результатов

Необязательный текст в электронном письме:

Создайте файл для внешнего программного обеспечения для управления цитированием

. 1992;12(5):141-9.

doi: 10.1016/0273-1177(92)

-х.

Д. Дж. Барта ¹ , Т. В. Тиббитс, Р. Дж. Була, Р. К. Морроу

Соавторы, Принадлежности

Соавтор

ТВ Тиббитс ²

Принадлежности

¹ Висконсинский центр космической автоматизации и робототехники, Университет Висконсин-Мэдисон 53706.
² U Wisconsin-Madison, Департамент садоводства

PMID: 11537060
DOI: 10.1016/0273-1177(92)
-х

Д. Дж. Барта и соавт. Adv Space Res. 1992.

. 1992;12(5):141-9.

doi: 10.1016/0273-1177(92)

-х.

Авторы

Д. Дж. Барта ¹ , Т. В. Тиббитс, Р. Дж. Була, Р. К. Морроу

Соавтор

ТВ Тиббитс ²

Принадлежности

¹ Висконсинский центр космической автоматизации и робототехники, Университет Висконсин-Мэдисон 53706.
² U Wisconsin-Madison, Департамент садоводства

PMID: 11537060
DOI: 10.1016/0273-1177(92)
-х

Абстрактный

Светоизлучающие диоды (СИД) являются многообещающим источником излучения для роста растений в космосе. Усовершенствованная полупроводниковая технология привела к созданию светодиодных устройств, изготовленных из чипов из арсенида галлия-алюминия (GaAlAs), которые обладают высокой эффективностью преобразования электрической энергии в фотосинтетически активное излучение. Доступны специальные светодиоды GaAlAs, которые излучают излучение с максимальной длиной волны, близкой к спектральному пику максимального квантового действия для фотосинтеза. Электрическая эффективность преобразования установленных систем (микромоль с-1 фотосинтетических фотонов на ватт) светодиодов высокой мощности может быть в пределах 10% от эффективности натриевых ламп высокого давления. Было обнаружено, что выходная мощность отдельных светодиодов отличается на целых 55% от средней партии. Было обнаружено, что характеристики светодиодов в мкд (сила света на телесный угол) пропорциональны общему фотонному выходу только для устройств с одинаковым углом рассеивания и спектральным пиком. Увеличение тока через светодиод увеличило выходную мощность, но также увеличило температуру с последующим снижением эффективности электрического преобразования. Поток фотосинтетических фотонов достигает 900 мкмоль м-2 с-1 было произведено на поверхностях с использованием массивов со светодиодами, установленными на расстоянии 7,6 мм друг от друга, работающими как устройство-1 с током 50 мА и при установленной плотности приблизительно 17 200 ламп м-2 облучаемой площади. Преимущества светодиодов перед другими электрическими источниками света для использования в космических системах включают в себя длительный срок службы, минимальную массу и объем и то, что они являются твердотельными устройствами.

Цитируется

Повышение качества растений, производительность теплиц и энергоэффективность с помощью широкоспектральных светодиодных систем: пример использования тимьяна ( Thymus vulgaris L.).
Табберт Дж. М., Шульц Х., Крамер А. Табберт Дж. М. и соавт. Растения (Базель). 2021 12 мая; 10 (5): 960. doi: 10.3390/plants10050960. Растения (Базель). 2021. PMID: 34065972 Бесплатная статья ЧВК.
Узкополосные синие и красные светодиодные добавки влияют на основные летучие вещества вкуса в гидропонно выращенном базилике в разные сезоны выращивания.
Hammock HA, Kopsell DA, Sams CE. Гамак Х.А. и др. Фронт завод науч. 2021 26 фев; 12:623314. дои: 10.3389/fpls.2021.623314. Электронная коллекция 2021. Фронт завод науч. 2021. PMID: 33719295 Бесплатная статья ЧВК.
Спектр света как детерминант функционирования растений: историческая перспектива.
Птушенко О.С., Птушенко В.В., Соловченко А.Е. Птушенко О.С. и соавт. Жизнь (Базель). 2020 17 марта; 10 (3): 25. doi: 10.3390/life10030025. Жизнь (Базель). 2020. PMID: 32192016 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.
Влияние дополнительного светодиодного освещения на зимний рост тепличных растений в дельте реки Янцзы в Китае.
Li X, Lu W, Hu G, Wang XC, Zhang Y, Sun GX, Fang Z. Ли Х и др. Бот Стад. 2016 дек;57(1):2. doi: 10.1186/s40529-015-0117-3.

Основные электрические характеристики светодиодов

Ключевые оптические параметры светодиодов

Методы измерения характеристик светодиодов

Необходимость стабилизации тока через светодиод

Регулировка яркости светодиодов

Преимущества светодиодов для космических систем освещения растений

Особенности применения светодиодов для выращивания растений

Перспективы развития светодиодных технологий для растениеводства

Каковы электрические и оптические характеристики светодиодов?

Пример схемы для анализа характеристик светодиодов

Технические характеристики 8-мм светодиодов и характеристики мощности