Un nou horitzó de llum -Il·luminació LED i aplicacions
El desenvolupament dels díodes-emissors de llum
Des de l'aparició de la bombeta incandescent al segle XIX, la il·luminació ha transformat els estils de vida humans moderns. Al segle XXI, la il·luminació verda ha guanyat una atenció creixent en la recerca del desenvolupament sostenible per al planeta. A mesura que les bombetes incandescents es tornen obsoletes, els-díodes emissors de llum (LED) s'han convertit en el successor més prometedor de la indústria de la il·luminació, creant noves oportunitats per a aplicacions a la indústria de la il·luminació.
Els LED són un tipus d'il·luminació d'estat sòlid-que ofereixen avantatges com ara mida compacta, funcionament-sense mercuri, llarga vida útil, alta eficiència lluminosa, resistència als cops i resposta ràpida. L'estructura bàsica d'un LED consisteix en un xip compost per semiconductors de tipus p-i n-. Quan s'aplica una tensió directa a la unió pn, es genera energia per superar la bretxa de banda entre els materials, provocant la recombinació del-forat d'electrons. Aquest procés de recombinació es pot classificar com a radiatiu o no-radiatiu. Durant aquest procés de recombinació, l'energia s'allibera en forma de llum i calor, que és el principi d'emissió de llum LED.
Els colors més comuns es sintetitzen a partir de dos o més colors primaris. Els tres colors primaris de la llum són el vermell (R), el verd (G) i el blau (B). La barreja d'aquests tres colors primaris crea llum blanca i altres colors. Els primers LED tenien aplicacions limitades a causa de la seva baixa eficiència lluminosa i la manca de LED blaus.
No va ser fins a mitjans-1990 que el doctor Shuji Nakamura, científic de Nichia Chemical Corporation al Japó, va desenvolupar el primer LED blau d'alta brillantor fent créixer nitrur d'indi gal·li (InGaN) sobre un substrat de safir. La invenció del LED blau va permetre la producció de LED blancs mitjançant la barreja de colors, el que va fer que el Dr. Nakamura fos honrat com el "Pare dels LED blaus". L'arribada dels LED blancs va estimular el ràpid desenvolupament de la indústria del LED, convertint-los en un dels productes més competitius de la indústria optoelectrònica.
L'abril de 2012, Cree, un important fabricant nord-americà, va anunciar que el seu LED blanc d'alta potència-havia establert un nou rècord, aconseguint una eficiència lluminosa de 254 lm/W amb un corrent d'accionament de 350 mA. Aquesta eficiència lluminosa supera la d'altres fonts de llum actuals, convertint els LED en una nova generació de fonts d'il·luminació amb un gran potencial per substituir les fonts de llum tradicionals.
LED i visió humana
La il·luminació es basa en la percepció humana. Per tant, per desenvolupar aplicacions per a fonts de llum LED, primer cal entendre l'estructura bàsica de l'ull humà i la seva resposta a la llum. La retina humana està formada per nombroses cèl·lules fotoreceptores, que es classifiquen per forma en bastons i cons. Quan la llum entra a l'ull, els bastons i els cons transmeten la brillantor i el color, respectivament, al cervell per construir una imatge.
Cons i visió fotòpica: els cons senten principalment el color i tenen una sensibilitat més alta durant les hores de llum. A més es divideixen en cons L, M i S. Els cons L senten principalment el vermell, amb una longitud d'ona màxima d'aproximadament 564-580 nm; Els cons M senten principalment el verd, amb una longitud d'ona màxima d'aproximadament 534-545 nm; i els cons S senten principalment el blau, amb una longitud d'ona màxima d'aproximadament 420-440 nm.
Com que les diferents cèl·lules tenen diferents sensibilitats a diferents intensitats de llum, la Comissió Internacional d'Il·luminació (CIE) ha establert corbes de funció visual estàndard. Si una persona neix sense cèl·lules de con L, M o S, es considera que és daltonista congènita. Aquest és un trastorn genètic-lligat al sexe que és més freqüent en els homes. No poden veure colors específics i generalment tenen mala visió.
Cèl·lules de bastons i visió escotòpica: les cèl·lules de bastons només reben llum i no poden discernir el color. Perceben imatges en blanc i negre i funcionen principalment en condicions de poca-il·luminació, com ara a la nit. A intensitats de llum extremadament baixes, l'ull humà depèn principalment de les cèl·lules de bastons, d'aquí el terme "visió escotòpica". Amb llum tènue, l'ull és extremadament sensible a la llum i la sensibilitat a la llum és encara més gran.
Paràmetres LED
Una especificació clau per als productes LED és el flux lluminós. El flux lluminós emès per un LED s'expressa en lumens (lm). La relació entre el flux lluminós d'una font de llum i la potència que consumeix representa la seva eficiència lluminosa (lm/W). Una eficiència lluminosa més alta indica una font de llum-més eficient energèticament. Un altre paràmetre important és la temperatura del color, que afecta les característiques del color que mostren els productes d'il·luminació LED.
La temperatura del color es defineix com la temperatura a la qual un cos negre, escalfat fins al punt en què emet el mateix color que la font de llum, s'expressa en graus Kelvin (K). Les diferents temperatures de color produeixen experiències visuals diferents. Per exemple, quan la temperatura del color és inferior a 3.000K, el color clar acostuma a ser vermellós, creant una sensació càlida i íntima; quan la temperatura del color supera els 5.000K, el color tendeix a ser blavós, creant una impressió fresca i tranquil·la. Les variacions en la temperatura de color d'una font de llum poden afectar l'atmosfera interior. Per exemple, una bombeta incandescent té una temperatura de color de 2.700K, la qual cosa la fa ideal per a il·luminació interior. La temperatura de color d'una font de llum també afecta les característiques de l'objecte il·luminat. Per tant, els productes d'il·luminació del mercat generalment mostren la temperatura del color per satisfer les diferents necessitats dels consumidors.
A més de la temperatura del color, la il·luminació també és una especificació clau. La il·luminació es defineix com el flux lluminós distribuït per unitat d'àrea a una distància determinada, expressat en lux. La percepció humana mostra una relació subtil amb la temperatura del color i la il·luminació. Per exemple, a baixa temperatura de color i alta il·luminació, el cos humà se sent atapeït; a baixa temperatura de color i poca il·luminació, el cos humà se sent càlid. Les aplicacions més habituals de la il·luminació són els fars LED, els focus i els reflectors.
La lluminositat (també coneguda com a brillantor) es defineix com la quantitat de llum emesa per una font de llum superficial en una direcció específica en relació a la seva àrea projectada. Luminance té una àmplia gamma d'aplicacions, com ara cartelleres LED, panells de telèfons mòbils, semàfors i llums posteriors de cotxes.
Característiques del LED i circuits del controlador
Com a nova font de llum, els circuits de controladors LED difereixen significativament dels balastos utilitzats en les làmpades fluorescents tradicionals. La funció principal dels circuits de controlador de LED és convertir la tensió de CA en voltatge de CC i alhora coincidir amb la tensió i el corrent del LED. Per tant, les làmpades LED solen constar de dos components: el circuit del controlador i la font de llum. Quan parlem dels circuits de controladors LED, el millor és entendre primer les característiques elèctriques dels LED.
La corba característica de tensió{0}}actual dels LED presenta un comportament no lineal. Quan la tensió a través del LED supera la tensió de l'estat d'encesa-, el corrent de l'estat d'encesa-augmenta significativament. Aquesta característica revela que quan s'encén un LED, fins i tot petites fluctuacions de tensió poden provocar un canvi dramàtic en el corrent que hi circula. La corba característica de sortida de llum del corrent del LED-indica que la sortida de llum del LED és aproximadament linealment proporcional al corrent. A partir d'aquestes característiques de càrrega, els circuits de controlador LED típics utilitzen principalment un control de corrent constant per garantir un funcionament precís del LED en condicions de funcionament adequades.
Especificacions LED
La indústria global de la il·luminació LED s'està desenvolupant ràpidament. A mesura que els accessoris d'il·luminació LED es fan cada cop més populars, els estàndards globals s'estan ultimant gradualment. Energy Star és un estàndard i un programa internacional per a productes de consum-energèticament eficients, que cobreix una sèrie de categories, com ara grans electrodomèstics, equips d'oficina, il·luminació i electrònica domèstica. Les proves dels productes d'il·luminació LED inclouen proves de temperatura ambient, proves de vida útil, integració de mesures d'esfera i corbes de distribució de la llum. A més, es regulen els paràmetres clau d'il·luminació LED, com ara la reproducció del color, el factor de potència, la temperatura del color i l'eficàcia lluminosa. Donada la qualitat variable dels productes LED al mercat, els consumidors poden utilitzar marques de certificació per garantir la qualitat i la garantia dels productes d'il·luminació LED.
Aplicacions LED
La tecnologia LED ha avançat ràpidament i les seves aplicacions són diverses. Les aplicacions més habituals són en il·luminació residencial, comercial i industrial, com ara aplics de paret, llums de nit, llums de lectura, focus, tires de llum, downlights i indicadors d'emergència.
La il·luminació LED també es pot integrar amb l'art i l'arquitectura. Les creacions-de temàtiques lleugeres són un tema habitual en l'àmbit de l'art tecnològic. Per als artistes, les característiques úniques de les fonts de llum freda LED obren noves possibilitats creatives en comparació amb les fonts de llum tradicionals.
A més de les aplicacions esmentades anteriorment, els llums de cultiu LED són una gran ajuda per als productors agrícoles. El seu espectre de llum artificial optimitzat crea un ambient i condicions òptimes per a les plantes. La llum vermella i blava que s'utilitza habitualment a les llums de creixement coincideixen molt amb la corba d'eficiència necessària per a la fotosíntesi, cosa que els converteix en la font de llum òptima per al creixement de les plantes. Si podem fomentar aplicacions més innovadores de LED i construir la confiança dels consumidors en la qualitat dels productes LED, creiem que els LED prosperaran al mercat de la il·luminació!
En un món d'energia minvant, la il·luminació d'alta-eficiència és una de les millors maneres d'estalviar energia. En una estructura de consum elèctric típic, la il·luminació pot representar fins a un 19% del consum total d'electricitat. L'alta eficiència lluminosa dels LED els converteix en una alternativa prometedora a les fonts de llum tradicionals, cosa que els converteix en una opció prometedora per a una il·luminació-eficient energèticament. A més, les aplicacions LED es poden expandir des de fonts puntuals fins a línies i fins i tot superfícies, donant lloc a aplicacions d'il·luminació innovadores i a una revolució en la il·luminació. La il·luminació ja no és només il·luminar el nostre entorn; es pot integrar amb l'art, la creativitat, l'entreteniment, la salut i la biotecnologia, aportant noves perspectives a la nostra vida visual i quotidiana.
https://www.benweilight.com/lighting-tub-bombeta/6000k-led-tub-120cm.html
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd
Telèfon: +86 0755 27186329
Mòbil (+86)18673599565
Whatsapp:19113306783
Correu electrònic:bwzm15@benweilighting.com
Skype:benweilight88
Web:www.benweilight.com
