Кратка дискусија за LED диоди со ултра висока осветленост и нивните апликации

Најраните GaP и GaAsP хомоспојувачки црвени, жолти и зелени LED диоди со ниска прозрачна ефикасност во 1970-тите беа применети на индикаторски светла, дигитални и текстуални дисплеи. Оттогаш, ЛЕР почна да навлегува во различни области на примена, вклучувајќи воздушна, авиони, автомобили, индустриски апликации, комуникации, производи за широка потрошувачка итн., покривајќи различни сектори на националната економија и илјадници домаќинства. До 1996 година, продажбата на ЛЕР ширум светот достигна милијарди долари. Иако LED диодите се ограничени со боја и прозрачна ефикасност многу години, GaP и GaAsLED се наклонети на корисниците поради нивниот долг животен век, високата доверливост, малата работна струја, компатибилноста со дигиталните кола TTL и CMOS и многу други предности.
Во изминатата деценија, високата осветленост и целосната боја беа врвни теми во истражувањето на LED материјалите и технологијата на уреди. Ултра висока осветленост (UHB) се однесува на LED со светлосен интензитет од 100 mcd или повеќе, исто така познат како LED ниво на Candela (cd). Напредокот на развојот на A1GaInP и InGaNFED со висока осветленост е многу брз и сега достигна ниво на перформанси што конвенционалните материјали GaA1As, GaAsP и GaP не можат да го постигнат. Во 1991 година, Toshiba од Јапонија и HP од Соединетите Американски Држави развија InGaA1P620nm портокалова ЛЕД со ултра висока осветленост, а во 1992 година, InGaA1P590nm жолта LED со ултра висока осветленост беше ставена во практична употреба. Истата година, Toshiba разви InGaA1P573nm жолто зелена LED со ултра висока осветленост со нормален интензитет на светлина од 2 cd. Во 1994 година, јапонската корпорација Nichia разви InGaN450nm сина (зелена) ЛЕД со ултра висока осветленост. Во овој момент, трите основни бои потребни за приказ во боја, црвена, зелена, сина, како и портокалова и жолта LED диоди, сите го достигнаа светлосниот интензитет на ниво на Candela, постигнувајќи ултра висока осветленост и екран во целост во боја, правејќи го отвореното целосно прикажување во боја на цевки што емитуваат светлина реалност. Развојот на ЛЕР во нашата земја започна во 1970-тите, а индустријата се појави во 1980-тите. Има повеќе од 100 претпријатија на национално ниво, со 95% од производителите кои се занимаваат со производство на пост-пакување, а речиси сите потребни чипови се увезуваат од странство. Преку неколку „Петгодишни планови“ за технолошка трансформација, технолошки откритија, воведување напредна странска опрема и некои клучни технологии, кинеската технологија за производство на ЛЕР направи чекор напред.

1, Изведба на LED со ултра висока осветленост:
Во споредба со GaAsP GaPLED, црвената A1GaAsLED со ултра висока осветленост има поголема светлосна ефикасност, а светлосната ефикасност на проѕирниот низок контраст (TS) A1GaAsLED (640 nm) е блиску до 10lm/w, што е 10 пати поголема од онаа на црвениот GaAsP GaPL. Ултра високата осветленост InGaAlPLED ги обезбедува истите бои како GaAsP GaPLED, вклучувајќи: зелена жолта (560nm), светло зелена жолта (570nm), жолта (585nm), светло жолта (590nm), портокалова (605nm) и светло црвена (625nm). , длабоко црвено (640 nm)). Споредувајќи ја прозрачната ефикасност на проѕирната подлога A1GaInPLED со други LED структури и извори на блескаво светло, светлосната ефикасност на апсорбирачката подлога InGaAlPLED (AS) е 101 m/w, а светлосната ефикасност на проѕирна подлога (TS) е 201 m/w, што е 201 m/w, -20 пати повисока од онаа на GaAsP GaPLED во опсегот на бранова должина од 590-626nm; Во опсегот на бранова должина од 560-570, тој е 2-4 пати поголем од GaAsP GaPLED. Ултра високата осветленост InGaNFED обезбедува сина и зелена светлина, со опсег на бранова должина од 450-480nm за сина, 500nm за сино-зелена и 520nm за зелена; Неговата светлосна ефикасност е 3-151 m/w. Сегашната прозрачна ефикасност на LED диоди со ултра висока осветленост ја надмина онаа на блескаво светилки со филтри и може да ги заменат блескавите светилки со моќност помала од 1 ват. Покрај тоа, LED низите можат да ги заменат светилките со блескаво со моќност помала од 150 вати. За многу апликации, блескаво светилки користат филтри за да добијат црвена, портокалова, зелена и сина боја, додека со користење на LED диоди со ултра висока осветленост може да се постигне истата боја. Во последниве години, LED диоди со ултра висока осветленост направени од материјали AlGaInP и InGaN комбинираа повеќе (црвени, сини, зелени) LED чипови со ултра висока осветленост заедно, овозможувајќи различни бои без потреба од филтри. Вклучувајќи ја црвената, портокаловата, жолтата, зелената и сината, нивната прозрачна ефикасност ја надмина онаа на блескавите светилки и е блиска до онаа на напредните флуоресцентни светилки. Светлосната осветленост надмина 1000 mcd, што може да ги задоволи потребите на отворено за сите временски услови и екран во боја. Големиот LED екран во боја може да го претстави небото и океанот и да постигне 3D анимација. Новата генерација на црвени, зелени и сини LED диоди со ултра висока осветленост постигна невидено

2, Примена на LED со ултра висока осветленост:
Индикација за автомобилски сигнал: показните светла на автомобилот од надворешната страна на автомобилот се главно светла за насока, задни светла и стоп светла; Внатрешноста на автомобилот главно служи како осветлување и дисплеј за различни инструменти. LED со ултра висока осветленост има многу предности во споредба со традиционалните блескаво светилки за автомобилски индикаторски светла и има широк пазар во автомобилската индустрија. LED диодите можат да издржат силни механички удари и вибрации. Просечниот работен век MTBF на LED сопирачките светла е неколку реда по големина поголем од оној на блескавите светилки, што многу го надминува работниот век на самиот автомобил. Затоа, LED стоп светлата може да се пакуваат како целина без да се размислува за одржување. Транспарентната подлога Al GaAs и AlInGaPLED имаат значително поголема прозрачна ефикасност во споредба со блескаво светилки со филтри, овозможувајќи им на LED стоп светлата и трепкачите да работат при помали струи на возење, обично само 1/4 од блескаво светилки, со што се намалува растојанието што автомобилите можат да го поминат. Помалата електрична енергија може да ги намали и волуменот и тежината на внатрешниот систем за ожичување на автомобилот, а истовремено да го намали и внатрешното зголемување на температурата на интегрираните LED сигнални светла, овозможувајќи употреба на пластика со пониска температурна отпорност за леќите и куќиштата. Времето на одговор на LED стоп светлата е 100 ns, што е пократко од она на светлата со вжарено, оставајќи повеќе време на реакција за возачите и подобрување на безбедноста при возење. Осветлувањето и бојата на надворешните индикаторски светла на автомобилот се јасно дефинирани. Иако приказот на внатрешното осветлување на автомобилите не е контролиран од релевантните владини оддели како што се надворешните сигнални светла, производителите на автомобили имаат барања за бојата и осветлувањето на LED диодите. GaPLED долго време се користи во автомобилите, а AlGaInP и InGaNFED со ултра висока осветленост ќе заменат повеќе блескаво светилки во автомобилите поради нивната способност да ги задоволат барањата на производителите во однос на бојата и осветлувањето. Од ценовна перспектива, иако LED светилките се сè уште релативно скапи во споредба со светлата со вжарено, нема значителна разлика во цената помеѓу двата системи како целина. Со практичниот развој на TSAlGaAs и AlGaInP LED диоди со ултра висока осветленост, цените континуирано се намалуваат во последните години, а големината на намалувањето ќе биде уште поголема во иднина.

Индикација за сообраќаен сигнал: Користењето на LED диоди со ултра висока осветленост наместо блескаво светилки за семафори, предупредувачки светла и светла за знаци сега се рашири низ целиот свет, со широк пазар и брзо растечка побарувачка. Според статистичките податоци на американското Министерство за транспорт во 1994 година, во САД имало 260.000 раскрсници каде биле поставени сообраќајни сигнали, а секоја раскрсница мора да има најмалку 12 црвени, жолти и сино-зелени сообраќајни сигнали. Многу раскрсници имаат и дополнителни транзициски знаци и предупредувачки светла на пешачки премини за преминување на коловозот. На овој начин на секоја раскрсница може да има 20 семафори и тие мора да светат истовремено. Може да се заклучи дека има приближно 135 милиони семафори во САД. Во моментов, употребата на LED диоди со ултра висока осветленост за замена на традиционалните лампи со блескаво светло постигна значителни резултати во намалувањето на загубата на енергија. Јапонија троши околу 1 милион киловати електрична енергија годишно на семафорите, а по замената на блескаво светилки со LED диоди со ултра висока осветленост, нејзината потрошувачка на електрична енергија е само 12% од оригиналната.
Надлежните органи на секоја земја мора да воспостават соодветни прописи за семафорите, наведувајќи ја бојата на сигналот, минималниот интензитет на осветлување, шемата на просторна дистрибуција на зракот и барањата за околината за инсталација. Иако овие барања се засноваат на блескаво светилки, тие генерално се применливи за моментално користените LED семафори со ултра висока осветленост. Во споредба со светилките со вжарено, LED семафорите имаат подолг работен век, главно до 10 години. Со оглед на влијанието на суровите надворешни средини, очекуваниот животен век треба да се намали на 5-6 години. Во моментов, AlGaInP црвените, портокаловите и жолтите LED диоди со ултра висока осветленост се индустријализирани и се релативно евтини. Ако модулите составени од црвени LED диоди со ултра висока осветленост се користат за замена на традиционалните црвени блескаво сообраќајни сигнални глави, може да се минимизира влијанието врз безбедноста предизвикано од ненадејното откажување на црвените лампи со вжарено влакно. Типичен LED модул за сообраќаен сигнал се состои од неколку групи поврзани LED светла. Земајќи го на пример модулот за сообраќаен сообраќаен сигнал од 12 инчи, во 3-9 комплети поврзани LED светла, бројот на поврзани LED светла во секој сет е 70-75 (вкупно 210-675 LED светла). Кога едно LED светло не успее, ќе влијае само на еден сет сигнали, а останатите сетови ќе се намалат на 2/3 (67%) или 8/9 (89%) од оригиналот, без да предизвика откажување на целата глава на сигналот. како лампи со вжарено.
Главниот проблем со модулите за сообраќаен сигнал со ЛЕД е тоа што трошоците за производство сè уште се релативно високи. Земајќи го како пример 12-инчниот TS AlGaAs црвен LED сообраќаен сигнал модул, тој првпат беше применет во 1994 година по цена од 350 долари. До 1996 година, 12-инчниот AlGaInP LED сообраќаен сигнал модул со подобри перформанси чинеше 200 долари.

Се очекува дека во блиска иднина цената на модулите за сообраќаен сигнал InGaN сино-зелена LED ќе биде споредлива со AlGaInP. Иако цената на блескавите сообраќајни сигнални глави е мала, тие трошат многу електрична енергија. Потрошувачката на енергија на блескаво сообраќаен сигнал со дијаметар од 12 инчи е 150 W, а потрошувачката на енергија на семафорот за предупредување што поминува на патот и тротоарот е 67 W. Според пресметките, годишната потрошувачка на енергија на блескаво сигналните светла на секоја раскрсница е 18133 KWh, што е еквивалентно на годишна сметка за електрична енергија од 1450 долари; Сепак, модулите за сообраќаен сигнал со LED диоди се многу енергетски ефикасни, при што секој модул за црвен LED сообраќаен сигнал од 8-12 инчи троши 15W и 20W електрична енергија соодветно. LED знаците на раскрсниците може да се прикажуваат со прекинувачи со стрелки, со потрошувачка на енергија од само 9W. Според пресметките, секоја раскрсница може да заштеди 9916 KWh електрична енергија годишно, што е еднакво на заштеда на 793 долари од сметки за електрична енергија годишно. Врз основа на просечната цена од 200 долари по модул за сообраќаен сигнал со LED диоди, модулот за сообраќаен сообраќаен сигнал со црвени LED може да ја врати почетната цена по 3 години користејќи ја само заштедената електрична енергија и да почне да добива континуиран економски принос. Затоа, моментално користењето на AlGaInLED модули за информации за сообраќајот, иако цената може да изгледа висока, сè уште е исплатливо на долг рок.

 


Време на објавување: Октомври-25-2024 година