HIDランプと比較してLEDが光源として使用されている3つの理由

LEDには燃え尽きたり壊れたりするフィラメントがないため、従来の電球よりもはるかに長持ちします。非常に小さな半導体チップがLEDを実行することを考えると、それらは非常に耐久性があり、何千時間も続く傾向があります。
LEDは、ハロゲンランプによく似た「インスタントオン」であるため、頻繁または潜在的なオンオフサイクルが発生するアプリケーションでの使用に便利です。逆に、HIDランプはより壊れやすく、点火中にウォームアップ（15〜25秒）する必要があります
LED技術は急速に変化しており、LEDが最終的にHID照明の性能を超えることが予測されます。

LEDは光源としてどのように使用されますか？

発光ダイオード（LED）は、回路に接続されたときに発光するダイオードを利用した光源です。この効果は、LEDが多数の光子を外側に放出するエレクトロルミネッセンスの形態です。LEDは、光源を集中させるプラスチック電球に収容されています。LEDの最も重要な部分は、の中央にある半導体チップです。光源。これは、p領域とn領域で構成され、それらの間に接合部があります.p領域は正の電荷によって支配され、n領域は負の電荷によって支配されます。接合部は、2つの領域間の一種の壁であり、2つの領域間の電荷キャリアの通過をブロックします。

半導体チップに十分な電圧が印加されると、電子は接合部を横切って容易に移動し、p領域の正の力に即座に引き付けられます。電子がp領域の正電荷に十分に近づくと、2つの電荷が「再結合」します。

電子が陽イオンと結合すると、電位エネルギーが電磁エネルギーに変換され、これが光子の放出という形で発生します。

この光子の周波数は、半導体材料の特性（通常はガリウム、ヒ素、リンの化学元素の組み合わせ）によって決まります。

異なる色を発するLEDは、異なる半導体材料でできています。簡単に言えば、LEDはフィラメントなしで電球として機能する小さな電気回路コンポーネントです。LEDは半導体材料内の電子の動きによってのみ照らされるため、エネルギー効率が高く、長期間にわたって非常に弾力性があります。

照明用途で使用されるLEDの種類は何ですか？

白色LEDは、蛍光灯の導入以来、最もエキサイティングな新しい照明技術です。高輝度LEDは、低電流要件が高いため、現在人気があります。高輝度白色LEDは、エネルギーを節約する手段として、照明アプリケーションでますます使用されています。白色LEDの用途には、携帯電話のバックライト照明、LCDバックライト、家庭用および車両用照明、ディスプレイボードなどがあります。LEDはサイズが非常に小さく、エネルギー消費が少なく、電気を効率的に光に変換します。

なぜ白色LEDが好まれるのですか？

高ワットのLEDは通常、350ミリアンペアの電流を犠牲にして1ワットあたり約75〜100ルーメンを生成します。 LEDの熱によるエネルギー損失は事実上ゼロであり、数千時間という非常に長い寿命があります。 LEDは鉛や水銀を含まないため、環境に優しいデバイスです。蛍光灯とは異なり、LEDは紫外線を放射しません。

A1ワットの白色LEDは、限られた領域を照らすのに十分な約100lmの光束を提供します。光源から放出される光の量は、ルーメンで測定されます。たとえば、60ワットの電球は730ルーメンを放出し、50ワットのハロゲンランプは900ルーメンです。各LEDチップの面積は1平方ミリメートルしかないため、全体の輝度が非常に集中します。

1ワットの白色LEDの順方向電圧降下は3.3ボルトで、350ミリアンペアの電流を消費します。したがって、通常の白色LEDは、最大の明るさを与えるために3ボルトと約40mAの電流を必要とします。

高出力の白色LEDは、数百ミリアンペアからアンペアまでの大電流で駆動して、高輝度の光を生成できます。一部のメーカーは、1,000ルーメン以上を生成できます。 HPLEDは、熱放散を可能にするためにヒートシンクに取り付ける必要があります。そうしないと、デバイスが簡単に損傷します。

白色LEDを構築する2つの方法

この方法では、LEDチップ（主に窒化インジウムガリウム、InGaNで作られた青色）をさまざまな色の蛍光体でコーティングして白色光を生成します。青色光に対応する光スペクトルの一部は、ストークスシフトと呼ばれるプロセスを通じて、より長い波長に転送されます。白色LEDの白色光は、GaN LEDによって自然に放出される狭帯域の青色と、青色の一部を吸収して黄色に変換するダイ上の蛍光体コーティングによって生成される広域スペクトルの黄色から発生します。 InGaNは、製造中にインジウムとガリウムの相対量を変化させることにより、緑色から紫外線までの動作波長を生成できます。一般的に使用される蛍光体材料は、セリウムをドープしたイットリウムアルミニウムガーネットまたはCe3 + YAGです。
白色LEDは、高効率のユーロピウムベースの赤色および青色発光蛍光体と緑色発光銅およびアルミニウムドープ硫化亜鉛の混合物でUV発光LEDの近くをコーティングすることによっても作成できます。これは、蛍光灯の動作と同様の方法です。この方法は、ストークスシフトが大きく、したがってより多くのエネルギーが熱に変換されるため、蛍光体を使用した青色LEDよりも効率が低くなります。もう1つの欠点は、誤動作しているLEDからUV光が漏れ、人の目や皮膚に害を及ぼす可能性があることです。

3光源としてLEDを使用するアプリケーション

LEDベースの非常灯

ACソケットに差し込むことができ、停電時に点灯します。部屋の中で涼しい白色光を発し、読書にも十分です。 4.5ボルトのコードレス電話バッテリーを搭載し、1ワットの白色LEDを使用しています。

“クランク懐中電灯のしくみ ”

システムの動作

この回路は、4.5ボルトの300 mA降圧トランス、D1からD4で構成されるブリッジ整流器、および4.5ボルトの充電式バッテリーを充電するための電源として平滑コンデンサC1を使用します。 4.5ボルトの変圧器はすぐに入手でき、一般的に LED非常灯。それは230ボルトのACを低ボルトのACに落とし、それは次に全波整流器によって整流されます。コンデンサC1は、DCリップルを充電用に解放します。抵抗R1は、充電用に約80ミリアンペアの電流を供給します。回路は常に接続されているため、充電には低電流が理想的です。回路で使用されている充電式バッテリーは、4.5ボルトのコードレス電話バッテリーです。
主電源が利用できる場合、バッテリーはR1とD5を介して充電されます。同時に、PNPトランジスタはR1を介して正のバイアスを取得し、オフのままになります。電源に障害が発生すると、D5が逆バイアスし、T1のベースが負になります。次に、LEDを導通させて点灯させます。電源が再開されると、LEDは自動的にオフになります。

1W-LED-非常灯

設定方法は？

回路は小さなパフォーマンスボードに組み立てることができます。回路、変圧器、バッテリーをプラグインタイプのアダプターボックスに入れます。できれば反射バックグラウンドを使用して、ボックスの外側にLEDを固定します。この目的のためにホイル紙を貼り付けることができます。それはLEDのヒートシンクとしても機能します。 LEDが点灯するとT1に大電流が流れるため、T1にはヒートシンクが必要です。 1ワットの白色LEDのコストは約Rs.50、バッテリーはRs.150です。

1 WLEDを使用した自動ランプ

これがハイパワーを使用した自動ランプ夕方に点灯し、朝まで点灯し続ける白色LED。白熱ガス放電ランプとは対照的に、白色LEDは、電力を供給して制御するために単純なDC電源を必要とするため、最近使用されています。使用されるLEDの定格は1Wで、デバイスに電力を供給するために変圧器なしの安定化電源が使用されます。

システムの動作

コンデンサc1とc2は、AC電圧を低い値に下げます。通常、高い値のコンデンサが使用されます。ブリッジ整流器セクションは、AC信号から脈流DC出力を生成します。コンデンサは、DC信号に存在するACリップルを除去します。このフィルタリングされた信号はツェナーダイオードの両端に印加され、端子の両端に安定化されたDC出力を提供します。コンデンサc3は通常、AC信号がコンデンサを通過できるようにし、DC信号をブロックします。バイパス要素として機能します。 LDRとT1は、LEDをオン/オフするための感光性スイッチを形成します。 LDRは、暗所では高抵抗、明所では低抵抗を提供します。そのため、日中はLDRが導通し、T1のベースが接地電位に引き下げられ、白色LEDをオフにするためにオフのままになります。夜間、日光がなくなると、LDRの抵抗が増加し、T1は十分なベースバイアスを取得して導通します。その後、コレクターT1に接続されているLEDが点灯します。 BD 139は中電力NPNトランジスタであり、そのピン接続は前面からベース–コレクタ–エミッタです。 LEDは約100ミリアンペアの電流を流すため、T1にはヒートシンクが必要です。回路で使用されるLEDは、3.3ボルトの順方向電圧降下があり、完全な明るさを得るには350ミリアンペアの電流を必要とする1ワットの白色LEDです。

ハイパワーLED-ナイトランプ-1

ポータブル非常灯兼モバイル充電器

こちらが携帯用非常灯兼モバイル充電器です。それは主電源が故障したときに部屋に十分な光を与えることができる高輝度白色LEDを使用しています。白色LEDは、青みがかった白色光を発する窒化インジウムガリウムLEDであり、レンズのリンフィルターまたはマルチカラーLEDの混合物を使用してフィルター処理できます。旅行中もプラグインモードでモバイル充電器として使用できます。

システムの動作

回路の電源は、0〜6ボルトの300 mA降圧トランス、D1〜D4で構成される全波整流器、および平滑コンデンサC1から供給されます。非常灯回路は、ダイオードD5、抵抗R2、トランジスタT1で構成されています。主電源が利用できる場合、ダイオードD5は順方向にバイアスし、6ボルトのバッテリーは抵抗R2を介して充電します。同時に、PNPトランジスタT1は出力されます。そのベースがR1を通して高く保たれるので伝導。 T1のコレクターに接続されている白色LEDはオフのままです。主電源に障害が発生すると、D5は逆バイアスをかけ、T1のベースは負のバイアスを取得して導通します。次に、バッテリーからの電力を使用して白色LEDが点灯します。回路のモバイル充電器セクションは、ツェナーベースの安定化電源で構成されています。充電電流は、適切なコネクタを使用してポイントAとBからタップできます。