สิ่งที่คุณไม่รู้เกี่ยวกับ LED

LED เป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่แปลงพลังงานของกระแสไฟฟ้าเป็นแสง พื้นฐานของมันคือคริสตัลเปล่งแสง การปรับเปลี่ยนโครงสร้าง LED ต่างๆ ได้รับการพัฒนาโดยใช้คริสตัลเซมิคอนดักเตอร์ที่มีจุดแยก p-n เปล่งแสง เมื่อประสิทธิภาพของ LED เพิ่มขึ้น จำนวนแอปพลิเคชันที่เป็นไปได้ก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน

การสร้างและการใช้ LED

LED ถูกสร้างขึ้นจากชั้นของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ LED ประกอบด้วยคริสตัลเซมิคอนดักเตอร์บนพื้นผิว ตัวเรือนพร้อมสายสัมผัสและระบบออปติก ตัวเรือน LED อันทรงพลังยังมีฮีทซิงค์เพื่อกระจายความร้อนส่วนเกิน

LED ที่ทันสมัยเป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่ค่อนข้างซับซ้อน การผลิตใช้เทคโนโลยีต่างๆ จากสาขาฟิสิกส์ เคมี และวิศวกรรมไฟฟ้า พื้นฐานของ LED แต่ละดวงคือชิป LED แบบคริสตัล

ไฟ LED ที่ผลิตโดยเทคโนโลยี SMD และ COB จะติดตั้ง (ติดกาว) โดยตรงบนฐานทั่วไปที่สามารถทำหน้าที่เป็นฮีทซิงค์ได้ ในกรณีนี้ ไฟ LED จะทำจากโลหะ นี่คือวิธีการ โมดูล LEDซึ่งสามารถเป็นเส้นตรง สี่เหลี่ยม หรือวงกลม 50–75 มม. แข็งหรือยืดหยุ่นได้ และออกแบบมาเพื่อตอบสนองทุกความต้องการของนักออกแบบ

เคยมีไฟ LED จำนวนมากในโมดูล LED ขณะนี้ เมื่อกำลังไฟเพิ่มขึ้น LED ก็น้อยลงเรื่อยๆ แต่ระบบออปติคัลซึ่งนำกระแสแสงไปยังมุมทึบที่ต้องการ มีบทบาทสำคัญมากขึ้น

วิธีรับแสงสีขาวจาก LED:

1. วิธีแรกคือการผสมสีโดยใช้เทคโนโลยี RGB ไฟ LED สีแดง น้ำเงิน และเขียวถูกวางไว้อย่างหนาแน่นบนเมทริกซ์เดียว การแผ่รังสีนั้นผสมกันโดยใช้ระบบออปติก เช่น เลนส์ ผลลัพธ์ที่ได้คือแสงสีขาว

2. วิธีที่สองประกอบด้วยความจริงที่ว่าสารเรืองแสงสามตัวที่เปล่งแสงสีน้ำเงิน สีเขียว และสีแดงตามลำดับ ถูกนำไปใช้กับพื้นผิวของ LED ที่เปล่งแสงในช่วงอัลตราไวโอเลต ซึ่งคล้ายกับการที่หลอดฟลูออเรสเซนต์สว่างขึ้น

3. วิธีที่สาม — ฟอสเฟอร์สีเหลืองเขียวหรือสีเขียวบวกสีแดงใช้กับ LED สีน้ำเงินเพื่อให้การปล่อยสองหรือสามแบบผสมกันเพื่อสร้างแสงสีขาวหรือสีขาวใกล้เคียง

การประยุกต์ใช้ไฟ LED
ไฟ LED ดวงแรกปรากฏขึ้นในทศวรรษที่ 1970 แต่แพร่หลายหลังจากนั้นไม่กี่ทศวรรษ

LED สมัยใหม่มีความโดดเด่นด้วยขนาดที่เล็ก ความทนทาน อายุการใช้งานที่ยาวนาน ลักษณะทางแสงที่ดีและผลผลิตควอนตัมการแผ่รังสีสูง ซึ่งแตกต่างจากแหล่งกำเนิดแสงอื่น ๆ ไฟ LED สามารถเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานแสงได้อย่างมีประสิทธิภาพ ใกล้หนึ่ง

ช่วงของเทคโนโลยี LED กำลังขยายตัวในแต่ละวันสาเหตุหลักมาจากประสิทธิภาพการใช้พลังงานและการใช้พลังงานต่ำพร้อมประสิทธิภาพแสงสูง

ปัจจุบัน LED ได้กลายเป็นแหล่งกำเนิดแสงที่ผลิตในเชิงพาณิชย์สำหรับการใช้งานด้านแสงสว่างที่หลากหลาย สิ่งนี้เป็นไปได้เนื่องจากการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของประสิทธิภาพการใช้พลังงาน ความน่าเชื่อถือ และความทนทานของ LED

การใช้พลังงานไฟฟ้าต่ำ ความง่ายในการสร้างลำแสงโดยใช้ออปติคัลทุติยภูมิ ความสะดวกในการควบคุม และที่สำคัญที่สุดคือการรับรู้การแผ่รังสีด้วยตาโดยเฉพาะทำให้ LED ขาดไม่ได้สำหรับการสร้างแหล่งกำเนิดแสง

อุปกรณ์ LED กำลังสูง

LED อันทรงพลังมีสามลักษณะ:

1. ประกอบด้วยฮีทซิงค์อะลูมิเนียมหรือทองแดงทนความร้อนต่ำ ซึ่งคริสตัลถูกยึดด้วยโลหะบัดกรี

2. คริสตัล LED ถูกปิดผนึกด้วยซิลิโคนซึ่งรับประกันว่าไม่มีความเครียดเชิงกลระหว่างการใช้งาน ซิลิโคนหุ้มด้วยพลาสติกเคลือบที่ทำหน้าที่เป็นเลนส์

3. พื้นผิวซิลิกอนที่ติด LED ให้การป้องกัน ESD กับโครงสร้าง

สามารถเชื่อมต่อชิปหลายตัวบนซับสเตรตเดียวเป็นชุดเพื่อเพิ่มแรงดันไฟฟ้าในขณะที่ลดกระแสการทำงาน

การออกแบบ LED จะกำหนดทิศทาง การกระจายเชิงพื้นที่ ความเข้มของการปล่อย ไฟฟ้า ความร้อน พลังงาน และลักษณะอื่นๆ ของการปล่อยจากคริสตัลเซมิคอนดักเตอร์ และแน่นอนว่าพารามิเตอร์เหล่านี้มีอิทธิพลซึ่งกันและกัน

LED เป็นสารกึ่งตัวนำ ดังนั้นจึงนำกระแสไฟฟ้าในทิศทางเดียวเท่านั้น ซึ่งช่างไฟฟ้ามือใหม่ต้องคำนึงถึงด้วย นี่เป็นปัญหาทั้งหมดเพราะปรากฎว่า LED ไม่ชอบเลยเมื่อเชื่อมต่อโดยตรงกับแหล่งพลังงาน ปัญหาคือไฟ LED ไม่รับรู้การวัดเมื่อเริ่มใช้พลังงานและทำให้เกิดการเผาไหม้ทันที ในการ "ส่ง" ปริมาณพลังงานที่จำเป็นไปยังไดโอดจะใช้ตัว จำกัด พิเศษหรือที่รู้จักกันดีในชื่อตัวต้านทาน

ในการกำหนดสายแอโนดและแคโทดอย่างถูกต้อง คุณต้องประมาณความยาวของขา เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าขาแอโนดควรยาวกว่าขาแคโทดเล็กน้อย หากคุณมีประสบการณ์ในการบัดกรี LED ความน่าจะเป็นของความเสียหายจะลดลง แต่สำหรับช่างไฟฟ้ามือใหม่ อาจทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไปได้ ไดโอดตัวแรกสามารถบัดกรีได้โดยใช้แหนบจับที่ขาข้างหนึ่ง ซึ่งจะช่วยให้แน่ใจว่าสามารถขจัดความร้อนส่วนเกินได้อย่างมีประสิทธิภาพ

หลายคนเข้าใจผิดว่าสีของ LED ถูกกำหนดโดยสีของพลาสติกที่ "เย็บ" ในความเป็นจริงทุกอย่างซับซ้อนกว่าเล็กน้อยและสีที่ไดโอดเปล่งแสงจะถูกกำหนดโดยประเภทของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้ในการผลิต นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมไฟ LED ที่มีสีของแสงต่างกันจึงมีราคาต่างกัน สีแดงมีราคาถูกที่สุดเพราะมักใช้เป็นตัวบ่งชี้ แต่ไฟ LED ที่แพงที่สุดคือสีน้ำเงินและสีขาว เทคโนโลยีแสงสว่างกำลังก้าวไปข้างหน้าอย่างต่อเนื่อง ไดโอดใหม่ ๆ จึงปรากฏขึ้นในตลาดมากขึ้นเรื่อย ๆ

หากคุณต้องการทดสอบการทำงานของ LED อย่างรวดเร็ว คุณสามารถเชื่อมต่อผ่านตัวต้านทาน 1K ได้ เนื่องจากจะรองรับไดโอดเกือบทั้งหมดจนถึง 12V

หลอดไฟหลากสีซึ่งใช้ในการผลิตจอภาพกลางแจ้งและสายตีนตะขาบ รวมวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่ปล่อยสีเขียวและสีแดงเมื่อได้รับพลังงาน ด้วยการเปลี่ยนจำนวนและความถี่ของพัลส์ ตลอดจนความสว่างของเซมิคอนดักเตอร์ ทำให้ได้สีและเฉดสีที่หลากหลาย

ไม่แนะนำให้เชื่อมต่อ LED หลายตัวแบบขนานโดยใช้ตัวต้านทานตัวเดียว เนื่องจากคุณสมบัติบางอย่างอาจทำให้อายุการใช้งานลดลง ทุกวันนี้ LED ถูกใช้อย่างแพร่หลายโดยทั้งบริษัทขนาดเล็กและบริษัทยักษ์ใหญ่ในโลกของเทคโนโลยีแสงสว่าง หากคุณต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับไฟฟ้าและลักษณะเฉพาะของการทำงานกับ LED โปรดศึกษาข้อมูลที่นำเสนอบนเว็บไซต์ของเราอย่างรอบคอบ