Цвет светового излучения

Цветовые характеристики светового излучения светодиодов зависят от полупроводникового материала и присадки. Поэтому для получения цветных светодиодов целенаправленно подбираются нужные компоненты. К примеру, красные и инфракрасные светодиоды получаются при использовании арсенида галлия алюминия, для создания зеленых светодиодов применяется фосфид галлия, а желтые и оранжевые светодиоды дает фосфид арсенида галлия.

Белое светодиодное излучение производится тремя способами:

  • синтез светового излучения трех светодиодов разного света (красного, зеленого и голубого) по принципу RGB;
  • преобразование ультрафиолетового светодиодного излучения в видимый свет с помощью люминофора (как в люминесцентных лампах);
  • преобразование излучения голубого светодиода в белый свет с помощью желтого люминофора.

На сегодняшний день, в производстве белых светодиодов обычно используется голубые светодиоды и преобразующие люминофоры. С помощью этой методики можно получать белое свечения с разной световой температурой.

Питание светодиодов

Для образования свечения в кристалле полупроводника используется прямой электрический ток. Как правило, питание светодиодов производится с помощью стабилизированного постоянного тока, при этом необходимо поддерживать его необходимое номинальное значение, от чего зависит стабильность светового потока. Обычно используются линейные аналоговые регуляторы для маломощных светодиодов и специальные сетевые блоки для светодиодов большой мощности. Подключаются светодиоды параллельно либо последовательно-параллельно.

Для диммирования светодиодов применяется два способа – снижение прямого тока либо использование регуляторов широтно-импульсной модуляции. На сегодняшний день, уже разработаны схемы питания, дающие возможность питать светодиоды от сети переменного тока 230 В, и создана методика, благодаря которой можно диммировать светодиоды, подключенные к переменному току.

КПД светодиодов

Энергоэффективность светодиодов можно обозначить как отношение мощности светового потока к потребляемой мощности электротока. К примеру, лампы накаливания, которые являются тепловыми излучателями, нуждаются для образования видимого света в нагреве спирали до нужной температуры. Львиная доля энергии при этом уходит на тепловое излучение, а в видимый свет преобразуется не более 5%. В кристалле светодиода также существуют тепловые потери, однако, если создан оптимальный тепловой режим, то КПД светодиодов составляет около 25%.

Тепловой режим

Организация оптимального теплового режима имеет серьезное значение для максимальной эффективности светодиодов как источников света. Очень важно, чтобы в конструкции светодиодного светильника был правильно организован теплоотвод. Для улучшения теплового режима используются такие параметры как теплопроводность, конвекция и излучение. Корпус светодиодного прибора должен обладать достаточной площадью поверхности, чтобы обеспечить наибольший контакт с воздушными потоками. Нежелательно, чтобы часть светильника, на котором крепится светодиод, была выполнена из металла. Кроме того, в светодиодных светильниках обычно создаются специальные элементы для охлаждения светодиода, например, керамические подложки или металлические теплоотводящие детали.