Fontes de luz LED

3 razões pelas quais os LEDs estão sendo usados ​​como fonte de luz em comparação com as lâmpadas HID

• Os LEDs não têm filamento para queimar ou quebrar, portanto, duram muito mais do que as lâmpadas convencionais. Dado que um chip semicondutor muito pequeno executa um LED, eles são muito duráveis ​​e tendem a durar muitos milhares de horas.
• Os LEDs são “acesos instantaneamente”, muito parecidos com as lâmpadas halógenas e, portanto, convenientes para uso em aplicações sujeitas a ciclos freqüentes ou potenciais de liga / desliga. Por outro lado, as lâmpadas HID são mais frágeis e precisam aquecer (15 a 25 segundos) durante a ignição
• A tecnologia LED está mudando rapidamente e é previsível que os LEDs superem o desempenho da iluminação HID.

Como o LED é usado como fonte de luz?

Diodos emissores de luz (LED) são fontes de luz que utilizam diodos que emitem luz quando conectados em um circuito. O efeito é uma forma de eletro luminescência onde os LEDs liberam um grande número de fótons para fora, o LED é alojado em uma lâmpada de plástico, que concentra a fonte de luz. A parte mais importante de um LED é o chip semicondutor localizado no centro de a fonte de luz. Consiste em p e n regiões com uma junção entre elas. A região p é dominada por cargas elétricas positivas e a região n é dominada por cargas elétricas negativas. A junção é uma espécie de parede entre as duas regiões, bloqueando a passagem de portadores de carga entre as duas regiões.

Quando tensão suficiente é aplicada ao chip semicondutor, os elétrons podem se mover facilmente através da junção, onde são imediatamente atraídos pelas forças positivas na região p. Quando um elétron se move suficientemente perto de uma carga positiva na região p, as duas cargas “se re-combinam”.

Quando um elétron se combina com um íon positivo, a energia potencial elétrica é convertida em energia eletromagnética e isso ocorre na forma de emissão de um fóton de luz.

Esse fóton tem uma frequência determinada pelas características do material semicondutor (geralmente uma combinação dos elementos químicos gálio, arsênio e fósforo).

LEDs que emitem cores diferentes são feitos de materiais semicondutores diferentes. Em palavras simples, os LEDs são pequenos componentes do circuito elétrico que atuam como uma lâmpada sem nenhum filamento. Os LEDs são iluminados apenas pelo movimento dos elétrons em um material semicondutor, o que os torna energeticamente eficientes e extremamente resilientes por longos períodos de tempo.

Qual é o tipo de LED usado em aplicações de iluminação?

O LED branco é a nova tecnologia de iluminação mais excitante desde a introdução das lâmpadas fluorescentes. LEDs de alta intensidade agora são populares devido aos seus altos requisitos de baixa corrente. LEDs brancos de alto brilho são cada vez mais usados ​​em aplicações de iluminação como uma medida para economizar energia. As aplicações do LED branco incluem iluminação de fundo em telefones celulares, retroiluminação de LCD, iluminação doméstica e de veículos, painéis de exibição, etc. Os LEDs são extremamente pequenos e consomem pouca energia e convertem eletricidade em luz de maneira eficiente.

Por que o LED branco é preferido?

Um LED de alto watt geralmente produz cerca de 75-100 lumens por watt à custa de 350 mili amperes de corrente. A perda de energia por meio do calor é praticamente nula nos LEDs e eles têm uma vida útil muito longa de milhares de horas. Os LEDs são dispositivos ecológicos, uma vez que não contêm chumbo ou mercúrio. Ao contrário das lâmpadas fluorescentes, os LEDs não emitem raios UV.

O LED branco A1 watt fornece um fluxo luminoso de cerca de 100 lm, o que é suficiente para iluminar uma área confinada. A quantidade de luz emitida por uma fonte de luz é medida em termos de lúmen. Por exemplo, uma lâmpada de 60 watts emite 730 lúmenes e uma lâmpada halógena de 50 watts tem 900 lúmen. Cada chip de LED tem uma área de apenas um milímetro quadrado, o que torna a luminosidade geral muito concentrada

A queda de tensão direta do LED branco de 1 watt é de 3,3 volts e consome 350 miliamperes de corrente. Assim, o LED branco comum requer 3 volts e cerca de 40 mA de corrente para fornecer brilho máximo.

LEDs brancos de alta potência podem ser acionados em alta corrente de centenas de mili amperes para um ampere para produzir luz de alta intensidade. Algumas marcas podem produzir mais de mil lumens. Os HPLEDs devem ser montados em um dissipador de calor para permitir a dissipação de calor, caso contrário, o dispositivo se danificará facilmente.

2 maneiras de construir LED branco

• O método envolve o revestimento de um chip LED (principalmente azul feito de nitreto de índio e gálio, InGaN) com fósforo de cores diferentes para produzir a luz branca. A parte do espectro de luz correspondente à luz azul é transferida para o comprimento de onda mais longo, por meio de um processo conhecido como deslocamento de Stokes. A luz branca dos LEDs brancos vem do azul de banda estreita naturalmente emitido pelos LEDs GaN, além de um amarelo de amplo espectro gerado por um revestimento de fósforo na matriz que absorve uma proporção do azul e o converte em amarelo. InGaN pode produzir comprimentos de onda operacionais do verde ao ultravioleta, variando as quantidades relativas de índio e gálio durante a produção. O material de fósforo comumente usado é ítrio alumínio granada dopado com cério ou Ce3 + YAG.
• Os LEDs brancos também podem ser feitos revestindo perto dos LEDs emissores de UV com uma mistura de fósforos emissores de azul e vermelho à base de Europium de alta eficiência, além de cobre emissor de verde e sulfeto de zinco dopado com alumínio. Este é um método semelhante ao funcionamento de lâmpadas fluorescentes. Este método é menos eficiente do que o LED azul com fósforo, uma vez que o deslocamento de Stokes é maior e mais energia é, portanto, convertida em calor. Outra desvantagem é que a luz ultravioleta pode vazar de um LED com defeito e causar danos aos olhos ou à pele humana.

3 Aplicações envolvendo LED como fonte de luz

• Lâmpada de emergência baseada em LED

Ele pode ser conectado à tomada AC e acende no momento da falha de energia. Ele emite luz branca fria na sala, o que também é suficiente para fins de leitura. Ele é alimentado por uma bateria de telefone sem fio de 4,5 volts e usa LED branco de 1 watt.

Funcionamento do sistema

O circuito usa um pequeno transformador redutor de 4,5 volts de 300 mA, uma ponte retificadora que compreende D1 a D4 e o capacitor de suavização C1 como fonte de alimentação para carregar a bateria recarregável de 4,5 volts. O transformador de 4,5 volts está prontamente disponível e é geralmente usado em Luzes LED de emergência . Ele cai de 230 volts AC para baixo volt AC, que é então retificado pelo retificador de onda completa. O capacitor C1 torna a ondulação DC livre para carregamento. O resistor R1 fornece cerca de 80 miliamperes de corrente para carregamento. Como o circuito está sempre conectado, baixa corrente é ideal para carregar. A bateria recarregável usada no circuito é uma bateria de telefone sem fio de 4,5 volts.
Quando a rede elétrica está disponível, a bateria é carregada por meio de R1 e D5. Ao mesmo tempo, o transistor PNP obtém polarização positiva através de R1 e permanece desligado. Quando a energia falha, a polarização reversa D5 e a base de T1 se tornará negativa. Em seguida, conduz e acende o LED. Quando a energia é reiniciada, o LED desliga automaticamente.

1W-LED-lâmpada de emergência

Como definir?

O circuito pode ser montado em um pequeno pedaço de placa perf. Coloque o circuito, o transformador e a bateria em uma caixa adaptadora tipo plug-in. Fixe o LED fora da caixa, de preferência com um fundo reflexivo. Você pode colar papel alumínio para essa finalidade. Ele também funcionará como um dissipador de calor para o LED. Uma vez que a alta corrente flui através de T1 quando o LED acende, T1 requer um dissipador de calor. LED branco de 1 Watt custa cerca de Rs.50 e a bateria Rs.150.

• Lâmpada automática usando 1 W LED

Aqui está um Lâmpada automática usando alta potência LED branco que acende à noite e permanece aceso até de manhã. LEDs brancos estão sendo usados ​​atualmente porque precisam de uma fonte de alimentação DC simples para alimentá-los e controlá-los, em contraste com as lâmpadas incandescentes de descarga de gás. O LED usado tem uma classificação de 1 W e uma fonte de alimentação regulada sem transformador é usada para alimentar o dispositivo.

Funcionamento do Sistema

Os capacitores c1 e c2 reduzem a tensão CA para um valor inferior. Normalmente são usados ​​capacitores de alto valor. A seção da ponte retificadora produz uma saída CC pulsante do sinal CA. O capacitor remove as ondulações CA presentes no sinal CC. Este sinal filtrado é aplicado através do diodo zener, que fornece uma saída DC regulada em seu terminal. O capacitor c3 geralmente permite que o sinal CA passe por ele e bloqueia o sinal CC. Ele atua como um elemento de desvio. LDR e T1 formam um interruptor sensível à luz para ligar / desligar o LED. LDR oferece alta resistência no escuro e baixa resistência na luz. Portanto, durante o dia, o LDR conduz e a base do T1 será puxada para o potencial de terra e permanecerá desligada para desligar o LED branco. Durante a noite, quando cessa a luz do dia, a resistência de LDR aumenta e T1 obtém polarização de base e condutas suficientes. O LED conectado ao coletor T1 acende. O BD 139 é um transistor NPN de média potência e suas conexões de pinos são Base - Coletor - Emissor na parte frontal. O dissipador de calor é necessário para T1 uma vez que o LED passa cerca de 100 miliamperes de corrente. O LED usado no circuito é o LED branco de 1 watt que tem uma queda de voltagem direta de 3,3 volts e requer 350 miliamperes de corrente para obter brilho total.

• Lâmpada portátil de emergência cum carregador móvel

Aqui está a lâmpada portátil de emergência com carregador de celular Ele usa um LED branco de alto brilho que pode fornecer luz suficiente na sala quando a energia elétrica falha. Um LED branco pode ser um LED de nitreto de índio e gálio que emite uma luz branca azulada, que pode ser filtrada usando um filtro de fósforo na lente ou usando uma mistura de LEDs multicoloridos. Também pode ser usado como carregador de celular no modo plug-in durante a viagem.

Funcionamento do Sistema

A fonte de alimentação para o circuito é derivada de um transformador abaixador de 0-6 volts 300 mA, um retificador de onda completa compreendendo D1 a D4 e o capacitor de suavização C1. O circuito de luz de emergência consiste no diodo D5, resistor R2 e o transistor T1. Quando a alimentação principal está disponível, o diodo D5 polariza para a frente e a bateria de 6 volts carrega através do resistor R2. Ao mesmo tempo, o transistor PNP T1 ficará sem condução uma vez que sua base é mantida alta através de R1. O LED branco conectado ao coletor de T1 permanece apagado. Quando a energia da rede falha, D5 reverte a polarização e a base de T1 obtém uma polarização negativa e conduz. O LED branco então acende usando a energia da bateria. A seção do carregador móvel do circuito consiste em uma fonte de alimentação regulada com base em Zener. A corrente de carga pode ser derivada dos pontos A e B usando um conector adequado.

Carregador portátil de luz de emergência portátil

Agora espero que você tenha uma ideia sobre o conceito das fontes de luz LED e se tiver alguma dúvida no artigo e nos projetos elétricos eletrônicos deixe a seção de comentários abaixo.