کارایی لامپ های LED یک لامپ LED اداری چند سال دیگر هزینه خود را پرداخت می کند

اخیراً در یکی از سایت ها ماشین حساب بازپرداخت لامپ های LED را دیدم. من بلافاصله علاقه مند شدم، اما چند سال دیگر هزینه خود را خواهد پرداخت لامپ ال ای دی، زیرا در این لحظههر مشتری به دنبال نصب لامپ های LED نیست.

اگر به ماشین حساب اعتقاد دارید، یک لامپ LED اداری باید در 3.68 سال هزینه خود را بپردازد. حالا بیایید بررسی کنیم که آیا واقعاً چنین رقمی به دست می آید یا خیر.

برای دفتر، یک تولید کننده مشخص لامپ های LED یک لامپ فرورفته با قدرت 42 وات، با شار نوری 3500lm، راندمان = 94٪، شاخص رندر رنگ 80 تولید می کند. چنین لامپی 175 دلار قیمت دارد. این چراغ به طور کامل جایگزین لامپ فلورسنت LVO 4×18 می شود که قیمت آن تنها 25 دلار است. همانطور که می بینید، یک لامپ LED برای فضای اداری 7 برابر گرانتر از یک لامپ با لامپ های فلورسنت است.

ابتدا این دو لامپ را با هم مقایسه می کنیم.

حال بر اساس این داده ها مصرف برق سالانه را محاسبه می کنیم و بعد از چند سال لامپ ال ای دی خود را توجیه می کند. در یک سال ما 2000 ساعت کار (برای یک کارمند اداری) داریم. ما بعد از 10000 ساعت لامپ های فلورسنت را عوض خواهیم کرد، زیرا شار نورانی شروع به سقوط خواهد کرد.

نتیجه بسیار فاجعه باری بود.

پس چرا اینطور شد؟

همه چیز بسیار ساده است. زمان بازپرداخت لامپ LED به قیمت برق و زمان کارکرد بستگی دارد. هر چه هزینه کیلووات ساعت و تعداد ساعات کار بیشتر باشد، دوره بازپرداخت کوتاه‌تر است.

بعد از انجام محاسبات برگشتی متوجه شدم که سازندگان لامپ های ال ای دی به هیچ وجه برای ما متاسف نیستند (از جمله طراحان، چون ما هم کارمند اداری هستیم)، ما را مجبور می کنند هفت روز در هفته کار کنیم و حداکثر تعرفه تخمینی برق را تعیین کنند. us به طور کلی، آنها همه چیز را به حداکثر رساندند تا حداقل دوره بازپرداخت را به دست آورند.

در این صورت نتیجه زیر را خواهیم داشت.

راستش کمی ناراحتم. انتظار داشتم دوره بازپرداخت لامپ LED حداقل 5 سال باشد. سازنده وعده 3.68 سال را می دهد، اما در واقع حدود 10 سال. همچنین 10 سال، مشروط بر اینکه دفتر هفت روز در هفته و با حداکثر نرخ تسویه کار کند.

70000 ساعت ادعا شده برای یک لامپ LED فقط یک تئوری است، اما در عمل، چه کسی می داند که در 5-10 سال چگونه رفتار خواهد کرد.

فکر می کنم تا زمانی که هزینه خود را پرداخت کند و طبق محاسبات من 10 سال است ، این لامپ قبلاً منسوخ شده است ، اگرچه در شرایط کار خواهد بود.

در شرایط فعلی، تولیدکنندگان لامپ های ال ای دی تنها برای افزایش قیمت برق خواهند بود، زیرا استفاده از لامپ های ال ای دی به طور مستقیم به قیمت برق بستگی دارد.

لامپ های ال ای دی برای قرار دادن در جاهایی که هزینه برق زیاد است مفید هستند. من فکر می کنم این بیشتر مربوط به کشورهای اروپایی است.

شاید من همه چیز را در نظر نگرفتم یا اطلاعات دقیق تری در مورد این موضوع دارید؟

P.S. من اصلا مخالف چراغ LED نیستم. من فقط عاشق اعداد هستم. به نظر من باز هم باید هزینه لامپ ال ای دی را کم کرد تا بتوان از آن در همه جا استفاده کرد. لامپ LED در مقایسه با لامپ فلورسنت مزایای زیادی دارد، اما یک نقطه ضعف بزرگ وجود دارد - قیمت.

لامپ های ال ای دینوین روشنایی کافی دارند، که نمی توان در مورد LED های نسل قبلی گفت، که در آن روشنایی کم به طور قابل توجهی استفاده از آنها را محدود می کرد. در حال حاضر،..

بهره وری. کارایی مدرن لامپ های ال ای دی 22 درصد است. علاوه بر راندمان بالا، لامپ‌های LED می‌توانند از دوام بالایی نیز برخوردار باشند، در بدن تا 50000 ساعت، که به نوبه خود معادل 17 سال کار، 8 ساعت در روز است. نوین روشنایی کافی دارند، که نمی توان در مورد LED های نسل قبلی گفت، که در آن روشنایی کم به طور قابل توجهی استفاده از آنها را محدود می کرد. در حال حاضر، پس از موضوع از روشنایی LEDمحبوبیت آنها به شدت افزایش یافت. با وجود هزینه بالا، اما به دلیل راندمان بالا، عمر مفید و صرفه جویی قابل توجه در برق و کار نصب، LED ها روز به روز محبوبیت بیشتری پیدا می کنند. علاوه بر این، عمر طولانی لامپ های ال ای دیبه شما امکان می دهد آنها را در مکان های صعب العبور نصب کنید، این امر به ویژه در هنگام استفاده از LED ها صادق است V . برای بیش از 130 سال تاریخ، لامپ های رشته ای که در تمام این مدت بر دنیای روشنایی تسلط داشته اند، مقدار زیادمعایب: این یک نخ شکننده است که می تواند در حین تکان دادن از بین برود و درصد زیادی از گرما تولید می شود که به طور قابل توجهی نسبت را کاهش می دهد. قدرت مفیدبه جریان نور راندمان لامپ های رشته ای معمولی تنها 2.6٪ است. یک لامپ فلورسنت با تکنولوژی پیشرفته تر، بازده کمی بالاتر از 8.7٪ دارد و همچنین سهم قابل توجهی در صرفه جویی در انرژی دارد. استفاده از لامپ های فلورسنت چندین اشکال قابل توجه را نشان داد: این یک عمر مفید کوتاه است شرایط واقعی، سوسو زدن احتمالی و روشن نشدن احتمالی در دمای پایین و همچنین چشمک زدن در هنگام کمبود ولتاژ. علاوه بر این، لامپ های فلورسنت سوخته نیاز به دفع خاصی دارند. لامپ های فلورسنتنگرش بسیار منفی به چرخه متناوب عملیات، روشن و خاموش.

دارای راندمان بالا، مصرف برق کم و عمر طولانی، نور روشن، روشنایی عالی و بدون سوسو. به دلیل عملکرد بالای آنها، آنها روز به روز گسترده تر می شوند، به ویژه اغلب در آنها استفاده می شود.شرکت نور حرفه ای و صدا طیف گسترده ای از مدرن را به شما ارائه می دهدلامپ های ال ای دیو کیفیت بالا با قیمت مقرون به صرفه، بر اساس کیفیتلامپ های ال ای دی(سانتی متر:) .

همچنین در وب سایت ما می توانید اطلاعات دیگری را مشاهده کنید که ممکن است برای شما جالب باشد و متخصصان ما نیز به نوبه خود هر کدام را در اختیار شما قرار می دهند پشتیبانی فنی: , , , , , , ,

ال ای دی ها چقدر کارآمد هستند و چگونه می توانید طول عمر آنها را افزایش دهید؟

چگونه می توان کارایی آنها را در خانه سنجید و راندمان را افزایش داد و همچنین دوام لامپ های ال ای دی را افزایش داد؟

برای پاسخ به همه این سؤالات، کافی است چند آزمایش نمایشی و بدون استفاده از ابزار آزمایشگاهی پیچیده انجام دهید.
LED یکی از کارآمدترین و آسان ترین منابع نوری است. با این حال، در همان زمان، هنوز هم بیشتر انرژی مصرف شده را هدر می دهد و آن را نه به نور، بلکه به گرما تبدیل می کند.

البته لازم نیست LED ها را با یک لامپ معمولی مقایسه کنید، در اینجا آنها خیلی جلوتر رفتند. اما به نظر شما کارایی واقعی آنها چقدر است؟

نحوه اندازه گیری کارایی LED

بیایید آن را به صورت زنده بررسی کنیم، نه با توجه به نوشته های روی بسته ها و داده های جداول در اینترنت، بلکه با روش رنگ سنجی در خانه.

اگر LED را قبل از روشن کردن و مدتی بعد از آن در آب پایین بیاورید و اختلاف دما را اندازه بگیرید، می توانید متوجه شوید که چه مقدار انرژی از آن به گرما تبدیل می شود.

با دانستن مقدار کل انرژی مصرف شده و انرژی صرف شده برای گرما، می توانید دریابید که چقدر از آن سود می برید منبع داده شدهنور به نور رفته است

ظرفی که در آن اندازه گیری می شود باید از نوسانات دما در خارج و داخل عایق باشد. برای این کار یک قمقمه معمولی مناسب است.

با کمی اصلاح، یک رنگ سنج خانگی کاملاً مناسب به دست خواهید آورد.

برای عایق کاری و جلوگیری از نشت جریان، تمام سیم ها و سرنخ های LED باید با یک لایه ضخیم از لاک عایق الکتریکی پوشانده شوند.

قبل از آزمایش، 250 میلی لیتر آب مقطر را داخل فلاسک بریزید.

ال ای دی را در آب پایین بیاورید تا کاملاً آن را بپوشاند. در این حالت، نور باید آزادانه به بیرون برود.

برق را روشن کنید و شروع به شمارش زمان کنید.

بعد از 10 دقیقه برق را خاموش کنید و دوباره دمای آب را اندازه بگیرید.

در عین حال فراموش نکنید که آن را خوب مخلوط کنید.

اکنون باید آزمایش را تکرار کنید، اما این بار، ماتریس را با مقداری مواد مات محکم ببندید. این امر ضروری است تا انرژی نتواند به شکل نور از سیستم خارج شود.

آزمایش با نسخه مهر و موم شده دوباره در همان ترتیب تکرار می شود:

• 250 میلی لیتر آب مقطر

• اندازه گیری دمای اولیه

• 10 دقیقه "درخشش"

• اندازه گیری دمای نهایی

1 از 4

پس از تمام اندازه گیری ها و آزمایش ها، می توانید به محاسبات ادامه دهید.

محاسبه بازده

فرض کنید برای این مدل میانگین مصرف منبع نور 47.8 وات است. زمان کار - 10 دقیقه.

اگر این داده ها را در فرمول جایگزین کنیم، دریافت می کنیم که برای مدت زمان 600 ثانیه، 28320 ژول برای درخشش LED صرف شده است.

در مورد مدل آب بندی شده، آب از 27 تا 50 درجه گرم می شود. ظرفیت گرمایی آب 4200 ژول و جرم آن 0.25 کیلوگرم است.

130 ژول دیگر برای هر درجه، حرارت دادن لامپ طول کشید، به علاوه برای گرم کردن خود LED باید انرژی اضافه کنید. وزن آن 27 گرم است و بیشتر از مس ساخته شده است. نتیجه عدد 27377 J است.

نسبت انرژی آزاد شده و انرژی مصرف شده 96.7 درصد خواهد بود. یعنی بیش از 3 درصد مفقود است. این فقط از دست دادن گرما است.

در مورد LED باز، آب از 28 تا 45 درجه گرم می شود. همه متغیرهای دیگر ثابت ماندند. محاسبه در اینجا به این صورت خواهد بود:

نتیجه این همه آزمایش و محاسبات چیست؟

همانطور که از این آزمایش کوچک مشاهده می شود، حدود 28 درصد انرژی مستقیماً به شکل نور از سیستم خارج می شود. و اگر 3٪ از تلفات گرما را در نظر بگیریم، تنها 25٪ باقی می ماند.

همانطور که می بینید، قبلا منابع ایده آلنور، همانطور که توسط بسیاری از فروشندگان نشان داده می شوند، LED ها هنوز بسیار دور هستند.

بدتر از آن، اغلب مدل هایی در بازار وجود دارد که بسیار عالی هستند کیفیت پایینبا بازدهی حتی کمتر

روشنایی و قدرت

حال بیایید روشنایی را با هم مقایسه کنیم مدل های مختلفو ببینیم به چه چیزی بستگی دارد و آیا می توانیم به نحوی بر آن تأثیر بگذاریم. برای مقایسه مطمئن، از یک قطعه لوله معمولی و یک لوکس متر استفاده کنید.

فرض کنید یک نمونه با کیفیت بالا که قبلاً آزمایش شده است، روشنایی 1100 لوکس را ارائه می دهد. و این با مصرف برق 50 وات است.

و اگر بیشتر مصرف کنید مدل ارزان? داده ها می توانند دو برابر کمتر باشند - کمتر از 5500 Lx.

و این با همان قدرت است! معلوم می شود که شما به اندازه مورد اول برای نور هزینه خواهید کرد و 50٪ کمتر آن را دریافت خواهید کرد.

آیا می توان 3 برابر بیشتر نور دریافت کرد و کمترین انرژی را صرف کرد؟

ممکن است، اما برای این کار به یک LED نیاز دارید که در حالت کمی متفاوت عمل کند. برای درک نحوه انجام این کار، باید چند اندازه گیری دیگر انجام دهید.

اول از همه، شما باید به لحظه وابستگی روشنایی به مصرف برق علاقه مند باشید. به تدریج قدرت را افزایش دهید و بر قرائت های لوکس متر نظارت کنید.

در نتیجه به چنین وابستگی غیرخطی خواهید رسید.

اگر خطی بود، چیزی شبیه به این دریافت می کنید.

اگر بازده نسبی LED را محاسبه کنید و مقدار توان 50 وات را 100٪ در نظر بگیرید جالب تر خواهد شد.

شما می توانید ببینید که چگونه می توان زوال اثر آن را ردیابی کرد. این خرابی با افزایش قدرت در همه LED ها وجود دارد. و چندین دلیل برای این وجود دارد.

چرا راندمان LED بدتر می شود

یکی از آنها، البته، گرمایش است. با افزایش دما، احتمال تشکیل فوتون در محل اتصال p-n کاهش می یابد.

علاوه بر این، انرژی این فوتون ها نیز کاهش می یابد. حتی با خنک کننده خوبمورد، دما اتصال p-nممکن است ده ها درجه بالاتر باشد، زیرا توسط یک بستر یاقوت کبود از فلز جدا می شود.

و گرما را به خوبی منتقل نمی کند. تفاوت دما را می توان با دانستن اندازه کریستال و گرمای آزاد شده روی آن محاسبه کرد.

با انتشار حرارت 1 وات، با در نظر گرفتن ضخامت و مساحت بستر، دمای انتقال 11.5 درجه بالاتر خواهد بود.

در مورد یک LED ارزان، همه چیز بسیار بدتر است. در اینجا نتیجه بیش از 25 درجه است.

دمای اتصال بالا منجر به تخریب سریع کریستال می شود و عمر آن را کوتاه می کند. اینجاست که پلک زدن، پلک زدن و غیره رخ می دهد.

تعجب می کنم که آیا سازندگان از این تفاوت دما اطلاعی ندارند یا عمداً دستگاه های محکوم به فنا را ایجاد می کنند؟

اغلب، اجزایی که به نظر می رسد در وسایل معمولی و گران قیمت هستند، در شرایط شدید، در حداکثر دما بدون هیچ گونه حاشیه ایمنی کار می کنند.

تا زمانی که جریان کم باشد، قابل توجه نیست. اما به دلیل وابستگی درجه دوم، با افزایش جریان، انرژی بیشتر و بیشتر به گرمای بی فایده تبدیل می شود.

چگونه کارایی را افزایش دهیم

یعنی یک LED دیگر را به صورت موازی وصل کنید و در نتیجه تلفات مقاومت را به نصف کاهش دهید. و این روش قطعا جواب می دهد.

با اتصال دو ال ای دی به صورت موازی به لامپ به جای یکی، نور بیشتری با انرژی کمتر و بر همین اساس گرمای کمتری دریافت خواهید کرد.

البته این باعث افزایش طول عمر LED نیز می شود.

شما نمی توانید به جای یک دیود 3.4 را متوقف کرده و وصل کنید، بدتر نخواهد بود.

و اگر فضای کافی برای چندین LED وجود ندارد، می توانید یک LED را که در اصل برای قدرت بالا طراحی شده است قرار دهید. به عنوان مثال لامپ 100 وات، 50 وات.

به این ترتیب است که می توان بازدهی لامپ را با همان هزینه های انرژی که در منبع اصلی، اما با توان کمتر و در حد توانش کار می کند، چندین برابر افزایش داد.

علاوه بر این، با استفاده از بیش از یک سوم حداکثر توان، برای همیشه فراموش خواهید کرد که جایگزینی LED های سوخته شده چیست.

در عین حال، کارایی و کارایی آنها به طور قابل توجهی افزایش خواهد یافت.

بنابراین، هنگام خرید LED، همیشه به اندازه کریستال ها علاقه مند باشید. از این گذشته ، خنک کننده و مقاومت داخلی آنها به این بستگی دارد.

قانون در اینجا این است - هر چه بیشتر، بهتر.

پس از نوشتن مقاله قبلی، من خودم هنوز یک سوال حل نشده داشتم - خرید دقیقا چه چیزی سودآورتر است و چقدر می توانید در بلند مدت و کوتاه مدت برنده شوید. به علاوه، برخی عدم قطعیت ها در مورد کارایی LED ها وجود دارد. و این سوال جستجو برای پاسخ به آن را تشویق می کند، بنابراین من به توسعه این جهت ادامه دادم. من نمی گویم که مطالب یک مقاله تمام عیار معلوم شده است، اما به عنوان علاوه بر اطلاعات قبلی، حاوی داده های مهم ضروری است که مفید خواهد بود.

برای شروع، بیایید بفهمیم که کارایی LED های مورد بحث در قسمت آخر دقیقاً چیست. قبلاً داده ها را عمدتاً از مقاله iva2000 بدون بررسی آن گرفته بودم زیرا در آنجا مسئله کارایی فتوسنتز تحت نور با نور طیف های مختلف بیشتر مورد توجه قرار گرفت. حالا تصمیم گرفتم کارایی کلی را بررسی کنم.

ما LED های CREE را در نظر خواهیم گرفت، زیرا. از یک طرف، آنها از نظر فناوری و بر این اساس، خروجی نور در واحد توان بسیار پیشرفته ترین هستند، و از طرف دیگر، تمام شاخص های آنها پایدار و به خوبی مستند هستند (برخلاف تولید کنندگان غیر نام). در اینجا، شرکت ذکر شده باید برای تبلیغات به من پول بدهد، اما افسوس، من به پیشنهاد آنها نمی نویسم، بلکه صرفاً به این دلیل که راحت تر و در دسترس تر است.

بنابراین، چه نوع LED هایی را بررسی خواهیم کرد؟ من کل روند مطالعه و انتخاب سریال های خاص را در اینجا پست نمی کنم تا مطالب را با "آب" پر نکنم. به طور خلاصه می گویم که من قدرتمندترین و در عین حال بیشترین جذب را داشتم تراشه های کارآمد، مشروط به در دسترس بودن رایگان و قیمت مناسب. با توجه به این معیارها، دو نوع مناسب است: سفیدها از سری XM-L خواهند بود.

اینها تراشه های 10 واتی با راندمان 158 lm/W هستند (اما نه روشن حداکثر قدرت، اما فقط در 1 وات). سفید سرد (6000-6500K)، سفید خنثی (4000-4500K) و سفید گرم (3000-3500K).
و رنگ‌های قرمز از سری XP-E، عکس قرمز با کارایی بالا 650-670 نانومتر.
پیوندهایی به مستندات مربوط به LED ها در انتهای مقاله.

بیایید با سفیدپوستان برخورد کنیم. آخرین بار، تفاوت در کارایی LED های سفید در نظر گرفته نشد و کارایی فقط در رابطه با منحنی فعالیت فتوسنتزی McCree ارزیابی شد.

این بار تصمیم گرفتم این موضوع را به طور کامل تر توضیح دهم. متأسفانه، در اسناد LED ها هرگز کارایی نمی دهند، اما آنها لومن در هر وات را می نویسند، بنابراین من مجبور شدم محاسبه معکوس را انجام دهم. بر اساس طیف LED و منحنی فوتوپیک، محاسبه می شود که اگر بازده LED برابر با 100٪ باشد، چند لومن خواهد داشت و سپس تعداد لومن های واقعی گرفته شده از مستندات برای LED بر این عدد تقسیم می شود. . و در اینجا چیزی است که ما برای سه نوع LED سفید دریافت کردیم:

قابل توجه است که علیرغم افزایش لومن در انتقال از طیف سفید سرد به سفید گرم (در همان توان تابش - تشعشع), مقادیر جدول lm / W و بازده کلی LED کاهش می یابد و بسیار قابل توجه است - از 40 تا 23٪. موضوع این است که فسفر که در LED بسیار گرمتر و سفیدتر است، خودش کارایی 100% ندارد و حتی ظاهراً با مقدار زیادی از آن، اثر سایه زنی دارد (اشعه های ساطع شده توسط پایین تر لایه ها توسط لایه های بالاتر جذب می شوند و ناپدید می شوند). در همان زمان، نشانگر لومن در هر وات در جریان 2 آمپر (از حداکثر سه) استفاده می شود - می توان مشاهده کرد که در همان زمان از 140 در 350 میلی آمپر به 108 کاهش می یابد (برای سفید سرد). در سند کری چنین جدولی وجود ندارد - لومن های مطلق در یک جریان معین در آنجا داده می شوند و توان باید با استفاده از داده های نمودار مشخصه جریان-ولتاژ محاسبه شود. در اینجا داده های مربوطه از دیتاشیت آمده است:

با آنها، همه چیز کمی ساده تر است، زیرا. شار نوری نه بر حسب لومین بلکه بر حسب میلی وات نشان داده می شود. کافی است میلی وات تشعشع را بر وات مصرف تقسیم کنیم و با دقت بالایی به راندمان می رسیم! همه LED ها این داده ها را می دهند - 2/3 کار انجام نشد!

در حال حاضر در حال ظهور است گزینه های جالباستفاده از LED های جداگانه و ترکیب آنها. حالا بیایید جدول کارایی را با در نظر گرفتن داده های تازه به دست آمده دوباره محاسبه کنیم.

می توان دید که قرمز Photo-red با اختلاف زیادی از همه جلوتر است. اما روشن کردن با قرمز خالص غیرممکن است، بنابراین باید ترکیب کنید و در اینجا گزینه هایی با رنگ سفید و آبی وجود دارد. بیایید فوراً توجه داشته باشیم (من همه چیز را شمردم ، اما آنچه را که غیرقابل اطمینان بود بیرون آوردم) ترکیبی از سفید گرم با قرمز. راندمان پایین ال ای دی های سفید گرم تمام مزایای ال ای دی های قرمز را نفی می کند. اما رنگ سفید سرد در این ترکیب بسیار خوب است! آنها خودشان راندمان خوبی دارند که توسط LED های قرمز بیشتر شده و کمبود طیف قرمز نیز توسط آنها پوشش داده می شود. ترکیب قرمز و آبی نیز خوب به نظر می رسد. سپس فقط سرد-سفید و DNAT 1000 وجود دارد، و بقیه، در واقع، نمی کشند. خوب، بیایید ببینیم در یک مجموعه کامل - با درایورها - چگونه به نظر می رسد.

علاوه بر این، منطق محاسبات با این فرض پیش می‌رود که ما می‌خواهیم تابش فعال فتوسنتزی بیشتری را با همان پول دریافت کنیم، بنابراین تمام ارقام، از جمله قیمت LED و درایورها، به ارزش کل تابش گیاهی لامپ 100 میکرومول داده می‌شود. /s.

کدگذاری رنگ مانند جدول قبلی - برای اینکه راحت تر بفهمید کدام LED ها هستند و فضایی را با عنوان های تکراری اشغال نکنید.

اما این فقط قیمت در ابتدا است - برای اینکه بتوانید یک لامپ با سرعت 100 میکرومول بر ثانیه به چه میزان پول سرمایه گذاری کنید. این کافی نیست - باید ببینید در طول عملیات چقدر هزینه دارد. و اگر هزینه برق را نیز در طول زمان محاسبه کنیم، تصویر کاملی به دست می آید که من آن را به عموم ارائه می کنم!

برای تاریخچه باقی مانده است، در زیر به‌روزرسانی کنید

با تشکر از توجه دقیق مفسران، معلوم شد که همه LED هایی که در aliexpress با نام CREE فروخته می شوند، در واقع آنها نیستند. ارزان‌ترین آنها، در حدود 1.5 دلار برای یک دیود 10 وات یا کمتر، به احتمال زیاد با تراشه‌های تولید تقلبی هستند. شرکت چینی LatticeBright که چندین برابر ارزانتر از نمونه های اصلی هستند و متاسفانه حدود 2 برابر عملکرد بدتری دارند. در این راستا، قیمت LED های مربوطه را در شرکت Compel که توزیع کننده رسمی کری در فدراسیون روسیه است جستجو کردم. قیمت ها در آنجا بسیار بالاتر از چین است، اما عمده فروشی کوچک بسیار سودآور است، از جمله در مقایسه با تامین کنندگان خارجی.
و در طول مسیر، من دو نقطه را اصلاح کردم - جایگزینی لامپ ها را یک بار در سال برای منحنی HPS اضافه کردم. و من اشتباه را تصحیح کردم (نظارت من) که به دلیل آن قیمت تمام لامپ ها یکسان در نظر گرفته شد (100W) در حالی که ایده اولیه بر اساس یک واحد تابش فوتواکتیو بود. در نمودار جدید، این قیمت‌ها برای لامپی است که 100 میکرومول بر ثانیه ساطع می‌کند، نه 100 وات. بابت بی توجهی پوزش می طلبم

چگونه می توان این دسته از میله ها را درک کرد؟

در سمت چپ - قیمت لامپ در شروع. به شما یادآوری می کنم که در این حالت همه آنها به همان میزان تشعشعات گیاهی تولید می کنند، اما طیف متفاوتی دارند. هرچه نوار پایین تر شروع شود، مجموعه ارزان تر است. در محور x ماه داریم. فرض بر این است که لامپ 12 ساعت در روز، 7 روز در هفته، در مجموع 36 ماه کار می کند، یعنی. 3 سال. این فقط کمی بیش از 13 هزار ساعت است و 50 هزار ساعت برای LED ها اعلام شده است و اگر همه چیز با خنک کننده به درستی انجام شود و همچنین جریان 0.7 حداکثر به LED ها ارائه شود (بنابراین کارایی بیشتر در کل سوم)، سپس آنها حتی بیشتر کار خواهند کرد، یعنی. بیش از 10 سال بدون تخریب.

هرچه این خط به صورت افقی بیشتر باشد، کارایی لامپ بیشتر می شود. می بینیم که بسیاری از خطوط بالاتر شروع می شوند (تراشه ها گران تر هستند)، اما به مرور زمان ارزان تر از آنالوگ های ارزان تر هستند. خط LED های قرمز عکس نشان دهنده این است - کوچکترین شیب را دارد.

شگفت‌انگیزترین چیز این است که ارزان‌ترین آنها در حال حاضر… گران‌ترین ال‌ای‌دی‌های قرمز عکس! این به این دلیل است که آنها بیشترین مقدار را دارند بازدهی بالاو "به راحتی قابل هضم" ترین طیف - آنها در ابتدا کمترین نیاز را دارند و کمترین مقدار برق را در آینده مصرف می کنند! جالب توجه ترکیبات "سفید سرد + قرمز عکس قرمز". بر این نمودارمنحنی برای نسبت سفید: قرمز 2:1 بر حسب قدرت داده شده است. و فقط سفید سرد. این سه خط بیرون می‌روند، جایی که خطوط افراطی LED سفید و قرمز هستند و خط میانی ترکیب آنهاست. برای رشد گیاهان، تمام اجزای طیف مورد نیاز است، اما در ترکیبات مختلف. به نظر می رسد که همه انواع ترکیبات طیف به طور موثر تنها با یک ترکیب - LED های سرد سفید و قرمز (اما در نسبت های عددی مختلف) پوشش داده می شوند.
شایان ذکر است که ترکیب آبی + قرمز ، اگرچه شیب کمتری نسبت به سفید + قرمز دارد ، اما قیمت / شار نوری به طور قابل توجهی بدتر می دهد ، بنابراین ترکیب سفید + قرمز حتی در 3 سال هم نمی رسد. در یک چشم انداز 10 ساله، ممکن است ارجح باشد، اما این یک مورد استثنایی است.
فیتولامپ چندان ارزان نیست. با توجه به کارایی آن حتی از ال ای دی های سفید سرد گرانتر است و در دراز مدت ... پول برق هدر می رود ...
HPS و در ابتدا خیلی ارزان نیستند (من تعجب کردم که بالاست های الکترونیکی چقدر برای آنها هزینه دارند و Emشما نباید بالاست بگیرید - راندمان پایینی دارند، لامپ به دلیل سوسو زدن، همچنین وزوز می کنند و مانند اجاق گاز گرم می شوند) و به مرور زمان به دست نمی آیند - مخصوصاً با توجه به تعویض لامپ ها - که باید انجام شود. حداقل یک بار در سال که به صورت مراحل در نمودار نمایش داده می شود. پس به باغ

در اینجا طیف ترکیبی از LED های سفید و قرمز، قرار گرفته بر روی منحنی MkCree (4:1 در قدرت، آن را در 2:1 دوباره انجام نداده است):

البته قضاوت در مورد چنین چیزهایی بر اساس زیبایی نمودارها اشتباه است، اما با توجه به اعدادی که همین را می گویند - به نظر من نمودار از نظر پوشش طیفی محدوده فعال فتوسنتزی تقریباً کامل است.

نتیجه یکسان باقی می ماند - ال ای دی های سفید خنک و قرمز CREE Photo را بخرید و نور زیادی برای گیاهان خود دریافت خواهید کرد و پول خود را برای کیف پول خود پس انداز خواهید کرد!
نورپردازی با LED های قرمز خالص نیز امکان پذیر است، یکی از مفسران در مورد چنین تجربه ای نوشته است. اگر گیاهان تا حدی با نور طبیعی روشن شوند (باغ سبزی روی طاقچه، بالکن، ایوان، در صورت مستقیم) مناسب‌تر است. نور خورشیدبه هیچ وجه یا برای چند ساعت در روز نمی افتد - سپس گیاهان عمدتاً پرتوهای آبی از آسمان دریافت می کنند و آنها به شدت فاقد رنگ قرمز هستند و همچنین شدت کلیسوتا. در اینجا LED های قرمز به بهترین شکل ممکن شکاف موجود را پر خواهند کرد. فقط اینها باید LEDهای با راندمان بالا با طول موج 660 نانومتر باشند و بهتر است قرمز CREE Photo باشند. باشه رفتم دیود سفارش بدم!

با انتخاب مناسب مواد نیمه هادی و افزودنی، می توان به طور هدفمند بر ویژگی های انتشار نور تراشه LED، به ویژه ناحیه طیفی انتشار و راندمان تبدیل انرژی ورودی به نور تأثیر گذاشت:

• GaALAs- آرسنید گالیم آلومینیوم؛ در پایه آن - دیودهای ساطع نور قرمز و مادون قرمز.
• GaAsP- فسفید آرسنید گالیم؛ AlInGaP - فسفید آلومینیوم-ایندیم-گالیم؛ LED های قرمز، نارنجی و زرد.
• شکاف- فسفید گالیم؛ ال ای دی های سبز
• SiC- کاربید سیلیکون؛ اولین LED آبی آبی با راندمان کم نور تجاری موجود.
• InGaN- نیترید ایندیم-گالیوم؛ GaN - نیترید گالیوم؛ LED های آبی و سبز UV.

برای به دست آوردن تابش سفید با دمای رنگ خاص، سه احتمال اساسی وجود دارد:

1. تبدیل تابش LED آبی توسط فسفر زرد (شکل 1a).

2. تبدیل تابش LED UV توسط سه فسفر (مشابه لامپ های فلورسنت با طیف به اصطلاح سه باند) (شکل 1b).

3. اختلاط افزودنی LED های قرمز، سبز و آبی (اصول RGB، مشابه تکنولوژی تلویزیون رنگی). تن رنگ LED های سفید را می توان با مقدار دمای رنگ مرتبط مشخص کرد.

اکثر انواع ال ای دی های سفید مدرن بر اساس ال ای دی های آبی در ترکیب با فسفرهای تبدیلی تولید می شوند که امکان به دست آوردن تابش سفید با طیف وسیعی را فراهم می کند. دمای رنگ- از 3000 K (نور سفید گرم) تا 6000 K (نور روز سرد).

عملکرد LED ها در مدارهای قدرت

کریستال LED زمانی شروع به انتشار می کند که جریان در آن در جهت جلو جریان یابد. ال ای دی ها دارای مشخصه جریان-ولتاژ فزاینده ای هستند. معمولاً آنها توسط یک جریان ثابت ثابت یا ولتاژ ثابتبا مقاومت محدود کننده بالادست این از تغییرات ناخواسته در جریان اسمی که بر پایداری تأثیر می گذارد جلوگیری می کند. شار نورانی، و در بدترین حالت حتی می تواند منجر به آسیب به LED شود.
در توان های کم، از تنظیم کننده های خطی آنالوگ استفاده می شود، برای تغذیه دیودهای قدرتمند - بلوک های شبکهبا جریان یا ولتاژ تثبیت شده در خروجی. به طور معمول، LED ها به صورت سری، موازی یا در زنجیره های سری-موازی متصل می شوند (شکل 2 را ببینید).

کاهش صاف روشنایی (کم شدن) LED ها توسط تنظیم کننده هایی با مدولاسیون عرض پالس (PWM) یا کاهش جریان مستقیم انجام می شود. با استفاده از PWM تصادفی، می توان به حداقل رساندن طیف تداخل (مشکل سازگاری الکترومغناطیسی). ولی در این موردبا PWM، یک پالس تداخلی تابش LED را می توان مشاهده کرد.
مقدار جریان رو به جلو بسته به مدل متفاوت است: به عنوان مثال، 2 میلی آمپر برای LED های مینیاتوری روی سطح (SMD-LED)، 20 میلی آمپر برای LED های 5 میلی متری با دو سیم جریان خارجی، 1 آمپر برای LED های پرقدرت برای اهداف روشنایی. . ولتاژ پیشروی UF معمولاً از 1.3 ولت (دیودهای IR) تا 4 ولت (LED بر اساس نیترید گالیوم ایندیم - سفید، آبی، سبز، UV) متغیر است.
در همین حال مدارهای برق ایجاد شده است که به شما اجازه می دهد ال ای دی ها را مستقیماً به شبکه 230 ولت متناوب وصل کنید، برای این کار دو شاخه ال ای دی به صورت ضد موازی روشن شده و به آن متصل می شوند. شبکه استاندارداز طریق مقاومت اهمی در سال 2008، پروفسور P. Marks حق ثبت اختراع را برای طرحی برای تنظیم روشنایی LED های تغذیه شده توسط تثبیت شده دریافت کرد. جریان متناوب(شکل 3 را ببینید).
شرکت کره جنوبی Seoul Semiconductors یک مدار (شکل 3) با دو زنجیره ضد موازی (در هر یک از آنها) یکپارچه کرده است. تعداد زیادی از LED ها) به طور مستقیم در یک تراشه (Acriche-LED). جریان رو به جلو LED ها (20 میلی آمپر) توسط یک مقاومت اهمی سری با مدار ضد موازی محدود می شود. ولتاژ جلو در هر یک از LED ها 3.5 ولت است.

بهره وری انرژی

بازده انرژی LED ها (بازده) نسبت توان تابش (بر حسب وات) به توان الکتریکی مصرفی است (در اصطلاح روشنایی، این بازگشت انرژی تابش است - t | e).
در قطره چکان های حرارتی که شامل لامپ های رشته ای کلاسیک می شود، برای تولید تابش مرئی (نور)، لازم است مارپیچ تا دمای معینی گرم شود. علاوه بر این ، سهم اصلی انرژی ورودی به حرارت (تابش مادون قرمز) تبدیل می شود و فقط؟ e \u003d 3٪ برای موارد معمولی به تابش مرئی تبدیل می شود و لامپ های هالوژنرشته ای

LED ها برای کاربردها در فناوری روشنایی کاربردی، انرژی الکتریکی عرضه شده را به تشعشع مرئی در یک ناحیه طیفی بسیار باریک تبدیل می کنند و تلفات حرارتی در کریستال رخ می دهد. این گرما باید با روش های طراحی خاص از ال ای دی حذف شود تا نور، رنگ و حداکثر طول عمر لازم تامین شود.
ال ای دی ها برای اهداف روشنایی و سیگنالینگ عملاً هیچ جزء IR و UV در طیف انتشار ندارند و چنین ال ای دی ها بازده انرژی به طور قابل توجهی بالاتر از ساطع کننده های حرارتی هستند. با یک رژیم حرارتی مطلوب برای LED ها، 25 درصد از انرژی ورودی به نور تبدیل می شود. بنابراین، به عنوان مثال، برای یک LED سفید با توان 1 وات، تقریباً 0.75 وات بر روی تلفات حرارتی می افتد که نیاز به وجود عناصر حذف کننده گرما یا حتی خنک کننده اجباری در طراحی لامپ دارد. چنین کنترلی از رژیم حرارتی LED ها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. تولید کنندگان LED و ماژول های LED ترجیحاً باید مقادیر بهره وری انرژی را در مشخصات محصول خود لحاظ کنند.

مدیریت حرارتی
به یاد بیاورید که تقریباً 3/4 برق مصرف شده توسط LED به گرما و تنها 1/4 به نور تبدیل می شود. بنابراین هنگام طراحی لامپ های ال ای دی، بهینه سازی رژیم حرارتی ال ای دی ها و به عبارت دیگر خنک سازی فشرده نقش تعیین کننده ای در تضمین حداکثر کارایی آنها دارد.

همانطور که می دانید، انتقال گرما از یک جسم گرم شده به دلیل سه انجام می شود فرآیندهای فیزیکی:

1. تشعشع

F = W \u003d 5.669? 10-8? (W / m2؟ K4)?? A? (Ts4 - Ta5)
کجا: W - شار تابش حرارتی، W
? - انتشار
Ts دمای سطح جسم گرم شده، K است
Ta دمای سطوحی است که اتاق را محدود می کند، K
A مساحت سطح تابش گرما، m است؟

2. همرفت

F = ?? A؟ (Ts-Ta)
جایی که: Ф - شار گرما، W
A مساحت بدنه گرم شده، m است؟
? - ضریب انتقال حرارت،
Ts دمای محیط حذف کننده حرارت مرزی، K است
Ta دمای سطح جسم گرم شده، K است
[برای سطوح صیقلی نشده؟ \u003d 6 ... 8 W ​​/ (m? K)].

3. هدایت حرارتی

F \u003d؟ T? (A / l) (Ts-Ta) \u003d (? T / Rth)
جایی که: Rth= (l / ?T?A) - مقاومت حرارتی، K/W،
Ф - توان حرارتی، W
الف - مقطع
l-طول - ?T - ضریب هدایت حرارتی، W / (m? K)
برای عناصر خنک کننده سرامیکی؟ T=180 W/(m? K)،
برای آلومینیوم - 237 W / (m? K)،
برای مس - 380 W / (m? K)،
برای الماس - 2300 W / (m? K)،
برای الیاف کربن - 6000 W/(m?K)]

4. مقاومت حرارتی

مقاومت حرارتی کل به صورت زیر محاسبه می شود:

Rth موازی کل=1/[(1/ Rth,1)+ (1/ Rth, 2)+ (1/ Rth,3)+ (1/ Rth,n)]

ژنرال Rth = Rth,1 + Rth, 2 + Rth,3 +....+ Rth,n

خلاصه
هنگام طراحی چراغ های LED، لازم است تمام اقدامات ممکن برای تسهیل رژیم حرارتی LED ها به دلیل هدایت حرارتی، همرفت و تابش انجام شود. بنابراین، وظیفه اصلی در طراحی لامپ های LED، اطمینان از حذف گرما به دلیل هدایت حرارتی عناصر خنک کننده خاص یا طراحی محفظه است. سپس این عناصر با تابش و همرفت گرما را از بین خواهند برد.
مواد عناصر هیت سینک در صورت امکان باید دارای حداقل مقاومت حرارتی باشند.
نتایج خوببا واحدهای حذف گرما از نوع "Heatpipes" به دست آمدند که دارای خواص رسانایی گرما بسیار بالایی هستند.
یکی از بهترین گزینه ها برای اتلاف گرما، بسترهای سرامیکی با ردیابی جریان از پیش اعمال شده است که LED ها مستقیماً به آنها لحیم می شوند. سازه های خنک کننده مبتنی بر سرامیک تقریباً 2 برابر بیشتر گرما را در مقایسه با گزینه های معمولعناصر خنک کننده فلزی
رابطه بین پارامترهای الکتریکی و حرارتی LED در شکل 1 نشان داده شده است. 4.
روی انجیر 5 یک طراحی معمولی را نشان می دهد LED قدرتمندبا یک عنصر خنک کننده آلومینیومی و یک مدار مقاومت حرارتی، و در شکل. 6-8 - روش های مختلفخنک کننده

تابش - تشعشع

سطح چراغی که یک LED یا یک ماژول چند LED روی آن نصب شده است نباید فلزی باشد، زیرا فلزات تابش بسیار کمی دارند. سطوح لامپ در تماس با LED در صورت امکان باید دارای تابش طیفی بالایی باشند؟

همرفت

مطلوب است که سطح بدنه چراغ به اندازه کافی بزرگ برای تماس بدون مانع با جریان هوای محیط (باله های خنک کننده خاص، ساختار ناهموار و غیره) باشد. حذف گرمای اضافی را می توان با اقدامات اجباری فراهم کرد: مینی فن ها یا غشاهای ارتعاشی.

رسانایی گرمایی

به دلیل سطح و حجم بسیار کوچک LED ها، خنک سازی مورد نیاز توسط تابش و قرارداد حاصل نمی شود.

نمونه ای از محاسبه مقاومت حرارتی برای یک LED سفید

UV=3.8V
IF = 350 میلی آمپر
PLED = 3.8 ولت؟ 0.35 A = 1.33 W
از آنجایی که بازده نوری یک LED 25٪ است، تنها 0.33 W به نور تبدیل می شود و 75٪ باقی مانده (Pv=1 W) به گرما تبدیل می شود. (اغلب در ادبیات، هنگام محاسبه مقاومت حرارتی RthJA، آنها اشتباه می کنند، با این فرض که Pv \u003d UF ? اگر \u003d 1.33 W - این درست نیست!)

بیشترین دمای مجازلایه فعال (تقاطع p-n) TJ = 125 درجه سانتیگراد (398 K).

حداکثر دمای محیط TA = 50 درجه سانتی گراد (323 کلوین).

حداکثر مقاومت حرارتی بین لایه مانع و محیط اطراف:

RthJA= (TJ - TA) / Pv = (398 K - 323K) / 1 W = 75 K / W

به گفته سازنده، مقاومت حرارتی LED

RthJS = 15K/W

مقاومت حرارتی مورد نیاز عناصر حذف کننده حرارت اضافی (پره های خنک کننده، خمیرهای رسانای گرما، ترکیبات چسب، تخته):

RthSA = RthJA - RthJS = 75-15 = 60 K/W

روی انجیر شکل 9 مقاومت حرارتی دیود روی برد را توضیح می دهد.
رابطه بین دمای لایه فعال و مقاومت حرارتی بین لایه مسدود کننده (فعال) و نقطه لحیم کاری سرب های کریستالی با فرمول تعیین می شود:

TJ=UF اگر؟ ?e? RthJS + TS

که در آن TS دمای اندازه گیری شده در نقطه لحیم کاری سرب های کریستالی است (در این مورد برابر با 105 درجه سانتیگراد است)

سپس، برای مثال مورد بررسی با یک LED سفید با توان 1.33 W، دمای لایه فعال به صورت تعیین می شود.
TJ = 1.33 وات؟ 0.75؟ 15 K/W + 105°C = 120°C.

تخریب ویژگی های تشعشعی به دلیل بار دمایی روی لایه فعال (مسدود کننده).
با دانستن دمای واقعی در نقطه لحیم کاری و داشتن اطلاعات ارائه شده توسط سازنده، می توان بار حرارتی روی لایه فعال (TJ) و تأثیر آن بر تخریب تشعشع را تعیین کرد. تخریب به کاهش شار نوری در طول عمر تراشه LED اشاره دارد.

تاثیر دمای لایه مانع
نیاز اساسی: از حداکثر دمای مجاز لایه مانع نباید تجاوز کرد، زیرا این امر می تواند منجر به نقص غیرقابل برگشت LED یا خرابی خود به خود آنها شود.
با توجه به ویژگی های فرآیندهای فیزیکی که در حین کار LED ها اتفاق می افتد، تغییر دمای لایه مانع TJ در محدوده مقادیر قابل قبول بر بسیاری از پارامترهای LED از جمله ولتاژ رو به جلو، شار نوری، مختصات رنگ و سرویس تأثیر می گذارد. زندگی