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LED. Principi di costruzione dei LED ad alta potenza. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / LED

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I design dei LED di alimentazione si basano sui seguenti principi:

• Nei sistemi AlGalnP/GaAs sono state utilizzate eterostrutture emittenti altamente efficienti. AlGalnP/GaP e InGaN (la regione attiva dell'eterostruttura contiene pozzi quantici singoli o multipli);
• i cristalli che emettono hanno un'area aumentata S di oltre 1 mm2 (invece di 0,05 mm2 nei LED standard con un diametro di 5 mm), un aumento dell'area del cristallo ha lo scopo di aumentare la corrente di funzionamento, ovvero aumentare il flusso luminoso e ridurre la resistenza termica del cristallo;
• per aumentare il flusso luminoso in una serie di progetti, vengono utilizzati diversi cristalli, collegati sia in serie che in serie parallela;
• potenti basi (radiatori) in rame o alluminio vengono utilizzate come porta cristalli per migliorare la dissipazione del calore;
• sono stati utilizzati opportuni riflettori per raccogliere e convertire la radiazione laterale dei cristalli;
• Per un'emissione efficiente della radiazione e la formazione di un determinato diagramma di radiazione, i design dei LED contengono una lente polimerica di dimensioni corrispondenti a un riflettore di radiazione laterale, oltre a un'ottica secondaria in alcuni design.

Al momento, i LED di tipo Luxeon di Lumileds Lighting sono ampiamente utilizzati. Sulla fig. 4.6 mostra la struttura di un potente LED Luxeon.

Riso. 4.6. La struttura di un potente LED Luxeon

Un design simile ha molti potenti LED economici di produttori cinesi. Il design del LED Luxeon garantisce un'efficiente dissipazione del calore dal die. Una quantità significativa di energia fornita al LED viene ancora utilizzata per riscaldare il cristallo. L'efficienza luminosa di un LED Luxeon bianco con una corrente diretta nominale di 0,3 A è di 30-40 lm/W. Cioè, questo è più dell'emissione luminosa delle lampade a incandescenza classiche e alogene.

I LED Luxeon sono suddivisi per potenza elettrica nelle seguenti serie:

• Luxeon - 1 W (single-chip con una corrente operativa continua di 350 mA);
• Luxeon III - 3 W (single-chip con corrente continua di funzionamento 0,7-1 A);
• Luxeon V - 5 W (quattro chip con una corrente operativa continua di 700 mA).

I LED Luxeon sono divisi per design:

• Emettitore - LED singolo (elemento base);
• Stella - Emettitore su una base del dissipatore di calore.

Sulla fig. 4.7 mostra l'aspetto di un LED Luxeon Star bianco (cristallo e riflettore sono ricoperti da uno strato di fosforo giallo). E nella fig. La Figura 4.8 mostra Luxeon Side Emitting basato su Star. Grazie ad una speciale lente conica (lente inversa) ha un diagramma di radiazione circolare.

Star/C - Emettitore su dissipatore quadrato con connettore

Star/O - Emettitore con ottica secondaria integrata

Sulla fig. 4.9 sono mostrati da sinistra a destra Luxeon Star/O (con ottica secondaria integrata), Luxeon Star e Luxeon Emitter.

Ring 6, Ring 12 - un modulo composto da 6 e 12 LED Star / O montati su una base ad anello (Fig. 4.10).

Riso. 4.7. Aspetto del LED bianco Luxeon Star

Riso. 4.8. Aspetto di Luxeon Side Emitting basato su Star

Riso. 4.9. Aspetto del LED bianco Luxeon Star

Riso. 4.10. Aspetto dei moduli Ring 6, Ring 12

Oltre a Lumileds Lighting, i LED ad alta efficienza (1W) sono prodotti da altri noti produttori, ad esempio OSRAM Optosemiconductors produce la serie Golden DRAGON ™. A tavola. 4.1 sono dati Specifiche per LED a luce bianca OSRAM, NICHIA, Edixeon 1W.

Tabella 4.1. Specifiche dei LED a luce bianca OSRAM, NICHIA, Edixeon

La fase successiva nello sviluppo dei LED Luxeon sono stati i LED della serie Luxeon K2. Le varianti della loro esecuzione sono mostrate in fig. 4.11 e fig. 4.12. La figura seguente (Fig. 4.13) mostra la struttura interna del Luxeon K2 LED.

Riso. 4.11. Aspetto del LED della serie Luxeon K2 basato su STAR

Riso. 4.12. L'aspetto della serie Luxeon K2 LED (che emette)

Riso. 4.13. La struttura interna del LED Luxeon K2

Il flusso luminoso dei LED della serie Luxeon K2, ad esempio, per LXK2-PW14-V00, è di 120 lm con una corrente di esercizio continua di 1 A.

Autore: Koryakin-Chernyak S.L.

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