Ny paradox amin'ny LED mahomby mihazakazaka mafana

Fandinihana mahazatra izay mampiahiahy ny mpanjifa maro ary na dia ny matihanina sasany aza: Ny jiro LED dia ankalazaina noho ny fahombiazan'ny angovo tsy mampino, nefa rehefa avy nirehitra nandritra ny fotoana kelikely, dia lasa mafana tsy azo lavina ny hafanana. Raha toa ka mamonjy herinaratra be dia be ny LED raha oharina amin'ny jiro incandescent taloha, nahoana no mbola miteraka hafanana be dia be? Ity toa paradox ity dia iray amin'ireo fanontaniana napetraka matetika indrindra eo amin'ny tontolon'ny jiro. Ny valiny dia tsy ao amin'ny angovo manontolo laniny, fa amin'ny fizika fototra momba ny fomba famokarana hazavana ary, ny tena zava-dehibe, ny fomba tsy famokarana azy. Mba hahatakarana ny antony mahatonga ny LED 15-watt hahatsapa ho mafana toy ny incandescent 60-watt taloha, dia mila mandalina ny foto-kevitra momba ny fahombiazan'ny fiovam-po hazavana, ny endrika angovo samihafa (hazavana sy hafanana), ary ny anjara asan'ny fitantanana ny hafanana amin'ny elektronika maoderina. Ity torolàlana feno ity dia hamaha ny misterin'ny hafanana LED, manazava ny siansa amin'ny teny tsotra ary manasongadina ny antony mahatonga ny fanaparitahana hafanana tsara dia tsy lesoka, fa endri-javatra amin'ny famolavolana LED avo lenta.

Manao ahoana ny fahombiazan'ny jiro LED raha oharina amin'ny teknolojia taloha?

Mba hankasitrahana ny hafanana avy amin'ny LED, dia tsy maintsy ampitahaintsika aloha ny fahombiazany amin'ny teo alohany: jiro fluorescent incandescent sy compact (CFLs). Ny metrika mahazatra ho an'izany dia ny fahombiazan'ny mamirapiratra, refesina amin'ny lumens isaky ny watt (lm / W), izay milaza amintsika hoe ohatrinona ny hazavana hita maso azontsika isaky ny herinaratra lanin'ny herinaratra. Ny jiro incandescent nentim-paharazana dia malaza tsy mahomby. Ny jiro incandescent mahazatra dia manana fahombiazana mamirapiratra eo amin'ny 15 ka hatramin'ny 18 lumens isaky ny watt. Midika izany fa ho an'ny jiro 60W, angovo be dia be - mihoatra ny 95% - dia miova mivantana ho hafanana (taratra infrared), miaraka amin'ny ampahany kely fotsiny, manodidina ny 3%, raha ny marina dia mamokatra ny hazavana hita maso hitantsika. Ny CFL, na jiro mitsitsy angovo, dia dingana lehibe mandroso, nahatratra fahombiazana manodidina ny 50 ka hatramin'ny 60 lumens isaky ny watt. Manova ny 20-25% amin'ny herinaratra ho hazavana hita maso izy ireo, izay no mahatonga azy ireo mangatsiaka kokoa noho ny incandescents ho an'ny hazavana mitovy. Na izany aza, ny LED no tompondakan'ny fahombiazana amin'izao fotoana izao. Ny jiro LED avo lenta dia mahatratra ny fahombiazan'ny 130 ka hatramin'ny 160 lumens isaky ny watt na avo kokoa. Midika izany fa manova ny 30% ka hatramin'ny 40% amin'ny angovo elektrika ho hazavana hita maso izy ireo. Fanatsarana miavaka izany, saingy mbola mamela ampahany manan-danja - 60% ka hatramin'ny 70% - amin'ny angovo izay tsy maintsy mandeha any amin'ny toerana iray, ary ny "any ho any" dia ny hafanana voalohany.

Fa maninona no mafana ny LED 15-watt raha toa ka mahomby?

Izany no fototry ny paradox. Ny LED 15-watt mamokatra hazavana mitovy amin'ny incandescent 60-watt dia mazava ho azy fa mahomby kokoa. Na izany aza, ny fanalahidy dia ny mijery ny fifantohan'ny hafanana fako. Ny jiro mirehitra, mandany 60 watts, dia miteraka hafanana fako 57 watts, saingy io hafanana io dia alefa amin'ny faritra lehibe (ny jiro fitaratra manontolo) ary, ny tena zava-dehibe, dia avoaka ho taratra infrared. Ity hafanana infrared ity dia miala amin'ny takamoa, manafana ny efitrano fa tsy voatery hahatonga ny tampon'ny takamoa ho mafana be amin'ny toerana mifantoka, na dia mbola mafana be aza. Ny LED 15-watt, etsy ankilany, dia miteraka hafanana kely kokoa - eo amin'ny 10 watts (hatramin'ny 5 watts lasa maivana). Ny olana dia ity hafanana 10 watts ity dia novokarina tao amin'ny chip semiconductor kely, kely kokoa noho ny fantsika. Izany dia miteraka hafanana avo lenta, na fifantohan'ny angovo mafana, ao amin'ny faritra kely. Raha toa ka tsy voasintona haingana avy amin'ny chip io hafanana mahery vaika io, dia hiakatra ao anatin'ny segondra vitsy ny mari-pana amin'ny fihaonan'ny LED, izay mitarika fahasimbana sy tsy fahombiazana avy hatrany. Noho izany, ny hafanana tsapanao amin'ny jiro LED dia porofon'ny fahombiazany amin'ny fisintonana ny hafanana mifantoka amin'ny elektronika marefo ary manaparitaka azy amin'ny rivotra manodidina. Ny heat sink dia manao ny asany, ary ny zava-misy fa mahatsiaro mafana dia midika fa ny rafitra fitantanana mafana dia miasa mba hiarovana ny LED.

Inona no siansa ao ambadiky ny famokarana hafanana LED?

Ny hafanana ateraky ny LED dia tsy vokatra avy amin'ny famokarana hazavana tsy mahomby amin'ny fomba mitovy amin'ny incandescent. Ao amin'ny jiro mirehitra, ny hafanana (taratra infrared) dia ampahany manan-danja amin'ny fizotran'ny famokarana hazavana; Ny filamenta dia hafanaina mandra-pahatongan'ny famirapiratana, ka miteraka spectrum midadasika izay ahitana hazavana hita maso sy infrared tsy hita maso. Ny LED dia miasa amin'ny fitsipika hafa tanteraka antsoina hoe electroluminescence. Rehefa mandalo amin'ny fitaovana semiconductor (ny diode) ny herinaratra elektrika, dia mampientanentana ny elektrôna. Rehefa miverina amin'ny toetrany ara-dalàna ireo elektrôna ireo, dia mamoaka angovo amin'ny endriky ny photon izy ireo. Ny loko, na ny halavan'ny onja, an'io hazavana io dia voafaritra amin'ny toetran'ny fitaovana semiconductor. Ity dingana ity dia mahomby kokoa amin'ny famokarana hazavana hita maso. Na izany aza, tsy mahomby 100% izy io. Ny fihetsiky ny elektrôna amin'ny alàlan'ny semiconductor dia miatrika fanoherana ihany koa, tranga iray fantatra amin'ny hoe fanoherana elektrika. Ity fanoherana ity, miaraka amin'ny fizotran'ny recombination tsy misy taratra hafa ao anatin'ilay fitaovana, dia manova ny ampahany amin'ny angovo elektrika mivantana ho hafanana (phonons, na hovitrovitra lattice) ao anatin'ny chip LED. Izany dia antsoina hoe hafanana Joule. Noho izany, na dia mahomby aza ny rafitra famokarana hazavana, ny fizika tsy azo ihodivirana amin'ny famindrana herinaratra amin'ny alàlan'ny fitaovana iray dia miteraka hafanana amin'ny loharano.

Nahoana no tsy afaka mamoaka hafanana toy ny jiro incandescent fotsiny ny LEDs?

Ity dia fahasamihafana lehibe eo amin'ny teknolojia jiro taloha sy vaovao. Ny jiro incandescent dia miasa amin'ny mari-pana avo dia avo (ny filamenta dia mety hahatratra mihoatra ny 2,500 ° C). Amin'ireo mari-pana ireo dia mamoaka ampahany lehibe amin'ny angovo izy ireo ho toy ny taratra infrared, izay karazana hazavana tsapantsika ho hafanana. Ity dia fomba mahomby hamindrana angovo avy amin'ny loharano nefa tsy mila mpitarika ara-batana. Ny hafanana dia miparitaka amin'ny fitaratra sy mankany amin'ny tontolo iainana. Na izany aza, ny LED dia natao hiasa amin'ny mari-pana ambany kokoa, matetika miaraka amin'ny mari-pana ambony indrindra manodidina ny 85 ° C ka hatramin'ny 150 ° C. Amin'ireo mari-pana ambany ireo dia tsy mamoaka taratra infrared lehibe izy ireo. Ny hafanana vokarina ao anatin'ny puce LED dia tsy afaka mandositra amin'ny alàlan'ny famirapiratana; Tsy maintsy atao amin'ny alalan'ny fifandraisana ara-batana izany. Eto no miditra ny hafanana. Ny puce LED dia napetraka amin'ny fitaovana interface tsara mafana, izay mifamatotra amin'ny birao vita pirinty vita pirinty metaly (MCPCB), izay avy eo mifamatotra amin'ny metaly hafanana lehibe. Ity lalana manontolo ity dia natao hitarika ny hafanana hiala amin'ny chip amin'ny alàlan'ny fitaovana mafy. Ny hafanana dia mampiasa ny velaran-tany lehibe sy ny vombony mba hamindrana izany hafanana izany amin'ny rivotra amin'ny alàlan'ny convection. Noho izany, ny LED dia tsy "mihazakazaka mafana" amin'ny fomba mitovy amin'ny incandescents; miteraka hafanana kely kokoa izy ireo, saingy mifantoka izany hafanana izany ary mitaky lalana avo lenta sy injeniera mba handosirana, izay no mahatonga ny hafanana mafana, matetika mafana, dia singa ilaina amin'ny jiro LED avo lenta.

Inona no mitranga raha mafana loatra ny LED?

Ny hafanana no fahavalo voalohany amin'ny fampisehoana LED sy ny faharetan'ny fiainana. Tsy toy ny jiro incandescent, izay tsy mahomby be, ny LED dia mihena amim-pahasoavana, fa ny hafanana kosa dia manafaingana izany fahasimban'ny hafanana. Ny vokatra mivantana indrindra amin'ny hafanana tafahoatra dia ny fihenan'ny hazavana, tranga iray fantatra amin'ny hoe fihenan'ny lumen. Rehefa miakatra ny mari-pana amin'ny fihaonan'ny LED, dia mihena ny fahombiazan'ny quantum anatiny, izay midika fa mamokatra photon vitsy kokoa ho an'ny habetsaky ny herinaratra mitovy. Izany no antony mety hahatsikaritrao jiro LED manjavozavo kely rehefa mafana. Ny tena zava-dehibe dia ny mari-pana avo maharitra dia miteraka fahasimbana maharitra. Ny hafanana dia mety hanimba ny firakotra phosphor izay ampiasaina amin'ny LED fotsy mba hamadihana ny hazavana manga ho spectrum feno, ka miteraka fiovan'ny mari-pana loko rehefa mandeha ny fotoana. Ny fitaovana semiconductor dia mety ho simba, mitarika amin'ny fitomboan'ny fanoherana sy ny famokarana hafanana bebe kokoa amin'ny tsingerin'ny fahasimbana. Ny fatorana mitazona ny puce LED amin'ny substrate dia mety hihena, mitarika ho amin'ny tsy fahombiazana ara-batana. Amin'ny farany, ny fitantanana mafana mahantra dia afaka mampihena ny androm-piainan'ny LED avy amin'ny ora 50,000+ ka hatramin'ny ora an'arivony vitsivitsy, manafoana ny tombony voalohany. Izany no mahatonga ny mpanamboatra hampiasa vola be amin'ny famolavolana hafanana, hahazoana antoka fa ny hafanana dia ampy ny habeny ary misy lalana mazava sy ambany ho an'ny hafanana hiala amin'ny chip saro-pady.

Ahoana ny fomba fitantanana sy fanafoanana ny hafanana amin'ny rafitra LED

Ny fitantanana ny hafanana mahomby dia tsy fiheverana amin'ny famolavolana LED; Izy io dia ampahany manan-danja amin'ny fizotran'ny injeniera. Izy io dia mitaky fomba fiasa maro mba hamindrana ny hafanana avy amin'ny fihaonana mankany amin'ny rivotra manodidina. Ny dingana voalohany dia ny fitarihana. Ny puce LED dia soldered na mifamatotra amin'ny substrate, matetika mampiasa "fitaovana interface mafana" mba hamenoana ny banga amin'ny rivotra mikroskopika izay raha tsy izany dia hiaro ny hafanana. Ity substrate ity dia matetika ny Metal Core Printed Circuit Board (MCPCB), izay manana sosona manify amin'ny fitaovana dielectric eo ambonin'ny fototry ny aliminioma na varahina, mamela ny hafanana hiparitaka haingana. Avy amin'ny MCPCB, ny hafanana dia mifindra ao amin'ny sink hafanana. Ny hafanana dia ny ampahany hita maso indrindra amin'ny rafitra fitantanana hafanana. Ny famolavolana azy dia tena zava-dehibe. Matetika izy io dia vita amin'ny aliminioma, izay maivana ary manana fitarihana hafanana tsara, ary miforona amin'ny vombony na tsimatra marobe. Ireo vombony ireo dia mampitombo be ny velaran-tany amin'ny fifandraisana amin'ny rivotra. Ny dingana farany dia ny convection, izay mifindra ny hafanana avy amin'ny vombony mankany amin'ny rivotra mihetsika. Amin'ny hafanana hafanana maro, dia miankina amin'ny rivotra voajanahary izany, izay miakatra ny rivotra mafana ary soloina rivotra mangatsiaka kokoa. Ho an'ny LED mahery vaika, toy ireo ampiasaina amin'ny jiro tondra-drano ao amin'ny kianja, dia tsy ampy ny fampangatsiahana mavitrika, noho izany dia ampiasaina hanery ny rivotra eo ambonin'ny vombony ny fampangatsiahana mavitrika miaraka amin'ny mpankafy, mampitombo be ny famindrana hafanana convective. Ny rafitra mandroso sasany aza dia mampiasa fantsona hafanana na fampangatsiahana ranon-javatra mba hamindrana hafanana amin'ny fomba mahomby kokoa.

Inona no anjara asan'ny heat sink amin'ny fahombiazan'ny LED?

Ny heat sink dia azo lazaina fa ny singa manan-danja indrindra amin'ny jiro LED aorian'ny chip LED. Ny asany dia ny manome fitaovana be dia be mba handraisana ny hafanana sy ny faritra lehibe hanaparitahana azy. Ny habeny, ny fitaovana ary ny geometry ny hafanana milentika dia mamaritra mivantana ny fahafahan'ny jiro mitazona ny mari-pana azo antoka. Ny hafanana kely sy maivana dia mety ho mora kokoa amin'ny fanamboarana, saingy ho tototry ny hafanana vetivety izy io, mitarika ho amin'ny mari-pana LED avo lenta, fihenan'ny hazavana ary fanafohezana ny androm-piainana. Ny fanamafisana hafanana tsara sy malala-maso, na dia manampy amin'ny vidiny sy ny lanjan'ny fitaovana aza izany, dia miantoka fa ny LED dia afaka miasa amin'ny fahombiazany natao ary maharitra mandritra ny androm-piainany. Ny vombony amin'ny hafanana dia tsy maintsy natao ihany koa mba hamela ny rivotra malalaka, noho izany dia tsy tokony hapetraka akaiky loatra izy ireo, ary ny tontolon'ny fametrahana ny jiro dia tsy maintsy mamela ny rivotra. Ny fandrakofana jiro LED na ny fametrahana azy ao anaty fitaovana mihidy sy tsy misy rivotra dia mety hanoanana ny hafanana amin'ny rivotra mangatsiaka, ka mahatonga ny LED ho mafana loatra. Noho izany, rehefa mifidy vokatra LED, ny kalitao sy ny haben'ny hafanana dia mari-pamantarana mivantana ny fanoloran-tenan'ny mpanamboatra amin'ny fampisehoana sy ny faharetan'ny androm-piainana. Ny hafanana mafana dia famantarana fa misintona hafanana avy amin'ny chip; Ny hafanana mangatsiaka dia mety midika fa voafandrika ao anatiny ny hafanana, izay fomba fahandro ho an'ny tsy fahombiazana aloha.

Hafanana sy fahombiazana amin'ny teknolojia jiro

Mba hahitana ny fahasamihafana eo amin'ny famokarana hafanana sy ny fahombiazana, ity tabilao manaraka ity dia mampitaha ny 60W incandescent, ny 15W CFL, ary ny 12W LED, izay mamokatra hazavana mitovy (manodidina ny 800 lumens).

Ity fampitahana ity dia mampiseho mazava fa raha ny LED dia mamokatra hafanana kely indrindra, ny fomba fanaparitahana hafanana (fitarihana amin'ny alàlan'ny hafanana) no mahatonga azy ireo hahatsapa hafanana amin'ny fikasihana, mariky ny injeniera mafana mahomby.

Inona no ho avy ho an'ny fahombiazan'ny LED sy ny hafanana?

Ny dian'ny teknolojia LED dia mbola lavitra. Ny mpikaroka sy ny injeniera dia miasa hatrany mba hanatsarana ny fahombiazan'ny LED, manosika ny fetran'ny zavatra azo atao. Amin'izao fotoana izao, na dia ny LED tsara indrindra aza dia manova ny 30-40% amin'ny angovo elektrika ho hazavana hita maso. Ny ambiny dia very toy ny hafanana. Misy fanentanana ara-tsiansa lehibe mba hahatakarana sy hanafoanana ny fizotran'ny famerenana tsy misy taratra ao anatin'ny semiconductor izay mahatonga ireo fatiantoka ireo. Ny fandrosoana amin'ny siansa ara-materialy, toy ny fampiasana gallium nitride amin'ny substrate silicon sy ny teknolojia teboka quantum, dia mampanantena ny hampitombo ny fahombiazan'ny quantum anatiny amin'ny LEDs. Ny ambony indrindra ara-teorika ho an'ny LED fotsy dia avo kokoa, mety hihoatra ny 50% na 60% mihitsy aza. Rehefa mihatsara io fahombiazana io, dia kely kokoa ny angovo hiova ho hafanana ho an'ny habetsaky ny hazavana mitovy. Midika izany fa ny LED ho avy dia mitaky fisondrotana hafanana kely kokoa sy tsy dia goavana loatra mba hitantanana ny enta-mavesatra mihena. Efa hitantsika io fironana io amin'ny fampandrosoana ny LED chip-on-board (COB) sy mpamily mahomby kokoa. Ny tanjona farany dia loharanom-pahazavana izay manova ny ankamaroan'ny angovo ho hazavana hitantsika, miaraka amin'ny hafanana ho vokatra kely. Mandra-pahatongan'io andro io, ny fahatakarana sy ny fanajana ny filan'ny fitantanana ny hafanana amin'ny teknolojia LED amin'izao fotoana izao no fanalahidin'ny fankafizana ny androm-piainana maharitra sy ny tombontsoa azo avy amin'ny fitsitsiana angovo.

Fanontaniana napetraka matetika momba ny hafanana LED

Ara-dalàna ve ny jiro LED ho mafana amin'ny fikasihana?

Eny, ara-dalàna tanteraka ny fototry ny jiro LED na ny hafanana amin'ny jiro LED mba hahatsapa hafanana na mafana mihitsy aza. Izany dia manondro fa ny hafanana milentika soa aman-tsara misintona hafanana avy amin'ny LED chip. Na izany aza, tsy tokony ho mafana loatra izy io ka miteraka fanaintainana rehefa mikasika vetivety. Raha mafana loatra izy io, dia mety ho ao anaty fitaovana mihidy miaraka amin'ny rivotra ratsy na mety ho diso ny takamoa.

Afaka miteraka afo ve ny jiro LED?

Na dia miasa amin'ny mari-pana ambany kokoa noho ny jiro incandescent aza ny jiro LED, dia mbola mety hiteraka loza mitatao amin'ny afo izy ireo raha toa ka ratsy kalitao, manana mpamily diso, na ampiasaina amin'ny fomba izay manakana ny fiparitahan'ny hafanana. Ohatra, ny fandrakofana jiro LED amin'ny insulation na ny fampiasana azy amin'ny fitaovana mihidy sy tsy misy rivotra izay tsy voamarina dia mety hahatonga azy io ho mafana loatra. Araho foana ny torolalan'ny mpanamboatra ary mitadiava vokatra voamarina.

Ahoana no ahafahako maharitra ela kokoa ny jiro LED?

Ny fomba tsara indrindra hanitatra ny androm-piainan'ny jiro LED dia ny fitantanana ny hafanana. Ataovy azo antoka fa apetraka ao amin'ny fitaovana izay mamela ny fikorianan'ny rivotra manodidina ny hafanana izy ireo. Aza asidy toerana kely sy tsy misy rivotra izy ireo raha tsy voafaritra manokana ho an'izany tanjona izany. Ny fisafidianana LED avo lenta avy amin'ny mpanamboatra fanta-daza, izay manana famolavolana hafanana tsara kokoa, dia fanalahidin'ny faharetan'ny androm-piainana ihany koa.