23 апреля 2016г.
Светодиод – это прибор, состоящий из полупроводников. Он предназначен для обработки электрического тока в световое излучение, то есть, электромагнитное излучение видимой части спектра. Что касается названия, то аббревиатура «LEG», расшифровывается как – «Light Emitting Diode» и обозначает все тот же «светодиод».
Светодиод преобразовывает электрический ток в световое излучение почти без выделения тепла, вследствие чего КПД светодиода достаточно высок. Вырабатываемый свет светодиода, с точки зрения дизайнеров, является более чистым. В сравнении с другими лампами срок службы светодиода значительно больше. Конструкция светодиода прочна и надежна. Для работы светодиодов не требуется высоких напряжений, а значит, они безопасны.
Светодиодное освещение — одно из перспективных направлений технологий искусственного освещения, основанное на использовании светодиодов в качестве источника света. Развитие светодиодного освещения непосредственно связано с достижениями в технологии белых светодиодов. Разработаны так называемые сверхяркие светодиоды, специально предназначенные для искусственного освещения.
Светодиодные осветительные приборы сравнительно новое изобретение. Но, не смотря на это, они в большинстве случаев превосходят традиционные источники света по энергетической эффективности, качеству света, рентабельности и экологичности. Светодиодные осветительные приборы превосходят лампы накаливания практически во всех областях применениях, а разрядные лампы высокого давления – в областях, требующих использования цветного света.
Для повышения эффективности и уменьшения расходов на создание светодиодных осветительных приборов, мы предлагаем выполнить два нововведения:
1) выполнить корпус осветительного прибора из полимерных материалов;
2) убрать из конструкции светодиодного осветительного прибора радиатор. Представим ниже элементы светодиодного осветительного прибора:
Элементы светодиодного осветительного прибора выполним из полимерного материала. Он является легким, дешевым
и простым в работе. Этим мы уменьшаем массу конструкции прибора.
Светодиоды не излучают тепла в потоке света (т.е. обладают
холодными пучками света), но они все же вырабатывают тепло. Тепловая энергия зависит от потребляемой мощности и эффективности системы. Для нормальной работы осветителя, необходимо создать рабочую среду для светодиодов. Так как из-за сильного нагрева снижается световой поток светодиодов и система может выйти из строя (перегреться или сгореть). Для нормальной работы светодиодного прибора необходимо отводить генерируемое в нем тепло. В светодиодном прожекторе эту функцию выполняют специальные радиаторы (как правило, изготовленные из алюминия). Радиатор – это устройство для охлаждения нагревающихся при работе элементов конструкции светодиодного осветительного прибора. Использование в конструкции светодиодного осветительного прибора радиатора, значительно увеличивает его вес и стоимость.
Чтобы интенсивность отвода тепла была необходимой для нормальной работы прожектора, необходимо увеличить коэффициент теплоотдачи. Увеличение коэффициента теплоотдачи обеспечивается за счет организации системы отверстий около каждого светодиода. Охлаждение осуществляется окружающим воздушным потоком. Скорость потока увеличивается за счет применения конусообразного отражателя, который защищает светодиоды, и конусообразного воздуховода. Так же в конусообразном воздуховоде располагаются драйвера.
В случае перегрева светодиодов, возможно применении вентилятора, установленного в конусообразном воздуховоде. Установка вентилятора увеличивает скорость потока воздуха, что увеличивает коэффициент теплоотдачи и тем самым увеличивает количество отводимо тепла от светодиодов. В различные времена года мощность, потребляемая вентилятором, будет различна (в теплое время года больше, в холодное меньше).
Светодиодные осветительные приборы, стоящие сегодня на производстве, имеют массу 6,5 кг. При замене металлических деталей осветителя, на детали изготовленные из полимерных материалов, и отказе от использования алюминиевого радиатора для отвода энергии, мы можем добиться уменьшение массы конструкции до 2 кг. И что не менее важно, мы значительно сокращаем стоимость прибора.
Создание деталей из полимерных материалов значительно упрощает и удешевляет процесс изготовления, по сравнению с деталями из металла. Ресурс изделия из полимерных материалов больше чем металлических.
Список литературы
1. Джонатан Вейнерт – справочник «Светодиодное освещение – принципы работы, преимущества и область применения», г.2010, стр.156;
2. Шуберт Ф.Е. – «Светодиоды», г.2008, стр. 496;
3. Г.А. Мухачев, В.К. Щукин – «Термодинамика и теплопередача», г.1991, стр. 480.
