Почему светится светодиод


Фотон это…

элементарная частица, квант электромагнитного излучения (в узком смысле — света). Это безмассовая частица, способная существовать в вакууме только двигаясь со скоростью света. Электрический заряд фотона также равен нулю.

Другими словами, когда хотят сказать — при изменении чего то испускается электромагнитное излучение говорят вместо этого — испускается фотон. То есть очень очень грубо говоря — фотон это эвфемизм для испускания света (или любого другого эм излучения)… Как например голубок эвфемизм пердежа.

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B0%D0%BB%D0%B8%D0%B1…

Главной особенностью фотона является отсутствие у него массы и заряда. Для примера, если пердеж это испускание эмизлучения, а пердеж с подливкой это испускание отрицательного эм заряда или пердеж с твердой какахой испускание положительного, то в физике прикрываются другими терминами — такими как испускание электрона или позитрона (или другой заряженной частицы). И как и в случае пердежа, который оккомпонирует не только звуком но и материей, в случае с испусканием ЭМ частицы с зарядом аккомпонирует заряженной частицей.


Для отрыжки — то есть гравитационного взаимодействия физики ввели другое понятие — гравитон. Для других видов взаимодействия другие частицы.

Почему нужны именно частицы? Потому что корпускулярно волновой дуализм такой корпускулярно волновой. Потому что точно понять, что является частицей, а что нет нельзя. Но если это что то ходит как утка, крякает как утка, плавает и летает как утка, при этом оно хищное, имеет когти в ситуациях когда мурчат коты — мурчит, то об этом что то проще сказать, что он обладает котоуточным дуализмом, чем искать в этом какую то типологию — так как увидеть в живую ты это что то не можешь. Также и с фотоном — понять и увидеть его нельзя, можно только анализировать то, как он себя ведет в пространстве.

По факту фотоны могут там, на своем каком то уровне отличаться друг от друга, иметь имена, работу и все такое прочее. То есть не обязательно испускается именно конкретный фотон, просто отличить один фотон от другого не фотона мы не можем. Поэтому само явление и обозвали — фотоном. И когда явление происходит или по формулам предсказано должно произойти, говорят — фу блядь, кто опять в тесном помещении фотона испустил?..

Сразу скажу — я ооооочень грубо объяснил, почему фотон это фотон. Там очень много особенностей, много других вещей, но основная суть именно в этом (да простят меня физики)

Источник: pikabu.ru

История возникновения


Рассматривая вопрос, почему работают светодиоды, следует изучить историю их возникновения. Впервые подобное устройство было создано в 1962 г. ученым Н. Холоньяком. Это был монохромный диод красного свечения. Он имел ряд недостатков, но сама технология была признана перспективной.

Спустя 10 лет после создания красного диода появились зеленые и желтые разновидности. Их применяли в качестве индикаторов во многих электронных приборах. Интенсивность светового потока диодов благодаря научным разработкам постоянно возрастала. В 90-х годах был создан осветитель с эффективностью потока 1 люмен.

В 1993 году С. Накамура создал первый синий диод, который характеризовался высокой яркостью. С этого момента стало возможным создавать любой цвет спектра (в том числе белый). Технологии неустанно развивались.

При соединении синего и ультрафиолетового типа диодов получается белый люминофорный осветитель. Они стали постепенно вытеснять лампы накаливания. К 2005 году выпускались диоды с мощностью светового потока до 100 лм и даже выше. Стали изготавливать белые осветительные приборы с разными оттенками (теплые, холодные).

Устройство светодиода


Чтобы понять, как работает точечный светодиод, необходимо подробно рассмотреть его устройство. Этот осветительный прибор, по мнению представителей Ассоциации развития оптоэлектронной индустрии и департамента энергетики, в скором времени станет самым востребованным источником освещения в обычных домах, офисах, учреждениях.

Светодиод имеет основой полупроводниковый кристалл. Он пропускает электрический ток только в одну сторону. Кристалл расположен на особой подложке. Она не проводит ток. Корпус защищает кристалл от внешних воздействий. Он имеет выходы в виде контактов, а также оптическую систему.

Чтобы повысить продолжительность эксплуатации прибора, пространство между пластиковой линзой и самим кристаллом заполнили прозрачным силиконовым компонентом. Чтобы отводить избыточное тепло, применяется алюминиевая основа. Это обычное устройство современного диода. При работе он выделяет относительно небольшое количество теплоты. Это также является преимуществом прибора.

Принцип работы

Рассматривая, как работает светодиод, необходимо вникнуть в основной принцип работы подобных устройств. Прибор представленного типа имеет один электронно-дырчатый переход. Это связано с разным принципом проводимости компонентов осветителя. Один полупроводник имеет излишек электронов, а другой – излишек дырок.

При помощи процесса легирования дырчатый материал обогащается носителями отрицательного заряда. Если в месте обогащения полупроводников противоположными зарядами приложить ток, получится прямое смещение. Через переход этих двух материалов побежит электричество.

При этом в корпусе диода происходит сплавление носителей зарядов с различным электрическим статусом. Когда дырки и электроны сталкиваются, выделяется определенное количество энергии. Это квант светового потока. Его называют фотоном.

Цвет светодиода


При создании диодов применяются различные полупроводниковые материалы. Это определяет цвет, который испускает при работе представленное устройство. Разные материалы способны посылать в пространство волны разной длины. Это позволяет человеческому глазу увидеть тот или иной цвет видимого спектра.

Изучая вопрос, как работает светодиод, следует рассмотреть материалы полупроводников. Раньше в подобных целях применялись фосфид галлия, тройные соединения GaAsP, AlGaAs. При этом прибор мог посылать в пространство красный, желто-зеленый световой поток.

Представленная технология ныне применяется только для индикаторных устройств. Сегодня для таких изделий используют алюминий индий-галлий (AllnGaP) и индий-нитрид галлия (InGaN). Они выдерживают довольно высокий уровень проходящего тока, высокие показатели влажности и нагрева. Возможна комбинация светодиодов разных типов.

Смешение цветов

Современные диодные ленты могут выдавать разные оттенки светового потока. Один прибор может производить монотонный цвет. При создании многокристального устройства возможно получить огромное количество различных оттенков. Подобно монитору телевизора или компьютера, диод может создать любой цвет при помощи модели RGB (расшифровывается как красный, зеленый, синий).


Это простой принцип, позволяющий понять, как работают RGB-светодиоды. При помощи этой технологии можно создавать и белое освещение. Для этого все три цвета смешиваются в равной пропорции.

Однако, помимо представленной технологии, можно получить белое свечение при соединении диода коротковолнового излучения (ультрафиолетовый, синий) вместе с желтым покрытием люминофорного типа. При комбинации фотонов желтого и синего цвета в итоге получается белое свечение.

Производство

Чтобы понять, от скольких вольт работают светодиоды, необходимо рассмотреть производство этих устройств. В первую очередь следует отметить, что приборы с матрицей типа RGB стоят дороже, чем люминоформы. Причем последние позволяют добиться освещения высокого качества.

Недостатком люминофоров является меньшая светоотдача, а также различная окраска (температура) потока. Это устройство стареет быстрее, чем светодиод. Поэтому в продажу поступают осветительные приборы обоих принципов работы. Для создания индикаторов производятся диоды с потреблением 2-4 В напряжения постоянного типа (при токе 50 мА).

Для создания полноценного освещения необходимы устройства с таким же потреблением напряжения, но более высоким уровнем тока — до 1 А. Если в одном модуле диоды подключить последовательно, суммарное напряжение будет достигать 12 или 24 В.

Усиление яркости


Рассматривая вопрос, от какого напряжения работают светодиоды, следует сказать о повышении яркости представленных устройств. Мощность таких приборов достигает 60 мВт. Если подобные диоды установить в средний по габаритам корпус, световых элементов потребуется установить 15-20 шт.

Диоды с усиленной яркостью свечения могут нести в себе мощность до 240 Вт. Чтобы обеспечить нормальную подсветку, подобных элементов потребуется 4-8 шт. В продаже представлены устройства, способные полноценно освещать помещения, наружную рекламу, витрины и т. д. Некоторые ленты создаются для выполнения подсветки средней или малой интенсивности.

Для подключения представленного оборудования применяют блоки управления соответствующей мощности. Для цветных лент возможно применять контроллеры, управляющие не только интенсивностью освещения, но и задающие оттенки и режимы работы устройства.

Управление свечением

Существует огромное количество вариантов представленного оборудования. Есть светодиоды, работающие от батареек (например, в фонариках), запитанные в стационарную сеть. Их применяют как для внутренней, так и внешней работы. В зависимости от условий применения подбирается соответствующий класс защиты диода.

Чтобы отрегулировать яркость свечения, напряжение питания не снижают. Для уменьшения интенсивности свечения применяется широтно-импульсная модуляция (ШИМ). В этом случае приобретается блок управления.

Представленный метод заключается в подаче на диод импульсно-модулированного тока. Частота сигнала при этом достигает тысяч герц. Может изменяться ширина импульсов и интервалов пауз. При этом можно управлять свечением прибора. Диод в этом случае не погаснет.

Долговечность


Диоды считаются долговечными устройствами. Это объясняется их конструкцией. Однако если не работают светодиоды на лампе, возможно, срок их эксплуатации вышел. Это можно определить по насыщенности свечения и изменению цвета.

Также специалисты отмечают, что срок эксплуатации маломощных устройств гораздо продолжительнее. Но даже в самых ярких лентах или лампах диоды гарантированно работают 20-50 тыс. часов. Так как они не имеют хрупких элементов конструкции, механические воздействия с большей вероятностью не нанесут вреда подобным осветителям.

Изучив, как работает светодиод, можно понять принцип устройства этого прибора, а также его эксплуатационные характеристики. Это оборудование считается осветителями будущего поколения.

Источник: FB.ru

Устройство светодиода

Светодиоды — полупроводниковые приборы с электронно-дырочным переходом, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока в прямом направлении.

Излучаемый светодиодом свет лежит в узком диапазоне спектра. Иными словами, его кристалл изначально излучает конкретный цвет (если речь идёт об СД видимого диапазона) — в отличие от лампы, излучающей более широкий спектр, где нужный цвет можно получить лишь применением внешнего светофильтра. Диапазон излучения светодиода во многом зависит от химического состава использованных полупроводников.


 Устройство светодиодов

Светодиод состоит из нескольких частей: 

  • анод, по которому подается положительная полуволна на кристалл; 
  • катод, по которому подается отрицательная полуволна на кристалл; 
  • отражатель; 
  • кристалл полупроводника; 
  • рассеиватель.  

Эти элементы есть в любом светодиоде, вне зависимости от его модели.  

Светодиод является низковольтным прибором. Для индикаторных видов напряжение питания должно составлять 2-4 В при токе до 50 мА. Диоды для освещения потребляют такое же напряжение, но их ток выше – достигает 1 Ампер. В модуле суммарное напряжение диодов оказывается равным 12 или 24 В.  

Подключать светодиод нужно с соблюдением полярности, иначе он выйдет из строя.  

Цвета светодиодов

Светодиоды бывают разных цветов. Получить нужный оттенок можно несколькими способами.  

Первый – покрытие линзы люминофором. Таким способом можно получить практически любой цвет, но чаще всего эта технология используется для создания белых светодиодов.  

RGB технология. Оттенок получается за счет применения в одном кристалле трех светодиодов красного, зеленого и синего цветов. Меняется интенсивность каждого из них, и получается нужное свечение.  

Применение примесей и различных полупроводников. Подбираются материалы с нужной шириной запрещенной зоны, и из них делается кристалл светодиода.   

Принцип работы светодиодов

Любой светодиод имеет p-n-переход. Свечение возникает при рекомбинации электронов и дырок в электронно-дырочном переходе. P-n переход создается при соединении двух полупроводников разного типа электропроводности. Материал n-типа легируется электронами, p-типа – дырками.  

При подаче напряжения электроны и дырки в p-n-переходе начинают перемещаться и занимать места. Когда носители заряда подходят к электронно-дырочному переходу, электроны помещаются в материал p-типа. В результате перехода электронов с одного энергетического уровня на другой выделяются фотоны. 

Не всякий p-n переход может излучать свет. Для пропускания света нужно соблюсти два условия: 


  • ширина запрещенной зоны должна быть близка к энергии кванта света; 
  • полупроводниковый кристалл должен иметь минимум дефектов.  

Реализовать подобное в структуре с одним p-n-переходом не получится. По этой причине создаются многослойные структуры из нескольких полупроводников, которые называются гетероструктурами.  

Для создания светодиодов используются прямозонные проводники с разрешенным прямым оптическим переходом зона-зона. Наиболее распространенные материалы группы А3В5 (арсенид галлия, фосфид индия), А2В4 (теллурид кадмия, селенид цинка).  

Цвет светоизлучающего диода зависит от ширины запрещенной зоны, в которой происходит рекомбинация электронов и дырок. Чем больше ширина запрещенной зоны и выше энергия квантов, тем ближе к синему излучаемый свет. Путем изменения состава можно добиться свечения в широком оптическом диапазоне – от ультрафиолета до среднего инфракрасного излучения.  

Светодиоды инфракрасного, красного и желтого цветов изготавливаются на основе фосфида галлия, зеленый, синий и фиолетовый – на основе нитридов галлия.  

Виды светодиодов, классификация

По предназначению выделяют индикаторные и осветительные светодиоды. Первые используются для стилизации, декоративной подсветки – например, украшение зданий, рекламные баннеры, гирлянды.  Осветительные приборы используются для создания яркого освещения в помещении.  

По типу исполнения выделяют: 

  • Dip светодиоды. Они представляют собой кристаллы, заключенные в цилиндрическую линзу. Относятся к индикаторным светодиодам. Существуют монохромные и многоцветные устройства. Используются редко из-за своих недостатков: большой размер, малый угол свечения (до 120 градусов), падение яркости излучения при долгом функционировании на 70%, слабый поток света.
    Dip светодиоды
    Dip светодиоды

     

  • Spider led. Такие светодиоды похожи на предыдущие, но имеют 4 выхода. В таких диодах оптимизирован теплоотвод, повышается надежность компонентов. Активно используются в автомобильной технике.  
  • Smd – светодиоды для поверхностного монтажа. Могут относиться как к индикаторным, так и к осветительным светодиодам.
    Smd
    Smd

     

  • Cob (Chip-On-Board) – кристалл установлен непосредственно на плате. К преимуществам такого решения относятся защита от окисления, малые габариты, эффективный отвод тепла и равномерное освещение по всей площади. Светодиоды такой марки являются самыми инновационными. Используются для освещения. На одной подложке может быть установлено более 9 светодиодов. Сверху светодиодная матрица покрывается люминофором. Активно используются в автомобильной индустрии для создания фар и поворотников, при разработке телевизоров и экранов компьютеров.  
    Cob
    Cob
  • Волоконные – разработка 2015 года. Могут использоваться в производстве одежды. 
    Волоконные
    Волоконные
  • Filament также является инновационным продуктом. Отличаются высокой энергоэффективностью. Используются для создания осветительных ламп. Важное преимущество – возможность осуществления монтажа напрямую на подложку из стекла. Благодаря такому нанесению есть возможность распространения света на 360 градусов. Конструкция состоит из сапфирового стекла с диаметром до 1,5 мм и специально выращенных кристаллов, которые соединены последовательно. Число кристаллов обычно ограничивается 28 штуками. Светодиоды помещаются в колбу, которая покрыта люминофором. Иногда филаментные светодиоды могут относить к классу COB изделий.
    Filament
    Filament

     

  • Oled. Органические тонкопленочные светодиоды. Используются для построения органических дисплеев. Состоят из анода, подложки из фольги или стекла, катода, полимерной прослойки, токопроводящего слоя из органических материалов. К преимуществам относятся малые габариты, равномерное освещение по всей площади, широкий угол свечения, низкая стоимость, длительный срок службы, низкое потребление электроэнергии. 
    Oled
    Oled
  • В отдельную группу выделяются светодиоды, излучающие в ультрафиолетовом и инфракрасном диапазонах. Они могут быть с выводами, так и в виде smd исполнения. Используются в пультах дистанционного управления, бактерицидных и кварцевых лампах, стерилизаторах для аквариумов.  

Светодиоды могут быть:

  • мигающими – используются для привлечения внимания;
  • многоцветными мигающими;
  • трехцветными – в одном корпусе есть несколько несвязанных между собой кристаллов, которые работают как по отдельности, так и все вместе;
  • RGB;
  • монохромными.

Светодиоды классифицируются по цветовой гамме. Для максимально точной идентификации цвета в документации прибора указывается его длина волны излучения.  

Белые светодиоды классифицируются по цветовой температуре. Они бывают теплых оттенков (2700 К), нейтральных (4200 К) и холодных (6000 К). 

По мощности выделяют светодиоды, потребляющие единицы мВт до десятков Вт. Напрямую от мощности зависит сила света.  

Полярность светодиодов

Полярность светодиодов
Полярность светодиодов

При неправильном включении светодиод может сломаться. Поэтому важно уметь определять полярность источника света.  Полярность – это способность пропускать электрический ток в одном направлении.  

Полярность моно определить несколькими способами: 

  • Визуально. Это самый простой способ. Для нахождения плюса и минуса у цилиндрического диода со стеклянной колбой нужно посмотреть внутрь. Площадь катода будет больше, чем площадь анода. Если посмотреть внутрь не получится, полярность определяется по контактам – длинная ножка соответствует положительному электроду. Светодиоды типа  SMD имеют метки, указывающие на полярность. Они называются скосом или ключом, который направлен на отрицательный электрод. На маленькие smd наносятся пиктограммы в виде треугольника, буквы Т или П. Угол или выступ указывают на направление тока – значит, этот вывод является минусом. Также некоторые светодиоды могут иметь метку, которая указывает на полярность. Это может быть точка, кольцевая полоска.  
  • При помощи подключения питания. Путем подачи малого напряжения можно проверить полярность светодиода. Для этого нужен источник тока (батарейка, аккумулятор), к контактом которого прикладывается светодиод, и токоограничивающий резистор, через который происходит подключение. Напряжение нужно повышать, и светодиод должен загореться при правильном включении.  
  • При помощи тестеров. Мультиметр позволяет проверить полярность тремя способами. Первый – в положении проверка сопротивления. Когда красный щуп касается анода, а черный катода, на дисплее должно загореться число , отличное от 1. В ином случае на экране будет светиться цифра 1. Второй способ – в положении прозвонка. Когда красный щуп коснется анода, светодиод загорится. В ином случае он не отреагирует. Третий способ – путем установки светодиода в гнездо для транзистора. Если в отверстие С (коллектор) будет помещен катод – светодиод загорится.  
  • По технической документации. Каждый светодиод имеет свою маркировку, по которой можно найти информацию о компоненте. Там же будет указана полярность электродов.  

Выбор способа определения полярности зависит от ситуации и наличия у пользователя нужного инструмента.  

Источник: ArduinoMaster.ru

Особенности светодиодной лампы

Конструкция лампы данного вида сложнее, чем аналога с нитью накаливания. Принцип действия основан на рекомбинации электронов и дырок с переводом на другой энергетический уровень, в результате чего возникает свечение, которое является следствием выделения фотонов.

Этим процессам способствует применение определенных полупроводниковых материалов светодиода.

Чтобы разобраться, почему при выключенном свете горят светодиодные лампы, нужно заглянуть в ее структуру. В магазинах представлены осветители разного размера и формы. Отличается и внутреннее строение.

Наверное, каждый замечал большие различия ценовой категории этого товара, от 100 рублей до тысячи. Именно особенностями устройства обусловлен такой широкий диапазон.

Особенности светодиодной лампы

Для обеспечения приемлемых условий работы лампы используется токоограничивающий элемент. В более простых схемах для этой цели задействуют резистор.

Особенности светодиодной лампы

Источники света более высокого качества функционируют по иному принципу: в основе схемы лежит диодный мост, который выпрямляет сетевое напряжение и подает его на светодиоды, соединенные последовательно.

Одно из главных отличий современного освещения от обычного накаливающего, это постоянная подача тока, такие схемы называют выпрямленными.

Конденсатор, преобразовывающий и накапливающий энергию, расположен на драйвере. Затем ток подается по цепи в плату, от нее в чипы и диоды. Светодиодная лампа высокого качества имеет несколько иной принцип работы.

Основой является диодный мост, он подает энергию на светодиоды последовательного соединения. Такие источники не будут беспокоить тусклым свечением после выключения выключателя.

Не путайте светодиодную лампу и люминесцентную. Именно люминесцентные светоизлучатели называют энергосберегающими. Чаще всего отличить их можно по спиралевидным колбам. Они постепенно набирают свет при включении, и проблем со свечением при выключенном выключателе не возникает.

Влияние горящей лампочки после выключения

Для тех, у кого легкое ночное свечение не вызывает дискомфорта встает другой вопрос, а безопасно ли это? И как это влияет на расход электроэнергии? Опасности в тлеющем свете нет. Лампа не лопнет посреди ночи, не треснет. Перегорание возможно, но это крайне редкий случай.

Главный недостаток того, что светодиодные лампочки светятся при выключенном выключателе, это быстрая истощаемость осветителя. Дело в том, что схема рассчитана на определенное число запуска и времени горения. Поэтому после двух месяцев почти непрерывного свечения лампочка приходит в негодность.

Обращайте внимание на соразмерность мощности и радиатора светоизлучателя. Если радиатор небольшой, а выработка света довольно мощная, то брать такую не стоит. Предпочтение стоит отдать алюминиевым радиаторам. Если вопрос не принципиальный, то брать выключатель лучше без подсветки.

Почему светодиодная лампа светится при выключенном выключателе

    Что делать, если светится светодиодная лампа? Существует несколько причин, почему после выключения осветительного прибора LED лампа продолжает гореть, пускай даже тускло или слабо:

  1. некачественная изоляция на участке электрической цепи или любая другая неисправность электропроводки;
  2. выключатель, к которому подсоединена светодиодная лампа, имеет подсветку;
  3. в конструкции источника освещения применяются некачественные излучатели;
  4. особая функциональность осветительного элемента.

Опасно ли это свечение? Для проводки никакой опасности данная проблема не представляет, однако срок службы светодиодных лампочек заметно сократится, если они будут постоянно мигать либо тускло светиться.

Для того чтобы это сделать необходимо создать специальные условия, в результате которых на цепь в течение одной минуты подается высокое напряжение для возникновения пробоя.

Участок цепи, из-за которого светится осветительный элемент после выключения выключателя, необходимо будет вскрыть. При этом, если электропроводка закладывалась скрытым способом, то вскрытие приведет к повреждению целостности стены.

Важно знать! Встречается очень много ситуаций, когда при подключении светодиодных источников света к выключателю с подсветкой они функционируют по-другому.

Это происходит из-за того, что осветительный элемент, который установлен в коммутационном аппарате, замыкает цепь, соответственно пропускает незначительный ток. Вот как раз он и заряжает, и позволяет светиться лампочке при выключенном выключателе.

Это связано с тем, что в плате существует какая-то ошибка. Но бывает и такое, что излучатель горит тускло из-за того, что у него есть своя особенность в функционировании конструкции.

Мы говорим о процессах, которые совершаются в конденсаторах в момент подачи нагрузки на осветительный элемент. Когда электрический ток проходит по цепи, конденсатор накапливает энергию, а затем после прекращения подачи нагрузки продолжает поддерживать свечение в элементах.

Причины горения лампы при выключенном свете

Часто у многих возникает вопрос – почему лампа горит при выключенном свете?

Часто бывает так, что это происходит при разомкнутом выключателе с подсветкой. А если же наблюдается горение при выключенном свете, то соответственно через нее идет ток, который сразу протекает от сети до лампы подсветки (находящейся в выключателе), затем к люстре и снова к сети. Он очень маленькой величины и вовсе не оказывает влияния на нагрузку сети.

Ток, который идет через подсветку выполняет функцию по зарядке конденсатора. Когда зарядка доходит до нужного уровня, схема идет в запуск и от этого и происходит вспышка, после которой стоит ожидать выключения, а затем данный процесс проходит заново.

Подобная ситуация будет и с немощными блоками светодиодных лент, у них на входе устанавливается также выпрямитель и конденсатор. Поэтому по выключателю с подсветкой будет протекать небольшой ток, благодаря чему конденсатор вовремя будет подзаряжаться. Поэтому горит в этом режиме лента тускло, а также бывают периодические мигания.

Выключатель с подсветкой

Наиболее частой причиной свечения лампы после выключения являются выключатели с подсветкой.

Выключатель с подсветкой

Внутри такого выключателя находится светодиод с токоограничивающим резистором. Светодиодная лампа тускло светится при выключении света, поскольку даже при выключении основного контакта через них продолжает проходить напряжение.

Почему светодиодная лампа горит в полнакала, а не на полную мощность? Благодаря ограничительному резистору сила тока, протекающая по электрической цепи, крайне незначительна и недостаточна для свечения электрической лампы накаливания либо розжига люминесцентных.

Вариантов свечения может быть два. Либо светодиодная лампа горит после выключения непрерывно, значит, через светодиодную подсветку выключателя протекает достаточный ток, либо свет периодически вспыхивает.

Так обычно происходит, если ток, протекающий по цепи, слишком незначительный для постоянного свечения, но он подзаряжает сглаживающий конденсатор в цепи схемы питания.

Когда на конденсаторе постепенно накапливается достаточное напряжение, происходит срабатывание микросхемы стабилизатора и лампа на мгновение вспыхивает. С таким миганием необходимо однозначно бороться, где бы лампа ни находилось.

Наиболее простым является удаление из выключателя подсветки. Для этого разбираем корпус и откручиваем либо откусываем кусачками провод, идущий к резистору и светодиоду. Можно заменить выключатель на другой, но без такой полезной функции.

Приобрести такой резистор можно в любом магазине радиотоваров. Установить резистор не представляет сложности. Достаточно снять плафон и зафиксировать ножки сопротивления в клеммнике подсоединения сетевых проводов.

Выключатель с подсветкой

Если вы не особо дружны с электрикой и опасаетесь самостоятельно «влазить» в проводку, еще одним способом «борьбы» с выключателями с подсветкой может быть установка в люстру обычной лампы накаливания. Ее спираль при выключении и будет выполнять роль шунтирующего резистора. Но этот способ возможен лишь, если у люстры несколько патронов.

Неисправности с электропроводкой

Почему светодиодная лампа светится после выключения, даже если не используется кнопка с подсветкой?

Возможно, при монтаже электропроводки изначально была допущена погрешность и к выключателю вместо фазы подводится ноль, тогда после отключения выключателя проводка всё равно остаётся «под фазой».

Подобную сложившуюся ситуацию необходимо сразу ликвидировать, поскольку даже при плановой замене лампы можно получить чувствительный удар электрическим током. Любой минимальный контакт с «землёй» в данной ситуации будет вызывать слабое свечение светодиодов.

Неправильное подключение светильника

Причина непрекращающегося горения лампы может скрываться в ошибках подключения. Если при монтаже коммутатора вместо фазы был подсоединен ноль, он будет отключаться при размыкании цепи. В то же время, из-за сохранившейся фазы, проводка по-прежнему будет находиться под напряжением, из-за чего прибор будет светиться при выключенном коммутаторе.

Неправильное подключение светильника

Так делать неправильно! Схема некорректного подключения к лампе выключателя на нулевом проводе. Нарушение полярности при прокладке вызывает постоянную подачу тока, что приводит к свечению LED-приборов даже при выключенном коммутаторе

Подобная ситуация достаточно опасна для обитателей квартиры: поскольку устройство находится под напряжением, даже если оно выключено, можно случайно получить удар электрическим током. Для исправления ситуации необходимо отключить подачу электроэнергии, после чего отсоединить провода, а затем смонтировать их правильным образом.

Низкое качество лампочки

Достаточно часто причиной неисправности является низкое качество используемого светодиода, который необходимо заменить на исправный. Однако сохранение свечения может наблюдаться также в устройствах, изготовленных авторитетными производителями.

Оно может быть вызвано функциональными особенностями в работе резисторов ламп. Так, при подаче электротока в устройстве может накапливаться тепловая энергия, из-за чего светодиод будет гореть и после выключения, правда, непродолжительное время.

Компании борются с подобным явлением, используя при изготовлении оборудования резисторы, выполненные из материалов, препятствующих накоплению избытков теплоэнергии.

Как устранить возникшую проблему

Если светодиодная лампа горит при выключенном свете, как это исправить? Решения бывают различные. Все зависит от сущности самой проблемы.

    Например:

  1. Дешевая некачественная светодиодная лампа всегда светится в темноте после ее выключения. Чтобы эту проблему устранить, необходимо заменить ее качественной продукцией от проверенного производителя.
  2. Если горит осветительный элемент из-за того, что используется выключатель с подсветкой, то решить эту проблему можно по-разному.
  3. Например, самый простой выход – это сменить в доме выключатель на обычный, без подсветки. Можно просто отрезать определенный провод, который питает подсветку. Сделать это можно после того, как вскрыли коммутационный аппарат. Но есть другой выход – для сохранения такой функции, достаточно на определенном участке электрической цепи поставить параллельно резистор.
  4. Если светодиодная лампочка светится и причина в проводке, то решить такую проблему будет крайне сложно. Чтобы ее устранить, необходимо найти место утечки тока. Но это может повлечь за собой определенные трудности. Но зато, когда свет будет выключаться, лампочки гореть не будут.

Разнообразие методов дозволяет разрешить проблему свечения излучателей с диодами так, что они не будут светиться вполнакала при отключении выключателя. Главное – это понять основную причину возникновения проблемы. Надеемся, теперь вам стало понятно, почему светодиодная лампа светится после выключения и что делать, чтобы исправить ситуацию!

Убрать подсветку будет самым простым и быстрым решением этой проблемы. Чтобы это осуществить, необходимо провести отключение проводов, от которых питается подсветка, перед этим предварительно вскрыв крышку выключателя.

Как вариант можно еще отрезать этот провод, но сначала обязательно узнайте, где находится силовой провод, чтобы не перепутать.

Неплохим решением для устранения данной проблемы будет параллельное подключение резистора, который поможет создать дополнительное сопротивление на нужном участке электроцепи. Главный плюс этого способа, это копеечная его цена, совершить покупку резистора вы сможете абсолютно в любом магазине радиотехники.

Стоит заметить, что резистор не будет негативно влиять на нормальную работу светодиодов. Но когда выключатель отключен, будет работать подсветка, а соответственно резистором будет потребляться ток, который идет на зарядку конденсатора. Также не забудьте заизолировать резистор, для этого лучше всего используйте термоусадочную трубку.

Как правильно приобрести светодиодные устройства

Если вы собрались покупать светодиоды, то помните, что надежные производители всегда будут указывать на упаковке инструкцию, по которой вы поймете правильный принцип их использования.

Обычно, указывается, что применение нежелательно совместно с такими устройствами как клавишные выключатели с подсветкой, фотоэлементы, регуляторы яркости, таймеры и т. д., они будут мешать им работать в нормальном режиме.

Также может быть такое, что вы просто не сумеете выбрать качественную продукцию. На рынке существует очень много подделок, которые отличить очень тяжело. И если вам уже и попалось такое изделие, которое горит после отключения, то причиной этому вполне может быть то, что светодиоды просто неправильно установлены.

Главный совет – необходимо обращать внимание на светотехническую продукцию надежных и проверенных производителей. Важно помнить, что качественные диодные источники света не могут стоить дешево.

Это позволит избежать ряда проблем, в числе наиболее распространенных из них находится тусклое свечение при отключенной нагрузке, непродолжительный срок службы.

Как правильно приобрести светодиодные устройства

Эффективное освещение, помимо прочего, строится еще и на соответствии основных параметров лампочки тем условиям, в которых она будет работать. При выборе учитывается мощность изделия, световой поток, температура цвета, индекс цветопередачи, угол свечения.

Если источник света горит при отключенной нагрузке по причине довольно низкого качества, то при выборе нового изделия следует учитывать его габариты. В частности, речь идет о размерах радиатора.

Это вспомогательный элемент конструкции, способствующий более эффективному отведению тепла от источника света. Перед покупкой нужно обращать внимание на соответствие габаритов радиатора и мощности лампы. Если изделие характеризуется небольшим охладителем при существенной мощности, значит, данный вариант конструкции брать не стоит.

Наиболее надежные радиаторы изготавливаются из графита, керамики, алюминия. Причем важно, чтобы данный элемент не был наборным.

Нужно обращать внимание также на качество соединения цоколя и корпуса лампы. Важно, чтобы по краю держателя не было зазубрин и в целом он должен характеризоваться полным отсутствием люфта. Еще один ключевой момент – уровень пульсаций света. Качественные осветительные элементы излучают равномерное свечение.

Сложность проверки лампы на предмет качества света заключается в том, что пульсации незаметны глазу. Но умельцы придумали способ, как решить данную проблему: нужно использовать включенную камеру мобильного телефона или фотоаппарата. Пульсации будут видны, потому как изображение начнет мигать.

Дело в том, что, когда при отключенной нагрузке осветительные элементы все равно горят, хоть и тускло, это может говорить о проблемах с проводкой, что уже довольно серьезно. Чтобы точно определить причину, следует рассмотреть все вероятные факторы.

Источник: first-apartment.ru

Как устроены и работают светодиодыИзлучающие свет полупроводниковые приборы широко используются для работы систем освещения и в качестве индикаторов электрического тока. Они относятся к электронным устройствам, работающим под действием приложенного напряжения.

Поскольку его величина незначительная, то подобные источники относятся к низковольтным приборам, обладают повышенной степенью безопасности по воздействию электрического тока на организм человека. Риски получения травм возрастают тогда, когда для их свечения используются источники повышенного напряжения, например, бытовой домашней сети, требующие включения в схему специальных блоков питания.

Отличительной чертой конструкции светодиода является более высокая механическая прочность корпуса, чем у ламп «Ильича» и люминесцентных. При правильной эксплуатации они работают долго и надежно. Их ресурс в 100 раз превышает показатели нитей накаливания, достигает ста тысяч часов.

Однако, этот показатель характерен для индикаторных конструкций. У мощных источников для освещения применяются повышенные токи, а срок эксплуатации снижается в 2÷5 раз.

Устройство светодиода

Обычный индикаторный светодиод изготавливают в эпоксидном корпусе с диаметром 5 мм и двумя контактными выводами для подключения к цепям электрического тока: анодом и катодом. Визуально они отличаются по длине. У нового прибора без обрезанных контактов катод короче.

Запомнить это положение помогает простое правило: с буквы «К» начинаются оба слова:

  • катод;

  • короче.

Когда же ножки светодиода обрезаны, то анод можно определить подачей на контакты напряжения 1,5 вольта от простой пальчиковой батарейки: свет появляется при совпадении полярностей.

Светоизлучающий активный монокристалл полупроводника имеет вид прямоугольного параллелепипеда. Он размещён около светоотражающего рефлектора параболической формы из алюминиевого сплава и смонтирован на подложке с нетокопроводящими свойствами.

На окончании светового прозрачного корпуса из полимерных материалов расположена линза, фокусирующая световые лучи. Она совместно с рефлектором образует оптическую систему, формирующую угол потока излучения. Его характеризуют диаграммой направленности светодиода.

Она характеризует отклонение света от геометрической оси общей конструкции в стороны, что приводит к увеличению рассеивания. Такое явление возникает из-за появления при производстве небольших нарушений технологии, а также старения оптических материалов во время эксплуатации и некоторых других факторов.

Внизу корпуса может быть расположен алюминиевый или латунный поясок, служащий радиатором для отвода тепла, выделяемого при прохождении электрического тока.

Этот принцип конструкции широко распространен. На его основе создают и другие полупроводниковые источники света, использующие иные формы структурных элементов.

Принципы излучения света

Полупроводниковый переход p-n типа подключают к источнику постоянного напряжения в соответствии с полярностью выводов.

Внутри контактного слоя веществ p- и n-типов под его действием начинается движение свободных отрицательно заряженных электронов и дырок, которые обладают положительным знаком заряда. Эти частицы направляются к притягивающим их полюсам.

В переходном слое заряды рекомбинируют. Электроны проходят из зоны проводимости в валентную, преодолевая уровень Ферми.

За счет этого часть их энергии освобождается с выделением световых волн различного спектра и яркости. Частота волны и цветопередача зависят от вида смешанных материалов, из которых сделан p-n переход.

Для излучения света внутри активной зоны полупроводника требуется соблюсти два условия:

1. пространство запрещенной зоны по ширине в активной области должно быть близко к энергии излучаемых квантов внутри видимого человеческому глазу диапазона частот;

2. чистоту материалов полупроводникового кристалла необходимо обеспечивать высокую, а количество дефектов, влияющих на процесс рекомбинации — минимально возможным.

Эта сложная техническая задача решается несколькими путями. Один из них — создание нескольких слоев p-n переходов, когда образуется сложная гетероструктура.

Влияние температуры

При увеличении уровня напряжения источника сила тока через полупроводниковый слой возрастает и свечение увеличивается: в зону рекомбинации поступает повышенное количество зарядов за единицу времени. Одновременно происходит нагрев токоведущих элементов. Его величина критична для материала внутренних тоководов и вещества p-n перехода. Излишняя температура способна их повредить, разрушить.

Внутри светодиодов энергия электрического тока переходит в световую непосредственно, без излишних процессов: не так, как у ламп с нитями накаливания. При этом образуются минимальные потери полезной мощности, обусловленные низким нагреванием токопроводящих элементов.

За счет этого создается высокая экономичность этих источников. Но, их можно применять только там, где сама конструкция защищена, блокирована от внешнего нагрева.

Особенности световых эффектов

При рекомбинации дырок и электронов в разных составах веществ p-n перехода создается неодинаковое излучение света. Его принято характеризовать параметром квантового выхода — количеством выделенных световых квантов для единичной рекомбинированной пары зарядов.

Он формируется и происходит на двух уровнях светодиода:

1. внутри самого полупроводникового перехода — внутренний;

2. в конструкции всего светодиода в целом — внешний.

На первом уровне квантовый выход у правильно выполненных монокристаллов может достигать величины, близкой к 100%. Но, для обеспечения этого показателя требуется создавать большие токи и мощный отвод тепла.

Внутри самого источника на втором уровне часть света рассеивается и поглощается элементами конструкции, чем снижает общую эффективность излучения. Максимальное значение квантового выхода здесь намного меньше. У светодиодов, испускающих красный спектр, оно достигает не более 55%, а у синих снижается еще больше — до 35%.

Виды цветовой передачи света

Современные светодиоды излучают:

  • желтый:

  • зеленый;

  • красный;

  • синий;

  • голубой;

  • белый свет.

Желто-зеленый, желтый и красный спектр

В основе p-n перехода используются фосфиды и арсениды галлия. Эта технология была реализована в конце 60-х годов для индикаторов электронных приборов и панелей управления транспортной техники, рекламных щитов.

Такие устройства по светоотдаче сразу обогнали основные источники света того времени — лампы накаливания и превзошли их по надежности, ресурсу и безопасности.

Голубой спектр

Излучатели синего, сине-зеленого и особенно белого спектров долго не поддавались практической реализации из-за трудностей комплексного решения двух технических задач:

1. ограниченных размеров запрещенной зоны, в которой осуществляется рекомбинация;

2. высоких требований к содержанию примесей.

Для каждой ступени повышения яркости синего спектра требовалось увеличение энергии квантов за счет расширения ширины запретной зоны.

Вопрос удалось разрешить включением в вещество полупроводника карбидов кремния SiC или нитридов. Но, у разработок первой группы оказался слишком низкий КПД и маленький выход излучения квантов для одной рекомбинированной пары зарядов.

Повысить квантовый выход помогло включение в полупроводниковый переход твердых растворов на основе селенида цинка. Но, такие светодиоды обладали повышенным электрическим сопротивлением на переходе. За счет этого они перегревались и быстро перегорали, а сложные в изготовлении конструкции отвода тепла для них эффективно не работали.

Впервые светодиод голубого свечения удалось создать при использовании тонких пленок из нитрида галлия, наносимых на сапфировую подложку.

 

Белый спектр

Для его получения используют одну из трех разработанных технологий:

1. смешивание цветов по методике RGB;

2. нанесение трех слоев из красного, зеленого и голубого люминофора на светодиод ультрафиолетового диапазона;

3. покрытие голубого светодиода слоями желто-зеленого и зелено-красного люминофора.

При первом способе на единой матрице размещают сразу три монокристалла, каждый из которых излучает свой спектр RGB. За счет конструкции оптической системы на основе линзы эти цвета смешивают и получают на выходе суммарный белый оттенок.

У альтернативного метода смешение цветов происходит за счет последовательного облучения ультрафиолетовым излучением трех составляющих слоев люминофора.


Особенности технологий белого спектра

Методика RGB

Она позволяет:

  • задействовать в алгоритме управления освещением различные комбинации монокристаллов, подключая их поочередно вручную или автоматизированной программой;

  • вызывать различные цветовые оттенки, меняющиеся по времени;

  • создавать эффектные осветительные комплексы для рекламы.

Простым примером такой реализации служат цветовые елочные гирлянды. Подобные алгоритмы также широко используют дизайнеры.

Недостатками светодиодов RGB конструкции являются:

  • неоднородный цвет светового пятна по центру и краям;

  • неравномерный нагрев и отвод тепла с поверхности матрицы, ведущий к разным скоростям старения p-n переходов, влияющий на балансировку цветов, изменению суммарного качества белого спектра.

Эти недостатки вызваны разным расположением монокристаллов на базовой поверхности. Они сложно устраняются и настраиваются. За счет подобной технологии RGB модели относятся к наиболее сложным и дорогим разработкам.

Светодиоды с люминофором

Они проще в конструкции, дешевле в производстве, экономичнее при пересчетах на излучение единицы светового потока.

Для них характерны недостатки:

  • в слое люминофора происходят потери световой энергии, которые понижают светоотдачу;

  • сложность технологии нанесения равномерного слоя люминофора влияет на качество цветовой температуры;

  • люминофор обладает меньшим ресурсом, чем сам светодиод и быстрее стареет при эксплуатации.

 

Особенности светодиодов разных конструкций

Модели с люминофором и RGB-изделия создаются для разного промышленного и бытового применения.

Способы питания

Индикаторный светодиод первых массовых выпусков потреблял около 15 мА при питании от чуть меньшей величины, чем два вольта постоянного напряжения. Современные изделия имеют повышенные характеристики: до четырех вольт и 50 мА.

Светодиоды для освещения питаются таким же напряжением, но потребляют уже несколько сотен миллиампер. Производители сейчас активно разрабатывают и проектируют устройства до 1 А.

С целью повышения эффективности светоотдачи создаются светодиодные модули, которые могут использовать последовательную подачу напряжения на каждый элемент. В таком случае его величина возрастает до 12 либо 24 вольт.

При подаче напряжения на светодиод требуется учитывать полярность. Когда она нарушена, то ток не проходит и свечения не будет. Если же используется переменный синусоидальный сигнал, то свечение происходит только при прохождении положительной полуволны. Причем его сила так же пропорционально меняется по закону появления соответствующей величины тока с полярным направлением.

Следует учитывать, что при обратном напряжении возможен пробой полупроводникового перехода. Он происходит при превышении 5 вольт на одном монокристалле.

Способы управления

Для регулировки яркости излучаемого света применяют один из двух методов управления:

1. величиной подключаемого напряжения;

2. использованием широтной импульсной модуляции — ШИМ.

Первый способ простой, но неэффективный. При снижении уровня напряжения ниже определённого порога светодиод может просто потухнуть.

Метод же ШИМ исключает подобное явление, но он значительно сложнее в технической реализации. Ток, пропускаемый через полупроводниковый переход монокристалла, подается не постоянной формой, а импульсной высокой частоты со значением от нескольких сотен до тысячи герц.

За счет изменения ширины импульсов и пауз между ними (процесс называют модуляцией) осуществляется регулировка яркости свечения в широких пределах. Формированием этих токов через монокристаллы занимаются специальные программируемые управляющие блоки со сложными алгоритмами.

Спектр излучения

Частота выходящего из светодиода излучения лежит в очень узкой области. Ее называют монохроматической. Она кардинальным образом отличается от спектра волн, исходящего от Солнца или нитей накаливания обычных осветительных ламп.

О влиянии такого освещения на человеческий глаз ведется много дискуссий. Однако, результаты серьезных научных анализов этого вопроса нам неизвестны.

Производство

При изготовлении светодиодов используется только автоматическая линия, в которой работают станки-роботы по заранее спроектированной технологии.

Физический ручной труд человека полностью исключен из производственного процесса.

Подготовленные специалисты осуществляют только контроль за правильным протеканием технологии.

Анализ качества выпускаемой продукции тоже входит в их обязанности.

Источник: electrik.info


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.