초고휘도 LED를 광원으로 사용하는 조명기기는 누구도 놀라지 않을 것이다. 이러한 장치에 대한 수요는 지속적으로 증가하고 있으며 이는 이러한 장치의 낮은 전력 소비와 직접적인 관련이 있습니다. 소비되는 전기의 약 25~35%가 조명에 소비된다는 점을 고려하면 절감 효과는 매우 눈에 띕니다.
그러나 디자인 특성으로 인해 초고휘도 LED의 가격이 상대적으로 높기 때문에 아직 이러한 유형의 조명으로의 완전한 전환에 대해 이야기할 시점은 아닙니다. 전문가에 따르면 이 프로세스는 5~10년이 걸릴 것이며, 이는 정확히 새로운 기술을 디버깅하고 구현하는 데 걸리는 시간입니다.
효율성에 대해 간략하게
조명 장치의 효율은 일반적으로 생성된 광속(루멘으로 측정)과 소비된 전기(와트)의 비율로 간주됩니다. 고품질 백열등의 효율은 와트당 약 16루멘이고, 형광(에너지 절약) 램프는 효율이 4배 더 높으며(64lm/W), 장일광 램프의 경우 이 수치는 약 80lm/W입니다.
현재 대량 생산되는 초고휘도 LED의 효율은 형광등과 거의 같다. 우리는 대량 생산에 대해 이야기하고 있습니다. 초고휘도 LED 광원의 이론적 한계는 320lm/W의 임계값으로 결정됩니다.
많은 제조업체가 약속하는 대로 향후 몇 년 내에 효율을 213lm/W로 높일 수 있습니다.
설계 기능이 비용에 미치는 영향
매우 밝은 LED 광원을 생성하려면 다음 두 가지 방법 중 하나를 사용할 수 있습니다.
- 흰색에 가까운 스펙트럼의 빛을 얻기 위해 하나의 하우징에 설치된 세 개의 크리스탈이 사용됩니다. 하나는 빨간색, 두 번째는 파란색, 세 번째는 녹색입니다.
- 청색 또는 자외선 스펙트럼을 방출하는 결정이 사용되며 형광체로 코팅된 렌즈를 조명하여 결과적으로 방사선은 스펙트럼이 자연광에 가까운 빛으로 변환됩니다.
첫 번째 옵션이 더 효과적이라는 사실에도 불구하고 구현 비용이 다소 비싸기 때문에 보급률에 부정적인 영향을 미칩니다. 또한, 이러한 광원에서 방출되는 빛의 스펙트럼은 자연광과 다릅니다.
두 번째 기술을 사용하여 제조된 장치는 효율성이 떨어집니다. 또한 형광체에는 세륨과 이트륨을 기반으로 한 복합 복합재가 포함되어 있으며 그 자체로는 저렴하지 않다는 점을 고려해 볼 가치가 있습니다. 실제로 이것은 초고휘도 백색광 LED의 상대적으로 높은 비용을 설명합니다. 이러한 장치의 설계가 그림에 나와 있습니다.
명칭:
- A – 인쇄된 도체;
- B – 열전도율이 향상된 베이스;
- C – 장치의 보호 하우징;
- D - 솔더 페이스트;
- E – 자외선 또는 청색광을 방출하는 LED 크리스탈;
- F - 형광체 코팅;
- G – 접착제(공융 합금으로 대체 가능)
- H – 크리스탈과 출력을 연결하는 와이어;
- K – 반사경;
- J – 방열 베이스;
- L – 전력 출력;
- 남 – 유전체층.
설치 기능
초고휘도 LED의 작동은 크리스털의 가열 정도와 p-n 접합 자체의 영향을 받습니다. 장치의 수명은 첫 번째에 직접적으로 의존하고 광속 수준은 두 번째에 따라 다릅니다. 따라서 초고휘도 LED를 장기간 사용하려면 안정적인 방열판을 구성해야 하며 이는 라디에이터를 사용하여 수행됩니다.
이러한 반도체의 열 전도성 베이스는 전기를 전도하는 경향이 있다는 점을 고려해야 합니다. 따라서 하나의 라디에이터에 여러 요소를 설치할 경우 베이스의 안정적인 전기 절연을 보장하기 위해 주의를 기울여야 합니다.
나머지 설치 규칙은 기존 다이오드와 거의 동일합니다. 즉, 부품 자체를 설치할 때와 전원을 연결할 때 모두 극성을 관찰해야 합니다.
영양적 특징
초고휘도 LED의 상대적으로 높은 비용을 고려할 때 이러한 반도체 소자는 전류 과부하에 매우 중요하므로 작동에 안정적인 고품질 전원 공급 장치를 사용하는 것이 매우 중요합니다.
비정상적인 작동 후에도 장치는 계속 작동할 수 있지만 방출되는 광속의 출력은 크게 감소합니다. 또한 이러한 요소는 함께 연결된 다른 LED에 손상을 줄 가능성이 높습니다.
초고휘도 LED 드라이버에 대해 이야기하기 전에 해당 전원 공급 장치의 기능에 대해 간략하게 이야기하겠습니다. 우선, 다음 요소를 고려해야 합니다.
- 이러한 요소에서 방출되는 광속의 전력은 요소를 통해 흐르는 전류의 양에 직접적으로 의존합니다.
- 초고휘도 LED는 비선형 전류-전압 특성(볼트-암페어 특성)이 특징입니다.
- 온도는 이러한 반도체 장치의 전류-전압 특성에 큰 영향을 미칩니다.
아래에는 반도체 소자(초고휘도 SMD LED)의 온도 20°C와 70°C에서의 전류-전압 특성 변화가 나와 있습니다.
그래프에서 알 수 있듯이 반도체에 2V의 안정된 전압을 가하면 온도에 따라 반도체를 통과하는 전류가 변화한다. 크리스탈이 20°C로 가열되면 14mA가 되고, 온도가 70°C로 올라가면 이 매개변수는 35mA에 해당합니다.
이러한 차이의 결과는 동일한 공급 전압에서 광속의 전력이 변경되는 것입니다. 이를 바탕으로 전압이 아닌 반도체를 통과하는 전류를 안정화시키는 것이 필요하다.
이러한 전원 공급 장치를 LED 드라이버라고 하며 일반적인 전류 안정기입니다. 이 장치는 기성품으로 구입하거나 직접 조립할 수 있으며 다음 섹션에서는 몇 가지 일반적인 드라이버 회로를 제공합니다.
직접 만든 LED 드라이버
Monolithic Power System 회사의 특수 마이크로 회로를 기반으로 한 몇 가지 드라이버 옵션을 소개하겠습니다. 이를 사용하면 설계가 크게 단순화됩니다. 회로는 예제로 제공되며 일반적인 연결에 대한 전체 설명은 마이크로회로 데이터시트에서 찾을 수 있습니다.
옵션 1은 MP4688 강압 컨버터를 기반으로 합니다.
이 드라이버는 4.5V ~ 80V의 전압으로 작동할 수 있으며 최대 출력 전류 임계값은 2A이므로 초고휘도 고전력 LED를 사용하여 램프에 전력을 공급할 수 있습니다. LED를 통과하는 전류 수준은 저항 R FB에 의해 조절됩니다. 20kHz 주파수의 PWM 조광을 구현하면 LED를 통해 흐르는 전류를 원활하게 변경할 수 있습니다.
드라이버의 두 번째 버전은 MP2489 칩을 기반으로 합니다. 컴팩트한 하우징(QFN8 또는 TSOT23-5)을 사용하면 할로겐 램프에 사용되는 MR16 소켓에 드라이버를 배치할 수 있어 후자를 LED 램프로 교체할 수 있습니다. 일반적인 MP2489 연결 다이어그램이 그림에 나와 있습니다.
위 회로를 사용하면 각각 350mA의 작동 전류를 갖는 두 개의 병렬 LED를 연결할 수 있습니다.
휴대용 손전등에 사용할 수 있는 MP3412 칩 기반 드라이버의 최신 버전입니다. 이 회로의 특징은 AA 핑거형 배터리로 작동할 수 있다는 것입니다.
이제 LED는 대부분의 분야에서 매우 자주 사용됩니다. 그것들은 완전히 다른 유형으로 나오며 여러 가지 요소에서 서로 다릅니다. 특히 이 기사에서는 매우 밝은 LED에 대해 설명합니다. 이러한 제품은 다소 구체적이고 장단점이 있으며 특정 조건에서 사용됩니다. 모든 질문은 이 기사의 뒷부분에서 다루겠습니다.
일반적인 설명
제품 이름에서 이러한 다이오드가 상당히 밝은 방사선을 생성하는 소스라는 것을 알 수 있습니다. 이는 기존의 표준형 스트립이 필요한 수준의 조명을 제공할 수 없는 상황을 위해 개발되었습니다. 이러한 제품의 특성으로 인해 자동차에 자주 사용할 수 있습니다.
초고휘도 LED는 특별한 성능과 작동 특성을 지닌 광원입니다. 이러한 제품의 기능에는 다음과 같은 뉘앙스가 내재되어 있습니다. 테이프는 경제적이며 높은 수준의 발광을 생성하며 수명이 길고 제품을 다양한 조건에서 사용할 수 있습니다.
초고휘도 다이오드는 종종 12V의 전압으로 생산된다는 사실에 주목할 필요가 있습니다. 이 유형의 모든 소스는 동일한 원리로 작동합니다. 해당 제품에는 반도체 소재로 만들어진 칩이 있습니다. 보다 효율적인 작동을 위해 특수 불순물로 코팅되어 있습니다. 간단히 말하면, 작동 원리는 전류가 양극에서 음극으로 흐르는 것입니다. 동시에 전압 전달은 한 방향으로만 발생합니다.
결과적인 빛의 색상과 파장은 신호를 구성 요소에 전송하는 작업 영역의 너비에 따라 결정됩니다. 실리콘과 게르마늄은 전환을 쉽게 하기 위해 종종 사용됩니다.
LED는 적외선, 자외선의 두 가지 유형으로 구분됩니다. 해당 목록에는 12V 전압과 기타 모델이 모두 포함되어 있습니다. 기판은 사파이어입니다. 이 분류 외에도 몇 가지가 더 있습니다. 아래에서 더 자세히 살펴보겠습니다.
슈퍼 브라이트 LED의 유형
현재 인기있는 모델 분류가 있습니다. 초고휘도 다이오드가 어떤 유형으로 나뉘는지 생각해 봅시다.
- 크리. 이러한 유형의 제품은 질화갈륨과 탄화규소를 포함하는 특수한 구성으로 인해 작동합니다. 이들 특성의 조합으로 인해 궁극적으로 다이오드 자체의 작동 기간이 상당히 길어집니다. 다른 모든 유형과 마찬가지로 이 유형은 약간의 전기를 소비합니다(12볼트 이하). 종종 다이오드는 도로, 통로(지하 및 지상 모두) 및 고속도로를 조명해야 하는 실외에서 사용됩니다. 또한 가로등 기둥에도 자주 사용됩니다. 이러한 장치의 칩은 품질이 높기 때문에 가격이 상당히 비쌉니다. 이러한 초고휘도 LED는 기존 손전등에 자주 사용됩니다.
- 에피스타. 이 유형의 다이오드는 크기가 작은 것이 특징입니다. 기기의 품질이 좋습니다. 그들은 긴 서비스 수명을 가지고 있습니다. 요즘에는 거의 모든 곳에서 사용됩니다.
- SMD. 또한 매우 일반적입니다. 건물의 외부 조명에 자주 사용됩니다. 실내의 다양한 물체를 조명하는 데에도 사용할 수 있습니다. 이 테이프는 짙은 빛이 나는 것이 특징이며, 이것이 전 세계적으로 인기를 얻은 이유입니다.
설명된 제품을 사용할 때는 해당 제품을 220볼트 네트워크에 연결할 수 있는 특수 드라이버를 사용해야 합니다. 이는 낮은 자원 소비(12볼트) 때문입니다. 기존 드라이버는 제품이 타지 않도록 부하를 줄일 수 있을 것입니다.
장점
짧은 시간 안에 초고휘도 다이오드와 기타 다이오드가 인기를 끌게 되었고 다양한 분야에서 수요가 생겼습니다. 그 이유는 바로 지금 우리가 고려할 장점에 있습니다.
- 에너지 효율적인 제품. 사용 가능한 모든 광원 중에서 이 유형이 가장 경제적으로 간주됩니다. 일반적으로 다이오드를 사용하면 전력 수요를 최대 80%까지 줄일 수 있습니다. 초고휘도 백색 LED는 다른 LED에 비해 전력 소모가 가장 큽니다.
- 특별한 유지보수나 예방점검 없이도 오랫동안 제품을 사용할 수 있습니다.
- 다이오드는 온도 조건에 대해 그다지 선택적이지 않습니다. 따라서 어떤 조건에서도 사용할 수 있습니다.
- 습기로부터 보호되고 충격을 견딜 수 있는 광원이 필요하다면 초고휘도 다이오드 중에 그러한 모델이 있습니다.
- 작동 중에는 제품이 뜨거워지지 않습니다. 눈여겨 봐야 할 유일한 것은 전원 공급 장치입니다. 전체 부하를 받아 가열하는 사람은 바로 그 사람입니다.
결함
제품의 작동 매개변수는 상당히 좋고 수익성이 높습니다. 하지만 단점도 있다는 점을 고려해야 합니다. 어느?
- 시간이 지남에 따라 빛의 전도성이 저하되기 때문에 방사선의 밝기가 감소합니다.
- 신호 전원을 변경하는 과정이 수행되면 칩이 타버릴 수 있습니다. 이러한 상황은 자주 발생하지는 않지만 고장의 가능성은 있습니다.
- 다이오드는 여전히 지나치게 높은 온도에 취약합니다. 구매한 모델과 관련하여 구체적으로 결정해야 하는 특정 열 표시기는 무엇입니까?
- 다이오드가 작동하려면 특수 라디에이터를 설치해야합니다.
- 제품을 개방된 공간에서 사용하는 경우 습기, 먼지, 손상으로부터 추가적인 보호 조치를 취해야 합니다.
사용 범위
오늘날 초고휘도 다이오드는 산업, 광고, 가정용 및 다양한 차량의 백라이트로 널리 사용됩니다. 가정과 관련하여 우리는 LCD 장비 및 기타 물체의 빛에 대해 이야기하고 있습니다. 또한, 이 제품을 활용한 가장 유명한 사례는 신호등이다. 매우 밝은 LED는 자동차에 가장 많이 사용되는 광원입니다.
기존의 단점에도 불구하고 올바른 설치만 하면 단점을 최소한으로 줄일 수 있습니다. 분명한 것은 이 제품이 꽤 많이, 자주 사용되기 때문에 필수 불가결성에 대해 이야기해야 한다는 것입니다. 이러한 다이오드는 집이나 거리에서 원하는 수준의 조명을 쉽게 생성합니다. 가장 중요한 것은 올바른 모델을 선택하는 것입니다.
매우 밝은 LED - 특성
가장 중요하고 정의적인 특성은 작동 전류입니다. 다이오드는 지속적인 자원 공급으로 작동하기 때문에 이를 초과하면 전체 구조가 파손될 수 있습니다. 초고휘도 제품의 평균값은 15-20mA입니다. 가장 강력한 다이오드 중 하나의 전류는 1A에 도달할 수 있습니다.
매우 밝은 LED는 전압이 다릅니다. 모델과 목적에 따라 1.5 ~ 4V 범위가 될 수 있습니다. 일반적으로 결과적으로 어떤 방사선 색상이 얻어지는지에 영향을 미치는 것은 바로 이 표시기입니다. 예를 들어, 낮은 전압을 사용하면 적외선 색상(1.5V)을 얻을 수 있고 가장 높은 전압을 사용하면 흰색(3.7V)을 얻을 수 있습니다.
상당히 강한 다이오드의 평균 전력은 1W이고 표준 제품의 경우 0.3W입니다.
매우 밝은 제품은 다양한 색상으로 판매됩니다. 매장에는 호박색, 주황색, 파란색, 녹색, 빨간색 및 흰색 모델이 있습니다. 후자의 옵션은 시원함, 따뜻함, 중간의 세 가지 색상으로 제공됩니다.
설치 기능
초고휘도 LED가 오랫동안 작동하고 지속적으로 밝은 빛을 내기 위해서는 설치 시 방열판을 정리해야 합니다. 이는 라디에이터를 사용하여 수행할 수 있습니다. 반도체로 만들어진 다이오드의 베이스는 전류를 전도할 수 있기 때문에 전기 절연을 생성하는 데 주의를 기울여야 합니다. 기본적인 과정은 기존 제품 설치와 동일하므로 문제가 없을 것입니다.
결론
매우 밝은 다이오드 스트립은 최소한의 전력 소비로 강력한 조명을 만들 수 있습니다. 이로 인해 소비된 자원에 대한 비용을 지불하기 위해 매우 많은 자금이 지출되는 문제를 해결할 수 있습니다. 오늘날 초고휘도 LED는 어떤 조건에서도 필요한 조명을 쉽게 생성할 수 있는 중요하고 필수적인 광원입니다.
오늘날 LED는 인간 활동의 다양한 영역에서 사용됩니다. 그들은 매우 다양합니다. 하지만 오늘 우리는 매우 밝은 LED와 같은 다양한 것에 대해 이야기하겠습니다.
이러한 제품에는 고유한 특성, 장점 및 단점이 있으며 이에 대해 우리 기사에서 설명합니다.
설명
슈퍼 브라이트 유형의 다이오드는 슈퍼 밝은 빛을 생성하는 광원입니다. 표준 LED 스트립이 항상 필요한 수준의 조명을 제공할 수 없다는 사실 때문에 개발되었습니다.
메모! 이 초고휘도 유형의 제품은 자동차에 매우 자주 사용됩니다.
초고휘도 LED 스트립은 특정 매개변수와 작동 특성을 갖는 초고휘도 광원입니다. 이 제품에는 다음과 같은 작동 매개변수가 있습니다.
- 경제;
- 높은 발광율;
- 결정의 내구성;
- 어떤 조건에서도 제품을 사용할 수 있는 능력
- 최소한의 전력 소비.
메모! 12V 전압의 모델이 매우 자주 사용됩니다.
모든 매우 밝은 광원은 동일한 작동 원리를 갖습니다. 슈퍼 브라이트 유형의 다이오드는 반도체 재료로 만들어진 칩으로 구성됩니다.칩 자체는 도핑된 불순물로 코팅되어 pn 접합을 만듭니다. 이 구조는 smd 및 cree 모델에 일반적입니다.
여기서의 작동 원리는 p측(양극)에서 n측(음극)으로 전류가 흐르는 것을 기반으로 합니다. 이 경우 전압 전달은 한 방향으로 발생합니다.
이러한 다이오드는 아래 사진에 표시된 디자인을 갖습니다.
슈퍼 브라이트 다이오드 디자인
제품에서 방출되는 빛의 색상과 파장은 pn 접합을 형성하는 물질에 신호를 전송하는 작업 영역의 너비에 따라 결정됩니다. 이 접합을 생성하기 위해 게르마늄과 실리콘이 사용되는 경우가 많습니다.
매우 밝은 LED(12V 또는 기타 전압)는 두 가지 유형으로 제공됩니다.
- 적외선;
- 자외선.
사파이어는 종종 기판으로 사용됩니다. 하지만 이 그라데이션 외에도 또 다른 분류가 있습니다.
제품 유형
오늘날 이 유형의 제품은 다음 유형으로 나뉩니다.
- 에피스타. 이는 소형 크기의 고품질 다이오드입니다. 그들은 장기간의 작업이 특징입니다. 그들은 현대 사회에서 광범위하게 사용됩니다.
Epistar - 고휘도 다이오드
Cree - 초고휘도 유형 다이오드
- 크리. 이러한 다이오드는 질화갈륨과 탄화규소를 기반으로 작동합니다. 그리고 그들의 특징은 오랜 기간의 작업으로 구별됩니다. 또한 Cree는 다른 모델과 마찬가지로 최소 전력(12V)을 소비합니다. Cree LED는 지하 및 횡단보도, 도로 및 고속도로를 조명하는 데 가장 자주 사용됩니다. 매우 자주 크리어는 손과 가로등에 사용됩니다.
메모! 이러한 유형의 조명 제품은 우수한 품질이 특징이므로 다른 모델보다 가격이 비쌉니다. 3528과 1210 칩은 약간 더 저렴하지만 발광율이 더 낮습니다.
Smd - 슈퍼 브라이트 타입 다이오드
- smd. 또한 상당히 일반적인 유형의 LED 기반 슈퍼 제품입니다. SMD 모델은 인간 활동의 다양한 영역에서 널리 사용되며, SMD 다이오드는 특히 건물 외부를 조명하고 건물 내부를 위한 고품질 조명을 만드는 데 사용됩니다. SMD LED 스트립은 조밀한 빛을 특징으로 하며, 이로 인해 현대 사회에서 인기가 높아지고 수요가 많아졌습니다.
이러한 종류의 제품을 사용하는 경우 유형에 관계없이 항상 드라이버를 사용하여 220V AC 네트워크에 연결해야 합니다. 이는 이러한 유형의 제품이 대부분 12V에서 생산되기 때문입니다. 특수 드라이버(전원 공급 장치)는 전압을 220V에서 12V로 낮춥니다. 제품 및 추가 장비를 구매할 때, 조명을 설치할 때 이 점을 고려해야 합니다.
장점과 단점
불과 몇 년 만에 초고휘도 다이오드와 기존 다이오드를 포함한 LED 광원이 큰 인기를 얻었습니다. 그 이유는 설치를 통해 얻을 수 있는 다음과 같은 이점 때문입니다.
- 에너지 효율. 이는 에너지 소비 측면에서 가장 경제적인 광원입니다. 이러한 제품을 사용하면 최대 80%까지 절약할 수 있습니다.
- 긴 서비스 기간;
- 작동 중 가열이 없습니다. 여기서는 회로에서 가장 뜨거운 요소가 전원 공급 장치라는 점을 고려해야 합니다.
- 넓은 온도 범위에서 정상적으로 기능할 수 있습니다.
- 내 충격성 및 내 습성 존재 (필요한 경우).
보시다시피, 이러한 장치의 작동 매개변수는 매우 유리합니다. 그러나 장점 외에도 몇 가지 단점도 있습니다.
- 외부 사용의 경우 습기, 먼지 및 기계적 손상으로부터 추가 보호가 필요합니다.
- 특수 라디에이터 설치 필요성;
- 매우 높은 온도에 대한 민감도;
- 신호 강도가 변할 때 고장 가능성;
- 시간이 지남에 따라 빛의 전도성이 감소하고 밝기 수준이 감소합니다.
오늘날 이러한 광원의 명백한 장점 덕분에 다음 분야에서 널리 사용됩니다.
- 산업;
- 광고 분야;
- 국내 분야(LCD 장비 조명, 각종 물체의 내부 및 외부 조명 등);
가정용 조명
- 차량 조명으로.
보시다시피, 풍부한 장점에도 불구하고 여전히 특정 단점이 있습니다. 올바른 설치 접근 방식을 사용하면 그 중 일부를 평준화할 수 있습니다. 매우 밝은 LED 제품을 사용하면 집이나 거리 어디에서나 필요한 수준의 조명을 만들 수 있습니다.
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LED 시대의 여명기에는 요소의 약간의 빛조차도 획기적인 것처럼 보였습니다. 왜냐하면 여러 조각을 함께 결합해도 실제로 에너지를 소비하지 않았기 때문입니다. 시간이 흐르고 그에 따라 유사한 제품이 개발되었습니다. 오늘날 모든 곳에서 사용되는 매우 밝은 LED를 사용하면 누구도 놀라지 않을 것입니다. 그러나 이러한 LED 소자의 보급에도 불구하고 사람들은 이러한 LED 소자에 대해 거의 알지 못합니다. 오늘 기사에서는 이러한 누락을 바로잡을 것입니다.
고휘도 LED: 일반 정보
이러한 요소는 공식적으로 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 일부는 전력이 증가했고 다른 일부는 낮은 전력 소비로 기존 아날로그보다 몇 배 더 큰 광속을 생성할 수 있도록 설계되었습니다.
이러한 초고휘도 LED의 대표 제품 중 하나가 Cree 제품입니다. 그러한 칩의 가격은 상당히 높기 때문에 많은 가짜가 나타납니다. 중국 제조업체는 이 분야에서 특히 두각을 나타냈습니다. 종종 그들의 제품은 처음에는 원본보다 더 밝게 빛나지만, 위조품은 빨리 품질이 저하됩니다. 10~15시간의 연속 작동 후에는 다이오드가 완전히 고장날 때까지 어두워집니다.
SMD 구성 요소에 관해 이야기하면 그중에서도 매우 밝은 LED를 찾을 수 있지만 크기와 마찬가지로 전력 소비도 훨씬 더 높아집니다. 그러나 작은 크기의 요소는 Epistar 브랜드에서 찾을 수 있습니다. 상당히 좋은 품질과 긴 서비스 수명이 이러한 LED가 인기를 끄는 이유입니다.
그러한 요소의 유형과 특성
이러한 LED 제조에는 특정 반도체가 사용됩니다. 유형별로 나누면 두 가지 주요 항목을 구분할 수 있습니다.
- AlInGaP - 노란색, 녹색, 주황색 및 빨간색 요소가 만들어집니다.
- InGaN - 흰색, 파란색, 녹색 및 청록색 LED 요소입니다.
초고휘도 LED의 특성으로 인해 완전히 다른 영역에서 사용할 수 있습니다. 작업장, 거리, 아파트 조명에 사용됩니다. 이러한 요소는 주간 주행등, 사이드 마커 또는 하향등 헤드라이트와 같은 자동차에도 설치됩니다. 그러나 후자의 옵션은 점점 인기를 잃고 있습니다.
사실 초고휘도 LED는 작동 중에 매우 뜨거워집니다. 헤드라이트 하우징에 설치된 후에는 거의 지속적으로 작동해야 하므로 온도가 상승하고 급격한 성능 저하가 발생합니다. 그러나 밖이 훨씬 더 시원할 때 밤에만 켜지는 차원으로서 잘 입증되었습니다.
그러나 초고휘도 LED의 가장 일반적인 적용 분야는 손전등입니다. 예를 들어 Cree와 같은 요소가 설치된 장치는 최대 2-3km 거리에서 빔으로 어둠을 뚫을 수 있습니다. 동시에 에너지 소비량은 상당히 낮은 수준으로 유지됩니다. 대부분의 경우 어부가 밤에 낚시를 할 때 머리 장착형 옵션을 사용합니다. 광속은 3-4m의 수두를 통해 바닥에 도달합니다.
자동차 산업에 LED 적용
모든 LED 요소가 자동차에 적합한 것은 아닙니다. 많은 유형에는 2~3V의 전원 공급 장치만 필요한 반면, 자동차 온보드 네트워크에는 12V가 필요합니다. 이것이 바로 제조업체가 자동차용 특수 LED 요소를 제공하는 이유입니다. 여기서 가장 중요한 것은 초고휘도 12V LED를 설치할 수 있는 위치와 장착하지 말아야 할 위치를 이해하는 것입니다. 결국, 그러한 요소가 브레이크 라이트에 배치되면 뒤차 운전자의 눈이 멀게 될 확률이 높으며 이는 좋은 결과로 이어지지 않을 것입니다. 또한 패널 조명에 설치해서는 안됩니다. 이러한 "튜닝"으로 어둠 속에서 운전하는 것은 불가능합니다.
후진등, 측면등 및 실내 조명에 매우 밝은 12V LED를 설치할 수 있습니다. 이러한 경우 해당 장비의 설치가 정당화됩니다. 회로에 LED를 하향등으로 포함시키는 것도 가능하지만 이 경우 고품질의 공냉식 구성이 필요합니다. 초고휘도 요소를 사용한 예는 Lexus 자동차입니다.
LED 소자의 작동 전압
많은 사람들이 이 매개변수에 너무 많은 중요성을 부여하고 그 본질을 이해하지 못합니다. 여기서의 요점은 이것입니다. 예를 들어, 매우 밝은 LED의 정격이 3V라고 기록되어 있는 경우 이 수치는 LED 전체의 전압 강하만을 의미합니다. 더 중요한 매개변수는 1A에 도달할 수 있는 요소의 작동 전류입니다.
선택 및 설치시 고려해야 할 사항
자동차나 기타 용도로 사용할 초고휘도 LED를 선택할 때는 제조업체가 명시한 특성뿐만 아니라 제품의 외관과 제작 품질에도 주의를 기울여야 합니다. 육안으로 육안으로 검사해도 가짜를 발견할 수 있는 경우가 많습니다. 위조 LED는 가장자리가 고르지 않을 수 있으며 렌즈 아래 칩이 비대칭으로 위치하는 경우가 많습니다.
시장 평균에 비해 가격이 낮아지면 구매자에게도 경고해야 합니다. 상점에 가기 전에 해당 제품 제조업체의 공식 웹 사이트 가격을 숙지하는 것이 좋습니다. 이렇게 하면 품질이 낮은 제품을 구매하는 것을 방지할 수 있습니다.
초고휘도 LED를 설치하려면 특정 규칙을 준수해야 합니다. 통풍이 잘 되더라도 추가 라디에이터에 대한 옵션이 있다면 그렇게 할 가치가 있습니다. 칩을 쿨러에 연결하려면 열 페이스트를 사용해야 합니다.
매우 밝은 요소 사용의 장단점
다른 장비와 마찬가지로 이러한 LED에도 지지자와 반대자가 있습니다. 독립 기업이 실시한 설문 조사에 따르면 응답자의 약 30%가 이러한 LED 소자 사용에 '반대'했습니다. 가장 흥미로운 점은 부정적인 태도의 이유가 손전등에 초고휘도 LED를 사용했기 때문이라는 것입니다. 사람들은 그런 광선이 눈에 비치면 매우 해롭다고 말했습니다. 이 주제에 대한 설문 조사가 진행된 미국 거주자로부터 이상한 의견이 나왔습니다.
기본적으로 조명 장치에 이러한 요소를 사용하면 부정적인 특성보다 긍정적인 특성이 더 큽니다. 물론 고품질의 브랜드 제품을 구입하면 비용이 많이 들지만 품질이 낮은 저렴한 다이오드보다 훨씬 오래 지속됩니다. 이 문제에서 가장 중요한 것은 귀하의 능력을 그러한 인수에 대한 필요성 수준과 비교하는 것입니다.
위 내용을 요약하자면
초고휘도 LED는 오늘날 LED 소자 개발의 진정한 정점입니다. 비용이 상당히 높다고 불평하지 마십시오. 다른 장치와 마찬가지로 시간이 지남에 따라 가치가 떨어집니다. 엔지니어들이 초고휘도 LED를 능가하는 다른 신제품을 개발하는 것도 가능합니다. 모든 기술 분야의 발전 속도를 고려할 때 이러한 현상을 배제할 수는 없습니다.
1987년 미국에서 설립된 Cree는 탄화규소(SiC)와 질화갈륨(GaN)을 기반으로 한 반도체 장치를 만드는 과정을 세웠습니다. 일본 동료들과의 협력은 신기술의 급속한 발전에 기여했으며 그 결과 XLamp 시리즈의 최초 고출력 LED가 등장했습니다. 2006년에 개발자들은 100lm/W, 2010년에는 200lm/W, 2012년에는 250lm/W라는 이정표를 설정하여 이 유형의 결정체에 대한 다음 이론적 최대치를 깨뜨렸습니다. 오늘날 Cree는 고체 광원을 개선할 수 있는 무한한 가능성을 이론가들에게 정기적으로 증명하고 있습니다.
세계적으로 유명한 XLamp 외에도 미국 기업은 전자 장비 설계에서 수요가 적지 않은 저전류, 초휘도 고휘도 LED 생산에서 선도적인 위치를 차지하고 있습니다. Cree의 제품은 발광 다이오드에만 국한되지 않습니다. 그녀의 연구실에서는 고전압 쇼트키 다이오드와 마이크로파 전계 효과 트랜지스터를 만드는 프로젝트를 성공적으로 수행했습니다.
강력한 LED
지난 5년 동안 여러 가지 획기적인 발견을 하고 새로운 LED 및 COB LED를 세상에 선보인 Cree는 제품의 성능과 효율성을 지속적으로 개선하고 있습니다. 첫 번째 LED 그룹은 생산 기술, 폼 팩터 및 일부 기술 매개변수가 다른 여러 제품군으로 구성된 XLamp 시리즈의 강력한 샘플로 표시됩니다. XLamp 시리즈에서는 단일 칩과 다중 칩이라는 두 개의 큰 발광 다이오드 그룹을 구분할 수 있습니다.
단일 칩
Cree 단일 칩 LED는 XLamp 제품군 중 가장 작은 제품입니다. 고밀도 및 광도를 갖춘 XQ 시리즈 LED의 기하학적 크기는 1.6x1.6mm입니다. 이 시리즈의 LED는 표준 광속 분포 패턴의 개념을 변경하여 가장자리에 더 가깝게 만듭니다. 이러한 혁신적인 접근 방식을 통해 더 적은 수의 LED를 사용하여 넓은 빔 각도의 조명기구를 구현할 수 있습니다. XQ 시리즈 LED 빔 각도 범위는 100°~145°입니다. Cree의 최신 개발 중 하나는 XQ-E 고강도 LED입니다. 미국 엔지니어들은 작은 수정에서 3W의 전력을 짜내서 이를 334Lm의 광속으로 변환했습니다.
단일 칩에 내장된 전체 발광 다이오드 라인은 뛰어난 연색성(CRI 70-90)을 가지고 있습니다.
멀티칩
3000mA 표시에 도달한 고체 광원 제조업체는 전압을 높여 전력을 늘리기 시작했습니다. 미국 회사인 Cree는 세계에 새로운 LED 공급 전압 표준을 제시하면서 이러한 방향에서 큰 성과를 거두었습니다. Cree는 6V ~ 72V 정격의 여러 계열의 다중 칩 LED를 제공합니다. Cree의 모든 멀티 칩 SMD 백색 LED는 높은 공급 전압, 최대 4W 이상의 전력을 갖춘 세 가지 큰 하위 그룹으로 나눌 수 있습니다. 다중 칩 발광 다이오드의 별도 하위 그룹에는 고전력 COB 매트릭스, 컬러 및 로얄 블루 LED가 포함됩니다.
최대 4W
총 전력이 최대 4W인 여러 칩의 LED 라인은 MX 및 ML 패키지의 6개 발광 다이오드로 표시됩니다. 기술적인 매개변수에 따르면, 이 두 제품은 120°의 발광 각도와 두 가지 가능한 색조(차가운 흰색과 따뜻한 흰색)로 통합됩니다. MX 시리즈는 광 출력과 전력 소비 사이의 절충안을 찾았습니다. 공급 전압을 높임으로써 개발자는 조명 품질을 저하시키지 않고 높은 신뢰성을 달성할 수 있었습니다.
ML 및 MX 시리즈의 LED는 평균 가격의 장치로 시장에 포지셔닝됩니다.
4W 이상
여기서 멈추지 않고 Cree는 "루멘 경쟁"을 계속하여 4W 이상의 전력을 갖춘 차세대 멀티 칩 LED를 선보였습니다. MT-G 시리즈의 크리스털은 최대 25W의 출력을 제공하는 그룹의 가장 큰 대표 제품입니다. 
Cree의 신제품은 4가지 모델로 제공되는 XHP(Extreme High Power) 시리즈 LED입니다. 가장 큰 대표자는 7x7mm 케이스로 만들어지며 12W를 소비하여 1710lm을 생성합니다. XHP의 출현은 보조 광학 및 냉각 시스템에 대한 비용을 낮추면서 새로운 조명 설계 개발에 박차를 가했습니다.
고전압 공급(12~46V)
Cree의 고전압 LED HVW(고전압 백색)는 엄청난 광속과 작은 하우징 크기가 결합된 제품입니다. 크기가 콤팩트하여 LED 어셈블리보다 훨씬 뛰어나므로 개조 램프 생산에 사용되기 시작했습니다. HVW 기반 E14 및 E27 소켓이 있는 램프는 저전압 발광 다이오드가 있는 램프보다 효율이 높고 드라이버와 라디에이터의 크기가 더 작습니다. 
컬러
Cree는 백색 LED의 현대화와 병행하여 인테리어 장식 조명, 건축물의 외부 조명, 식물의 인공 조명에 수요가 있는 컬러 LED의 잠재력을 높이고 있습니다. 다양한 색상을 선택할 수 있는 XP-E 시리즈는 3.45 x 3.45mm 하우징에서 높은 광 출력을 제공합니다. XQ-E 시리즈는 1.6x1.6mm의 훨씬 작은 크기로 식물 재배자들의 관심을 끌었습니다. 컴팩트한 크기와 돔형 렌즈가 없기 때문에 XQ-E HI는 온실 식물의 효율적인 성장에 필요한 집중된 광선을 제공할 수 있습니다. LED 시리즈 MC-E RGB+W 및 XM–L RGB+W는 색온도와 밝기를 조정할 수 있을 뿐만 아니라 차가운 백색광을 방출하는 기능도 갖추고 있습니다. 
Cree의 XLamp Royal Blue LED는 설계 기능, 즉 "원격 형광체" 기술로 인해 별도의 그룹에 포함됩니다. 그 본질은 크리스탈이 아닌 보조 광학 장치의 내부 표면에 형광체를 적용하는 것입니다. 그 결과 좁은 "진청색" 방출 스펙트럼을 갖는 매우 효율적인 광선이 탄생합니다. XLamp Royal Blue는 표준 하우징 XP, XR, XQ, XB, XT, ML로 생산되며 비용이 저렴합니다. 
COB(Chip-on-Board) 기술은 지속적으로 개선되어 향상된 기술과 증가된 LED 밀도를 통해 전력을 증가시킵니다. Cree의 COB 라인은 CXA 및 CXB 시리즈로 대표됩니다. 가장 큰 CXA 매트릭스의 크기는 34.85x34.85mm이고 광속은 12,000lm입니다. 개선된 CXB 다이는 새로운 CS5 플랫폼에서 제조되지만 CXA와 완전히 호환됩니다. 예를 들어, 특수 LED CXB 3590 Studio는 사진 장비 제작용으로 설계된 CRI 지수가 95보다 큰 차세대 COB 라인입니다. 
고휘도 LED
Cree 초고휘도 LED는 두 번째 큰 그룹인 고휘도를 구성하며, 그 대표자는 20~70mA의 낮은 전류 값으로 구별됩니다. 이 그룹에는 디자인이 다른 4줄의 LED가 포함되어 있습니다. 이러한 통합 덕분에 제조업체는 다양한 폼 팩터와 목적의 구조를 설계할 수 있습니다.
PLCC
Cree의 PLCC 라인은 표면 실장 응용 분야용으로 설계된 LED로 구성됩니다. 빛의 색상에 관계없이 하나 이상의 결정에 수집됩니다. 이 라인에는 다양한 색상과 크기의 다양한 발광 SMD 다이오드가 포함되어 있습니다. 신제품 중에서 티커 보드 구성에 사용되는 PLCC-6 패키지의 CLYBA-FKA RGB 다이오드를 강조할 가치가 있습니다.
P4
초고휘도 LED의 다음 대표자는 "Piranha"로 더 잘 알려진 SuperFlux입니다. 오목, 볼록 또는 타원형 렌즈가 있는 사각형 모양의 에폭시 본체는 주어진 분산 각도에서 광속을 고르게 분산시킵니다. 4개의 금속 핀은 진동이 심한 환경에서도 안정적인 고정을 보장합니다. Cree의 LED P4는 투광등, 자동차 신호등 등에 설치됩니다.
둥근
Cree의 차세대 저전류 원형 LED는 뛰어난 조명을 제공합니다. 본체는 직경 5mm의 광학 에폭시 수지로 만들어졌습니다. 전류 소비는 20mA에 불과합니다. 컬러 원형 LED에는 광도와 광도 각도가 다양한 여러 가지 수정 사항이 있습니다. White C535A-WJN, C503D-WAN은 스토퍼 없이 생산되며, 그 외 모델은 핀에 스토퍼가 장착되어 있습니다.
타원형
타원형 LED 생산은 전 세계 광고판 제작 시 요구되는 대형 LED 스크린 제작에 중점을 두고 있습니다. Cree 타원형 LED의 하우징 크기는 4mm입니다. 독특한 디자인을 통해 빛은 X축과 Y축을 따라 두 방향으로 방출될 수 있으며 이는 기술 사양에 반영됩니다. 원형 제품과 함께 20mA의 전류용으로 설계되었으며 햇빛, 온도 변화 및 습도에 강합니다. 타원형 LED는 산란각이 크기 때문에 광도가 낮습니다.
미국 회사인 Cree는 LED를 포함한 반도체 생산에 적합한 탄화규소에 대한 전 세계 수요의 4분의 3 이상을 공급합니다. 크리스탈 성장부터 램프 제작까지 전체 생산 주기를 갖고 있는 이 회사는 전 세계 많은 기업의 조명 시스템 기술 재장비에 직간접적으로 참여하고 있습니다.
고전력 LED의 비용을 절감하고 개발과 양산 사이의 격차를 줄이는 것은 Cree와의 협력 신뢰성을 확인하는 두 가지 확실한 사실입니다. 회사는 시장에 공급되는 제품의 유해 물질 함량을 제한하는 RoHS 지침에 따라 운영됩니다.
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