A medida que avanzamos en nuestras necesidades de alta tecnología, Las luces LED desempeñan un papel cada vez más importante en la vida cotidiana. De televisores LED a marcadores electrónicos, Las luces LED están arrasando el mundo. Por lo tanto, La importancia de las luces LED es obvia.. ¿Pero sabemos lo suficiente sobre los LED?? Por lo tanto, este artículo se centrará principalmente en los aspectos relacionados con el principio luminoso del LED., sus tipos, características, aplicaciones, perspectivas de desarrollo, etc..
Conceptos básicos de un LED
CONDUJO, o diodo emisor de luz, es un dispositivo semiconductor emisor de luz. Utiliza un chip semiconductor sólido como material luminiscente.. La estructura básica es una pieza de material semiconductor electroluminiscente., colocado sobre un marco de plomo, rodeado por un sello de resina epoxi, para proteger el papel del chip interno. Los electrones cargados negativamente se mueven a la región del hueco cargado positivamente y se recombinan con ella., produciendo fotones a medida que los electrones y los huecos desaparecen. Y luego un LED produce luz como resultado de una corriente eléctrica que lo atraviesa..
Principio de funcionamiento de los LED.
La parte central de un diodo emisor de luz es un chip formado por un semiconductor tipo P., dominado por huecos de electrones, y un semiconductor tipo N, dominado por electrones. Entre ellos hay una capa de transición llamada unión P-N.. Cuando una corriente directa fluye a través de un cable hasta el chip, Los electrones son empujados hacia la región P., donde se recombinan con los agujeros y emiten calor en forma de fotones, Así es como los LED emiten luz. Sin embargo, Los portadores minoritarios son difíciles de inyectar cuando se aplica un voltaje inverso., lo que les impide emitir luz. La unión P-N produce luz que tiene una determinada longitud de onda o color., según el material que lo forma. Sobre una amplia gama de corrientes operativas., El brillo de los LED aumenta con el aumento de la corriente.. Los LED convierten la electricidad directamente en luz, a diferencia de las fuentes de luz tradicionales que primero la convierten en calor, y luego a la luz, generando así luz eficiente sin desperdiciar mucha energía.
Materiales de fabricación de LED.
Normalmente utilizamos los siguientes materiales semiconductores compuestos para fabricar LED.:
- Verde, Los LED superbrillantes azules y ultravioleta están compuestos de nitruro de indio y galio. (InGaN);
- Rojo, Los LED naranjas y amarillos de alto brillo están hechos de fosfuro de indio, galio y aluminio. (AlGaInP);
- Los LED rojos e infrarrojos están hechos de arseniuro de galio y aluminio. (AlGaAs);
- Los LED verdes y amarillos están hechos de fosfuro de galio. (Brecha).
Historia del desarrollo de la tecnología LED.
El concepto de electroluminiscencia.(EL)
La electroluminiscencia es el concepto central en la historia del desarrollo de las luces LED.. En 1907, El científico británico Henry Joseph Round notó por primera vez este fenómeno en el carborundo, que emite una luz amarillenta cuando un potencial de 10 se le aplican voltios. Fue George Destriau quien acuñó el término “electroluminiscencia” en 1936. Descubrió que se producía luz cuando se conectaba polvo de sulfuro de zinc a una corriente eléctrica..
El primer LED utilizado en aplicaciones prácticas.
Gary Pittman y Bob Biard de Texa Instruments diseñaron el primer LED infrarrojo en 1961. Sin embargo, es invisible para nuestros humanos, entonces en realidad tiene poca utilidad práctica. Nick Holonyak, de General Electric, fue el primero en crear un LED rojo en 1962, valiéndose así del título de “Padre del LED”. A medida que pasaba el tiempo, Los LED naranjas también se hicieron populares. METRO. George Craford, un estudiante de posgrado de Holonyak, inventó el primer LED amarillo en 1972, usando dos chips de fosfuro de galio – uno rojo y otro verde y también creó un LED rojo que era diez veces más brillante que la versión de Holonyak.. Los LED podían emitir luz verde pálida a mediados de la década de 1970 utilizando únicamente fosfuro de galio.. Más tarde, Se inventaron las versiones mejoradas de LED que podían emitir luz verde pura.. Durante esta década, Se produjo una amplia gama de dispositivos de bajo costo., contribuyendo a la popularidad de las luces LED.
Los LED superbrillantes están en aumento
La primera generación de tinto., verde, y los LED amarillos producidos en colores superbrillantes se desarrollaron en gran medida gracias a la investigación continua y exhaustiva sobre la tecnología LED a principios de la década de 1980.. Con nitruro de indio y galio, Shuji Nakamura desarrolló LED azules de alta intensidad en 1994, y luego desarrolló LED azules y verdes de alto brillo utilizando nitruro de indio y galio.. La invención de los LED azules ultrabrillantes sentó las bases para el desarrollo de los LED blancos. Una capa de fósforo fluorescente podría hacer que los diodos emitan luz blanca brillante. Como la tecnología LED blanca podría proporcionar soluciones rentables, las agencias gubernamentales pertinentes alentaron su desarrollo.
Hoy en día, casi todos los edificios han sido equipados con luces LED. Son mucho más eficientes y tienen una vida útil aún mayor que las tradicionales incandescentes.. Los investigadores siguen trabajando al mismo tiempo en la tecnología LED. En los últimos años, LED que generan luz pura e incluso ultravioleta, también están disponibles en el mercado. Los LED son ampliamente utilizados por los propietarios de negocios en sus oficinas., operaciones industriales, y desarrollos comerciales como forma de ahorrar costes.
Tipos de LED
En el pasado, La aplicación de la iluminación LED era limitada porque había pocos diseños para elegir y en general se consideraba costosa.. Ahora estos problemas se han resuelto hasta cierto punto., porque hay todo tipo de productos LED entre los que podemos elegir de diversas formas. El coste de las bombillas LED ahora también es comparable al de otras bombillas., lo que supone un importante ahorro en las facturas de electricidad.
Reguladores de intensidad
Se puede utilizar un regulador de intensidad en iluminación LED como cualquier otra iluminación tradicional.. Pero es importante tener en cuenta que los interruptores de atenuación de las bombillas incandescentes normales son menos efectivos que los de las bombillas LED.. Las bombillas LED funcionan con una potencia menor que otras bombillas tradicionales., como resultado, Es recomendable sustituir las bombillas LED por bombillas estándar, ya que funcionan con menor potencia que otras bombillas estándar..
LED de iluminación
LED de iluminación, uno de los tipos más comunes de luz LED, tienen todo tipo de formas y tamaños. Hay una serie de luces LED más pequeñas dispuestas a lo largo del tubo., así que puedes esperar la mayoría de los tamaños. Como con otros LED, El calor también es un problema aquí.. Afortunadamente, El problema del calor ha sido resuelto por muchos fabricantes.. alrededor de los bulbos, Se han utilizado aletas compuestas por cerámica y aluminio., que amplían el área por donde el calor puede escapar. Y dada la variedad de usos y aplicaciones para las que se puede utilizar este tipo de iluminación, Las formas de control de calor para la iluminación LED varían mucho..
LED RGB
RGB (rojo-verde-azul) LED son esencialmente una combinación de tres LED. Eso no quiere decir que sólo puedan crear tres colores., pero están hechos de rojo, emisores verdes y azules. Debido a la complejidad de los controladores., siempre y cuando estas tres luces se combinen de manera adecuada, prácticamente podemos producir cualquier color que deseemos. Se utilizan ampliamente para diferentes propósitos y funciones, como indicadores de estado., luces de acento, espectáculos de luces y pantallas de vídeo.
LED SMD
SMD, también conocido como dispositivos montados en superficie, que son dispositivos semiconductores de estado sólido capaces de convertir la electricidad directamente en luz. El montaje en superficie es una tecnología de embalaje especial, mediante el cual los parches SMD se pueden conectar fácilmente a la PCB. Los chips SMD de las bombillas pueden añadir brillo adicional, lo que hace que los LED SMD sean una opción más deseable para muchos hogares y oficinas. Los parches SMD son beneficiosos para mejoras de productividad y aplicaciones en una variedad de instalaciones..
LED de mazorca
MAZORCA se refiere al chip a bordo. Es una nueva tecnología LED que consiste en unir chips desnudos al sustrato de interconexión con adhesivo conductor o no conductor.. Los LED COB pueden proporcionar una cantidad de luz mucho más densa que los SMD y los usuarios tienen diferentes opciones para controlar el haz.. Además, Son de alta eficiencia porque pueden producir más lúmenes con menos vatios..
LED de grafeno
La BBC informó recientemente sobre el desarrollo de un LED con forma de filamento recubierto con grafeno que fue marcado como el más disponible en los últimos tiempos. 2015. Resulta que las bombillas LED de grafeno son más baratas y más eficientes energéticamente que las bombillas normales. El uso del grafeno en iluminación se inventó en 2004. Ahora estamos trabajando para encontrar usos nuevos e innovadores para este material altamente duradero..
LED de alta potencia
LED de alta potencia Consulte los LED con una gran potencia de funcionamiento.. A medida que la industria LED se expande, para satisfacer las demandas de alta potencia de la gente, Los LED de alta potencia surgieron en un momento histórico. Los LED, que son muy brillantes, pueden ofrecer más lúmenes y, por tanto, producir un rendimiento mucho mayor que otros tipos del mercado.. Hay muchos tipos de LED de alta potencia., como farola LED de alta potencia, foco LED de alta potencia, lámpara subacuática LED de alta potencia, Pared de lavado LED de alta potencia, etc.. entre ellos, La farola LED de alta potencia y la pared de lavado LED de alta potencia son las más utilizadas y populares.. Los LED de alta potencia tienen características tan excelentes como el bajo consumo de energía, larga vida, alta eficiencia luminosa, diseño flexible, Excelente reproducción cromática y buena para la protección del medio ambiente.. Se espera que reemplace los productos de iluminación tradicionales y se convierta en una de las nuevas fuentes de luz modernas..
LED orgánicos (OLED)
OLED (Diodo emisor de luz orgánico), también conocido como pantalla de electroluminiscencia orgánica, Es un dispositivo electroluminiscente que utiliza la estructura multicapa de una película orgánica.. La luz brilla cuando una corriente eléctrica viaja a través de las moléculas orgánicas.. Además de ser más delgado y liviano que los LCD, Las pantallas OLED ofrecen mayor brillo, menor consumo de energía, respuesta más rápida, mayor resolución, Mejor flexibilidad y mayor eficiencia luminosa., que puede satisfacer a los consumidores’ Nuevas demandas para la tecnología de visualización.. La tecnología OLED se aplica más ampliamente que la tecnología LCD, que puede extenderse a productos electrónicos, campo comercial, campo de transporte, campo de control industrial y campo médico. En los últimos años, Las principales empresas internacionales están fortaleciendo constantemente la investigación sobre la tecnología OLED., y la tecnología OLED se mejorará aún más.
Ventajas de la iluminación LED
Larga vida útil
La larga vida útil de los LED es la ventaja más obvia sobre los productos de iluminación tradicionales.. Los componentes de los LED y la forma en que emiten la luz alargan significativamente la vida útil de estas bombillas. Los LED se diferencian de las bombillas incandescentes en que no se queman ni funcionan mal., como suele pasar con las bombillas incandescentes. Los LED tienen un tiempo de funcionamiento promedio de 50,000 horas y puede llegar 100,000 horas si se usa correctamente. Quiere decir que duran aproximadamente 40 veces más larga que la bombilla incandescente promedio. Con su vida operativa más larga, Los LED pueden reducir el coste laboral de sustitución de bombillas en entornos comerciales, contribuyendo a un menor mantenimiento de los sistemas de iluminación.
Alta eficiencia energética
Otra ventaja importante de la iluminación LED es su funcionamiento energéticamente eficiente.. A diferencia de las lámparas incandescentes y fluorescentes., La lámpara LED necesita menos energía porque convierte la mayor parte de la energía en luz y evita demasiado desperdicio de energía en forma de calor.. En lugar de generar calor primero, produce luz directamente. Significa que las bombillas LED pueden generar más lúmenes útiles y tienen mayor eficacia luminosa.. Esto también significa que puede funcionar bien incluso en condiciones más frías., Lo cual no es posible con las bombillas normales.. Si todas las instalaciones de iluminación se actualizaran a LED, la eficiencia energética general mejoraría en 60 a 90 por ciento.
Respetuoso con el medio ambiente
El LED es un cuerpo luminoso totalmente sólido., libre de mercurio, sodio y otras sustancias peligrosas. Los residuos se pueden reciclar., casi sin contaminación, y se puede tocar con seguridad, descrito como una fuente de luz verde. Debido a la mejor calidad de la luz del LED, En general, se necesitan menos bombillas en comparación con las bombillas tradicionales., lo que resulta en una reducción del consumo de energía y de las emisiones de carbono.. En el proceso de conversión de energía., Las bombillas incandescentes producirán grandes cantidades de radiación dañina.. Sin embargo, Los LED emiten poca luz infrarroja o ultravioleta. Además, Trabajar bajo luces fluorescentes durante mucho tiempo también puede causar dolores de cabeza., fatiga visual y otros síntomas.
Fuerte seguridad y confiabilidad
Los LED utilizan una fuente de alimentación de bajo voltaje y el voltaje de suministro está entre 6 y 24 V.. En lugar de utilizar energía de alto voltaje, Es una fuente de luz más segura porque solo produce un poco de calor, lo que no calentará mucho las bombillas.. Incluso si funciona durante mucho tiempo, generalmente no presenta riesgo de incendio o quemaduras. Los LED son ideales para uso en exteriores y para ventiladores de techo debido a su capacidad para funcionar en temperaturas más frías y soportar más vibraciones e impactos que las bombillas de filamento con un vidrio que las rodea.. Los LED son muy duraderos y no es necesario reemplazarlos con frecuencia, por lo que los costos de mantenimiento son relativamente bajos.
Flexibilidad de diseño
Las ventajas de los LED, como su pequeño tamaño y su alto brillo, los hacen adecuados para una amplia variedad de aplicaciones de iluminación.. Los LED se pueden combinar en grupos o usarse como luces de dispositivos pequeños por sí solos.. A diferencia de las luces tradicionales, Los LED emiten luz solo en una dirección. La luz no quedará atrapada en los reflectores y difusores., por lo tanto, toda la luz generada se utilizará por completo en lugar de desperdiciarse.. Los LED son ideales para aplicaciones como iluminación de tareas y luces empotradas debido a su naturaleza direccional.. La mejor parte de las luminarias LED es que puedes personalizarlas fácilmente con diseños únicos que se adapten perfectamente a tus necesidades..
Aaplicacións de LED en diversos campos
LED GRUP ILUMINACIÓN
Los LED son una de las luces para plantas más efectivas.. Porque los LED se componen de múltiples diodos emisores de luz. (LED), Pueden emitir luz con la temperatura de color adecuada para el crecimiento de las plantas.. Permite hacer jardinería incluso cuando no hay mucha luz., como en un garaje, sótano, o en el interior en invierno, cuando la naturaleza no puede proporcionar suficiente luz para que las plantas crezcan.
LED utilizados para automóvils
El uso de luces LED en la industria del automóvil es cada vez más popular. Se pueden utilizar como luces interiores y exteriores de los coches, como luces de freno., faros, luces traseras, luces laterales, luces de direccion, tableros y luces de lectura. Tomemos como ejemplo las luces de freno., Se pueden ver fácilmente a la luz del día debido a su alto brillo.. También pueden mantener seguros a los conductores porque brindan una mejor visibilidad en el viaje y pueden encender y apagar rápidamente..
retroiluminación LED
Utilizamos retroiluminación LED que proporciona una intensa, Iluminación uniforme en un área grande para una gran cantidad de aplicaciones ópticas o de imágenes. Las retroiluminación LED están hechas con amplia, Superficies de iluminación planas diseñadas para iluminar objetos desde atrás.. El mercado de retroiluminación LCD es uno de los mayores mercados de aplicaciones de productos LED., centrándose principalmente en la retroiluminación de la pantalla a color TFT. La retroiluminación LED tiene una excelente reproducción cromática. Es útil para el medio ambiente y se ha convertido en la corriente principal del mercado de retroiluminación LCD..
Pantallas LED
Una pantalla LED es un nuevo tipo de electrónica de imágenes hecha de diodos emisores de luz dispuestos en secuencia.. Una pantalla LED se compone de muchos rojos, LED verdes y azules. Estos tres colores de luz se pueden mezclar en muchos colores diferentes.. Los diodos pueden formar una imagen juntos en la pantalla ajustando su brillo.. Por su alto brillo, amplio ángulo de visión, larga vida y otras características, Son muy utilizados en vallas publicitarias., letreros de tiendas y otros productos. Además, También son comunes en las señales de los vehículos de transporte público y en las señales de mensajes en las carreteras en los últimos años.. Las pantallas LED se están convirtiendo cada vez más en la industria emergente., y se puede esperar que tengan un crecimiento relativamente estable.
fuente de iluminación LED
En el pasado, Los productos de iluminación tradicionales tenían una baja eficiencia luminosa y generalmente solo eran adecuados para ocasiones en interiores.. Actualmente, La tendencia parece ser que la iluminación LED reemplace gradualmente otras fuentes de iluminación comunes.. Ya sea que estés afuera o adentro, Las aplicaciones de iluminación LED se pueden ver en todas partes. Tomemos como ejemplo la iluminación de oficinas. Según una encuesta, Los trabajadores en el lugar de trabajo que utilizan luces LED tienden a estar más alerta., menos fatigado y más capaz de concentrarse.
Perspectivas de desarrollo de los LED
Estado actual de la industria LED
Actualmente, La iluminación LED ha entrado en un período de rápido desarrollo con las continuas mejoras de la tecnología LED., la reducción de los costos de fabricación, y el fuerte apoyo de las políticas del gobierno.
En los últimos años, La tecnología central de los productos de iluminación LED en China ha progresado rápidamente., y la brecha tecnológica entre China y el nivel internacional se está reduciendo. A medida que la tecnología de aplicaciones LED se vuelve cada vez más madura, Los productos de iluminación LED se utilizan ampliamente en la iluminación de paisajes., iluminación vial, iluminación interior y ambiental.
Por un lado, La iluminación LED mantendrá un fuerte impulso de desarrollo a medida que los costos de producción de LED hayan caído y su participación de mercado haya aumentado gradualmente.. Por otro lado, Las políticas de los gobiernos nacionales han acelerado enormemente la promoción de la iluminación LED al estimular el uso de nuevas fuentes de luz.. Las lámparas incandescentes están actualmente prohibidas en muchos países del mundo.. Además, La iluminación LED tiene sus propias ventajas, como la alta eficiencia., ahorro de energía, no toxicidad y larga vida útil. Con estas fortalezas, Las luminarias LED han conquistado con éxito gran parte del mercado de la iluminación.
Tendencias futuras de los LED
Con el rápido desarrollo de la tecnología LED, Las luces LED tendrán usos más innovadores, como el “cielo virtual” LED”, Papel tapiz LED, etc.. Los profesionales del sector predicen que la iluminación LED evolucionará hacia la iluminación inteligente, Permitir a los consumidores conectar sus sistemas de iluminación a otros dispositivos domésticos., Por ejemplo, creando un completo “conectado” hogar. Luces LED inteligentes con interruptor de sensor automático, encenderse cuando regresa a casa del trabajo por la noche y apagarse cuando sale de casa.
En una palabra, La iluminación LED como fuente de luz verde, en un futuro cercano, entrará en miles de hogares, y eventualmente reemplazar todos los productos de iluminación existentes. El potencial de la tecnología LED está mucho más allá de nuestra imaginación y el desarrollo del LED todavía tiene un largo camino por recorrer..
