Міністерство освіти і науки України
Донбаська національна академія будівництва і архітектури
Кафедра В«Технологія, організація і охорона праці в будівництві В»
РЕФЕРАТ
на тему В«світловипромінюючі діоди. Світлодіодне освітлення В»
Виконав
ст. гр. ГСХ-13Б
Дмитренко А.А.
Перевірила
Кузьменко Л.В.
Макіївка 2010
Зміст
Введення
1. Світловипромінювальних діод. Принцип роботи
2. Переваги та недоліки светоизлучающего діода
3. Область застосування
4. Вартість світлодіодного світильника, шляхи зниження собівартості
5. Перспективи світлодіодних ламп в сфері ЖКГ, на широкому ринку
6. Використання світлодіодних ламп для передачі інформації в сучасних комунікаційних мережах
Висновок
Список використаної літератури
Введення
Світлодіодні лампи - це сучасна альтернатива традиційній лампі розжарювання.
Світлодіодні енергозберігаючі лампи призначені для використання, як на вулиці, так і всередині приміщення, поєднують в собі традиційне виконання (Цоколь Е-27, Е-14, MR-16, GU-10) і високу надійність, відсутність ультрафіолетового та інфрачервоного випромінювання шкідливого для здоров'я, високу насиченість і чистоту кольору.
1. Світловипромінювальний діод. Принцип роботи
Світлодіод або светоизлучающий діод (СД, СІД, LED англ. Light-emitting diode) - напівпровідниковий прилад, що випромінює некогерентне світло при пропусканні через нього електричного струму.
Випромінюване світло лежить у вузькому діапазоні спектра, його колірні характеристики залежать від хімічного складу, використаного в ньому напівпровідника.
Вважається, що перший світлодіод, випромінює світло у видимому діапазоні спектра, був виготовлений в 1962 році в Університеті Іллінойсу групою, якою керував Логін Холоньяк.
Як і в будь-якому напівпровідниковому діоді, в світлодіоді мається p-n перехід. При пропусканні електричного струму в прямому напрямі, носії заряду - електрони і дірки - Рекомбінують з випромінюванням фотонів (через перехід електронів з одного енергетичного рівня на інший).
Не всякі напівпровідникові матеріали ефективно випускають світло при рекомбінації. Кращі випромінювачі ставляться до прямозоні напівпровідників (тобто таким, в яких дозволені прямі оптичні переходи зона-зона), типу A III B V (наприклад, GaAs або InP) і A II B VI (наприклад, ZnSe або CdTe).
Варіюючи склад напівпровідників, можна створювати світлодіоди для всіляких довжин хвиль ультрафіолету (GaN) до середнього інфрачервоного діапазону (PbS). Діоди, зроблені з непрямозонних кремнію), світло практично не випромінюють.
Втім, у зв'язку з розвитком кремнієвій технології, активно ведуться роботи по створенню світлодіодів на основі кремнію. Останнім часом великі надії пов'язуються з технологією квантових точок і фотонних кристалів.
2. Переваги та недоліки светоизлучающего діода
Переваги, якими володіє світловипромінювальних діод (СІД) в порівнянні з традиційними лампами, дозволяють з упевненістю стверджувати, що поява нових типів освітлювальних приладів на основі СІД стане революційним технологічним проривом в світлотехніці.
Вперше світлодіоди стали використовуватися в промисловій продукції за часів СРСР в кінці 60-х - початку 70-х рр.. Тоді вони не володіли необхідної для освітлювальних приладів світловіддачею, ресурс їх був невеликий, і світили вони не білим кольором, як потрібно, а червоним або якимось іншим. Все впиралося в матеріали. У 90-х рр.. із зрозумілих причин робота над створенням світловипромінюючих діодів була припинена.
У світі ж, навпаки, подібні роботи велися наростаючими темпами, і був створений новий матеріал - нітрид галію на сапфірі, що дозволив досягти світіння білого кольору. Особливо в цьому плані превстигла японська компанія Nichia і її колеги-конкуренти з інших супутніх фірм, які розробили п'ять технологічних блоків процесу виготовлення світильників:
- зростання кристалів сапфіру за методом Кіропулоса;
- механічну обробку кристалів сапфіра, в т.ч. резку, шліфування і полірування пластин до 14 класу;
- епітаксійних нарощування нітриду галію на полірованих підкладках сапфіру методом газотранспортних реакцій;
- виготовлення на епітаксійних структурах методом електронної літографії чіпів світлодіодів;
- складальне виробництво (Корпусірованіе) світлодіодів.
В даний час у світі кристали світлодіодів поставлені на масове виробництво, і щорічно загальносвітовий приріст обсягів їх випуску збільшується на 30-40%. За результатами 2008 р., світовий ринок світлодіодів досяг 25-30 млрд дол
В даний час розроблена ціла серія освітлювальних приладів, в т.ч. ідентичних по цоколю ламп розжарювання потужністю від 40 до 100 Вт, з енергоспоживанням 4-10 Вт Значно розширені сфери, в яких можуть бути використані прилади. Фактично мова йде про можливу заміну існуючих ламп розжарювання та люмінесцентних ламп світильниками на СІД.
Можна відзначити основні переваги ламп на світлодіодах:
- низьке енергоспоживання - у 10 разів нижче, ніж у звичайної лампи розжарювання, і на 20-25% нижче, ніж у енергозберігаючої люмінесцентної лампи;
- лампи на світлодіодах не вимагають особливої системи прийому, адже вони, на відміну від люмінесцентних ламп, екологічно нешкідливі. Світлодіод не представляє шкоди для екології, його розміри відносно малі;
- пожежо-та вибухобезпечність;
- повна колірна гамма випромінювання;
- високий ККД. Сучасні світлодіоди трохи поступаються по цьому параметру тільки натрієвим газорозрядним лампам. Однак натрієві лампи непридатні для освітлення житлових приміщень через низьку якість світла;
- висока механічна міцність, вібростійкість (Відсутність нитки розжарювання та інших чутливих складових);
- сверхдолгій термін роботи - до 100 тис. ч. Але і він не безкінечний - при тривалій роботі і/або поганому охолодженні відбувається В«отруєнняВ» кристала і поступове падіння яскравості;
- спектр сучасних люмінофорних діодів аналогічний спектру люмінесцентних ламп, які давно використовуються в побуті. Схожість спектру обумовлена ​​тим, що в цих світлодіодах також використовується люмінофор, перетворюючий ультрафіолетове або синє випромінювання в видиме з хорошим спектром;
- мала інерційність;
- малий кут випромінювання - також може бути як гідністю, так і недоліком;
- безпека - не потрібні високі напруги;
- нечутливість до низьким і дуже низьким температурам. Однак, високі температури протипоказані світлодіоду, як і будь напівпровідникам.
Недоліки ламп на світлодіодах:
- основний недолік - висока ціна. Ставлення ціна/люмен у надяскравих світлодіодів в 50 - 100 разів більше, ніж у звичайної лампи розжарювання;
- низька гранична температура:
потужні освітлювальні світлодіоди вимагають зовнішнього радіатора для охолодження, тому що мають несприятливий співвідношення своїх розмірів до виділюваної теплової потужності (вони занадто дрібні) і не можуть розсіяти стільки тепла, скільки виділяють (незважаючи навіть на більш високий ККД, ніж у ламп розжарювання). Освітлювальний світлодіод потужністю 10 Ват вимагає пасивний радіатор розміром як у мікропроцесора Pentium 4 без вентилятора. Такий великий радіатор не тільки здорожує конструкцію, але і з працею може бути вписана в формат побутових освітлювальних приладів;
- для живлення світлодіода від живильної мережі необхідний низьковольтний джерело живлення постійного струму, теж з радіатором, що додатково збільшу...
