ハイパワーLEDの構造原理。スキーム、説明

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LED。高出力 LED の構造原理。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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記事へのコメント

パワー LED の設計は、次の原則に基づいています。:

AlGalnP/GaAs システムでは、高効率発光ヘテロ構造が使用されました。 AlGalnP/GaP および InGaN (ヘテロ構造の活性領域には単一または複数の量子井戸が含まれます)。
発光結晶の面積 S は 1 mm2 (直径 0,05 mm の標準 LED の 2 mm5 ではなく) を超えており、結晶面積の増加は動作電流の増加、つまり光束の増加と光束の減少を目的としています。結晶の熱抵抗。
多くの設計では光束を増やすために、いくつかの結晶が直列および並列直列に接続されて使用されます。
強力な銅またはアルミニウムのベース (ラジエーター) が、熱放散を改善するためのクリスタルホルダーとして使用されます。
適切な反射体を使用して、結晶の横方向の放射を収集し、変換しました。
放射を効率的に出力し、所定の放射パターンを形成するために、LED 設計には、側面放射反射板とサイズが一致したポリマーレンズが含まれており、一部の設計では二次光学系も含まれています。

現在、Lumileds Lighting社のLuxeonタイプのLEDが広く使われています。図上。 4.6 は強力な Luxeon LED の構造を示しています。

高出力LEDの構築の原則
米。 4.6. 強力な Luxeon LED の構造

同様の設計で、中国のメーカーから強力で安価な LED が多数提供されています。 Luxeon LED の設計により、ダイからの効率的な熱放散が保証されます。 LED に供給されるかなりの量のエネルギーが依然としてクリスタルの加熱に使用されます。公称順電流 0,3 A における白色 Luxeon LED の発光効率は 30 ～ 40 lm / W です。つまり、これは古典的な白熱灯やハロゲン白熱灯の光出力を超えています。

Luxeon LED は、電力によって次のシリーズに分類されます。:

Luxeon - 1 W (直流動作電流 350 mA のシングルチップ);
Luxeon III - 3 W (直流動作電流 0,7 ～ 1 A のシングルチップ);
Luxeon V - 5 W (直流動作電流 700XNUMX mA の XNUMX チップ)。

Luxeon LED はデザインによって分けられています:

エミッタ - シングル LED (基本要素);
スター - ヒートシンクベースのエミッタ。

図上。 4.7 は、白色 LED Luxeon Star の外観を示しています (結晶と反射体は黄色の蛍光体の層で覆われています)。そして図では。図 4.8 は、Star に基づく Luxeon 側発光を示しています。特殊な円錐レンズ (リバースレンズ) のおかげで、円形の放射パターンが得られます。

Star/C - コネクタ付きの正方形ヒートシンクのエミッタ

Star/O - 二次光学系が統合されたエミッター

図上。 4.9 は、左から右に Luxeon Star/O (統合二次光学系付き)、Luxeon Star、および Luxeon エミッターを示しています。

リング 6、リング 12 - リングベースに取り付けられた 6 個および 12 個の Star / O LED で構成されるモジュール (図 4.10)。

高出力LEDの構築の原則
米。 4.7. 白色LED Luxeon Starの外観

高出力LEDの構築の原則
米。 4.8. 星に基づく Luxeon Side Emitting の外観

高出力LEDの構築の原則
米。 4.9. 白色LED Luxeon Starの外観

高出力LEDの構築の原則
米。 4.10. Ring 6、Ring 12モジュールの外観

Lumileds Lighting 以外にも、高効率 (1W) LED は他の有名なメーカーによって製造されています。たとえば、OSRAM Optosemiconductors は Golden DRAGON ™ シリーズを製造しています。テーブル内。 4.1が与えられます OSRAM、NICHIA、Edixeon 1W 白色光 LED の仕様.

表4.1。白色光LEDの仕様 OSRAM、NICHIA、Edixeon

高出力LEDの構築の原則

Luxeon LED 開発の次の段階は、Luxeon K2 シリーズ LED でした。それらの実行の変形を図に示します。 4.11と図。 4.12. 次の図 (図 4.13) は、Luxeon K2 LED の内部構造を示しています。

高出力LEDの構築の原則
米。 4.11. STARベースのLuxeon K2シリーズLEDの外観

高出力LEDの構築の原則
米。 4.12. Luxeon K2シリーズ LED（発光）の外観

高出力LEDの構築の原則
米。 4.13. LED Luxeon K2 の内部構造

Luxeon K2 シリーズの LED の光束 (LXK2-PW14-V00 など) は、直流動作電流 120 A で 1 lm です。

著者: Koryakin-Chernyak S.L.

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