Параметры светодиодов.

Светодиоды, выпускаемые различными фирмами в весьма широком ассортименте, изготавливаются на основе твердых растворов арсенидов галлия-алюминия AlGaAs (светоотдача промышленных образцов 10 лм/Вт, отношение излучаемой мощности к потребляемой — КПД ~ 10%), фосфидов галлия-индия-алюминия Al-InGaP (светоотдача - 20 лм/Вт, КПД-3%), нитрида галлия GaN (светоотдача - 3...8 лм/Вт, КПД 3…4%).

На графике приведена зависимость относительной интенсивности излучения от длины волны для светодиодов красного, зеленого и синего цветов (см. рисунок 7).

Следует отметить, что данные приведены не в полном объеме: производятся светодиоды различных модификаций по длине волны излучения или координатам цветности (Rank, Bin или Color Coordinates), излучающие вблизи основной длины волны. Так» фирма Nichia выпускает сине-зеленые светодиоды типа NSPE четырех модификаций, пиковая длина излучения которых меняется от 490 до 510 нм.

Рисунок 7. Зависимость относительной интенсивности излучения от длины волны светодиода.

С учётом этого, можно утверждать, что современная номенклатура светодиодов полностью перекрывает видимый диапазон спектра излучения.

Основные светотехнические характеристики светодиодов: осевая сила света, пространственное распределение излучения (см. рисунок 8).

Рисунок 8. Пространственное светораспределение светодиодов в зависимости от угла излучения светодиода.

К электрическим параметрам светодиодов, в первую очередь, относится: прямой ток и напряжение зависимость между которыми для некоторых типов светодиодов приведена на графиках (см. рисунок 9).

Рисунок. 9. Вольт-амперная характеристика светодиода.

Высокая надежность — одно из основных достоинств светодиодов. В настоящее время подробно изучены причины, виды и механизмы отказов светодиодов, разработаны методы расчетов надежности и ускоренных испытаний. Расчеты показали, что вероятность безотказной работы светодиодов после 10 0000 часов эксплуатации составляет при температуре +45°С 98,91%.

Расчетное время безотказной работы светодиодов при +30°С составляет 42 года, ускоренные испытания дали результат 36 лет.

Изучение ухудшения светового потока светодиодов в процессе эксплуатации показало, что при токе 30 мА в течение 8000 часов произошло уменьшение светового потока на 8,5% при температуре +55°С и на 13,3% при температуре -40°С, при эксплуатации светодиодов уменьшение силы света при повышенной температуре +55°С и токе 50 мА составило 20% через 15 000 часов, при этом прогнозируемое уменьшение силы света в таких экстремальных условия не превысит 25% через 10 000 часов.

Стоимость аппаратуры на светодиодах в среднем больше в 2...4 раза стоимости аппаратуры на традиционных источниках света, однако за счет уменьшения эксплуатационных расходов на обслуживание, увеличения долговечности (100 000 часов), срока службы (15-25 лет), полной совместимости с любыми пер­вичными источниками электропитания применение светодиодов экономически оправдано.

В связи с выше сказанным, применение, в перспективе, светодиодов в светосигнальной аппаратуре для автомобилей, получит широкое распространение: это габаритные огни, сигналы поворота, заднего хода, т.е. все световые сигналы красного (оранжевого), желтого и белого цвета для наружного освещения и приборы внутреннего освещения. Светодиоды в настоящее время уже применяются практически во всех типах фонарей дополнительного сигнала торможения.

По этой причине снижение аварийности и повышение безопасности может быть достигнуто, в частности, путем коренного совершенствования этой аппаратуры.

В применяемой в настоящее время автомобильной системе освещения используются традиционные источники света. Они имеют долговечность до 3000 часов (в зависимости от режимов нагрузки) и характеризуются светоотдачей (неотфильтрованное излучение) от 8 -15 лм на 1 Вт потребляемой электрической мощности.

Низкая надежность и большое энергопотребление системы освещения, используемой в настоящее время, требуют разработки и организации производства аппаратуры нового поколения с существенно лучшими технико-экономическими характеристиками.

Преимущество СИД состоит в их надежности, низкой энергоемкости, быстрорастущей эффективности, малых габаритах и хороших световых характеристиках. Исходя из всего этого, можно говорить об идеальном источнике света, у которого всего один недостаток - его высокая стоимость по сравнению с традиционными источниками. Но цена постоянно снижается и, вполне возможно, что уже в ближайшем будущем СИД станут основными источниками света в автомобильной светотехнике.

Дата добавления: 2015-08-13