الخصائص الوظيفية وتطور سوق مصابيح LED المستخدمة في إضاءة المسرح

الخصائص الوظيفية وتطور سوق مصابيح LED المستخدمة في إضاءة المسارح. 1. تُعدّ مصابيح LED أحدث بديل لمصادر الإضاءة التقليدية. تشمل مزاياها عمرًا افتراضيًا طويلًا، وحجمًا صغيرًا، ومقاومة للاهتزاز، وتشغيلًا بجهد منخفض (LVDC)، وتكاليف صيانة منخفضة، وتأثيرًا بيئيًا ضئيلًا. كما أنها لا تتأثر بمشاكل التخلص من الزئبق التي تُصيب مصابيح الفلورسنت.

ومع ذلك، فقد عمل المصنعون بجد لتحسين كفاءة الطاقة لرقائق LED بشكل أكبر. وهنا نبدأ بفهم مصابيح LED. يقارن كتاب Understanding LEDs مصابيح LED بمصادر الضوء التقليدية، ويشرح أهمية وضرورة معلمات LED، ويسلط الضوء على المنتجات الجديدة التي تدفع تصميم LED ووظائفه. 1، تصنيف LED نستخدم منتجات Philips Lumileds الرسمية للتوضيح، انظر الصورة أدناه، من نقطة الطاقة، يمكن أن تكون عالية الطاقة ومتوسطة وصغيرة الطاقة وعالي الجهد وCOB ووحدات وما إلى ذلك. من حيث اللون: الطول الموجي للأشعة تحت الحمراء: أكبر من 800 نانومتر، الطول الموجي للأحمر: 620~630 نانومتر؛ الطول الموجي للبرتقالي: 600~620 نانومتر؛ الطول الموجي للأصفر: 585-600 نانومتر؛ الطول الموجي للأخضر: 555~585 نانومتر؛ الطول الموجي للأزرق: : 440-480 نانومتر الطول الموجي للأرجواني: 350-440 نانومتر الطول الموجي للوردي: 360-380 نانومتر الأشعة فوق البنفسجية: أقل من 350 نانومتر (UV).

الآن يصنع الجميع عينات LED ثلاثية الأساسيات (مصابيح LED المسطحة) ذات الطاقة المنخفضة والمتوسطة، والتي تُستخدم بشكل أساسي لإضاءة الإضاءة المحيطة ومصابيح LED القوية. تُستخدم الطاقة العالية بشكل أساسي في صنع مصباح LED المصبوغ (LEDPAR) ومصابيح التأثير LED ومصابيح LED المتحركة وCOB. تُصنع بشكل أساسي مصابيح COBPAR ومصابيح الجمهور ثنائية العينين وأربعة العيون وثمانية العيون. تُستخدم الوحدات عالية الطاقة بشكل أساسي في صنع مصابيح شعاع LED المتحركة ومصابيح نمط LED المتحركة ومصابيح LED المتحركة ثلاثية في واحد ومصابيح قطع LED المتحركة. في الوقت الحاضر، يمكن رؤية بعض مصابيح LED المتحركة بأنماط 30 وات وأنماط 60 وات وحزم 80 وات ونمط 120 وات ونمط 150 وات و350 وات ثلاثة في واحد وقطع 400 وات وقطع 500 وات وقطع 600 وات وما إلى ذلك. 2. لصنع منتجات LED، يجب أن تعرف مخطط اللون. مخطط اللون هو عرض من الأعلى للون مختلف يمثله نقاط في مواضع مختلفة.

صاغته اللجنة الدولية للإضاءة (CIE) عام ١٩٣١، ولذلك يُطلق عليه اسم مخطط CIE اللوني. ويُطلق عليه البعض اسم المخطط الطيفي أو مخطط اللونية. في الشكل، يُمثل إحداثي x نسبة اللون الأحمر الأساسي، ويُمثل إحداثي y نسبة اللون الأخضر الأساسي، ويُشتق إحداثي z الذي يُمثل اللون الأزرق الأساسي من x+y+z=1. تُمثل كل نقطة على القوس في الشكل لونًا طيفيًا نقيًا، ويُسمى هذا القوس محلًا طيفيًا.

الخط المستقيم من 400 نانومتر (بنفسجي) إلى 700 نانومتر (أحمر) هو سلسلة الألوان البنفسجي-الأحمر (ألوان غير طيفية) غير موجودة في الطيف. تُمثل النقطة المركزية C اللون الأبيض، وهو ما يُعادل لون ضوء الشمس عند الظهيرة، وإحداثيات لونها هي x = 0.3101 وy = 0.3162. بإضافة حرف S صغير على مخطط اللون، يُمكنك الحصول فورًا على درجة لون وتشبع اللون الذي تُمثله النقطة S.

وصل CS، يتقاطع خطه الممتد مع الموقع الطيفي عند النقطة O. الطول الموجي عند النقطة O هو الطول الموجي السائد للون S، والذي يحدد لونه. نسبة CS/CO للمسافات من C إلى النقطتين S وO هي تشبع اللون. إذا رُسم خط مستقيم من أي نقطة على الموقع الطيفي مرورًا بالنقطة C إلى نقطة أخرى على الموقع الطيفي المقابل، فإن الألوان عند طرفي الخط المستقيم تكون ألوانًا متكاملة.

ارسم خطًا مستقيمًا من أي نقطة P على الخط المستقيم الذي يمثل سلسلة الألوان غير الطيفية المار بالنقطة C، واقطع الموقع الطيفي عند النقطة Q. اللون عند النقطة Q هو اللون المكمل للون غير الطيفي عند النقطة P. يُعبَّر عن اللون غير الطيفي بإضافة الحرف c بعد طول موجة اللون المكمل، على سبيل المثال، يمثل 528c اللون المكمل للأخضر بطول موجة 528 نانومتر، أي البنفسجي. عند خلط أي لونين، يجب أن تكون نقطة لون اللون المختلط على خط الوصل بين أول نقطتين لونيتين.

يتضح من مخطط اللونية أنه يمكن توليف الألوان الأساسية الثلاثة الأحمر والأخضر والأزرق إلى أي لون. يتميز مخطط اللونية CIE بفائدة عملية كبيرة. يمكن معايرة أي لون، سواءً كان لون مصدر الضوء أو لون السطح، في مخطط اللونية، مما يجعل وصف اللون بسيطًا ودقيقًا، كما أن مسار توليف كل لون ضوئي واضح في لمحة. لضمان التحديد الدقيق للألوان، نشرت CIE معيار "لون سطح الإشارة البصرية" عام ١٩٨٣. يحدد هذا المستند النطاق المحدد للون سطح الإشارة البصرية في مخطط اللونية CIE.

٣. خصائص التيار الأمامي للصمام الثنائي الباعث للضوء (LED). ٤. خصائص خرج ضوء الصمام الثنائي الباعث للضوء والتيار. ٥. خصائص خرج ضوء الصمام الثنائي الباعث للضوء ودرجة حرارته. ٦. العلاقة بين عمر الصمام الثنائي الباعث للضوء ودرجة حرارته. ٧. المعلمات البصرية للصمام الثنائي الباعث للضوء، الوحدة أ، شدة الإضاءة (I، الشدة): وحدة T، شمعة، أي شمعة. يُعرَّف التدفق الضوئي المنبعث من مصدر ضوء بزاوية مصمتة واحدة في اتجاه معين بأنه شدة (درجة) مصدر الضوء في ذلك الاتجاه. تُقاس شدة الإضاءة لمصدر ضوء نقطي، أو يُقارن حجم المادة المضيئة بمسافة الإشعاع في مناسبات صغيرة. تشير هذه الكمية إلى قدرة الجسم المضيء المنبعث في الفضاء على التقارب.

يمكن القول إن شدة الإضاءة تصف مدى سطوع الضوء، لأنها وصف شائع لقدرة الضوء وقدرته على التقارب. كلما زادت شدة الإضاءة، بدا مصدر الضوء أكثر سطوعًا، وزاد سطوع الجسم المضاء به في نفس الظروف. لذلك، استُخدمت هذه المعلمة لوصف المصباح اليدوي سابقًا. ب. التدفق الضوئي للصمام الثنائي الباعث للضوء (F، Flux): وحدة لومن (T)، أي لومن.

تُسمى كمية الضوء المنبعثة من مصدر ضوء في وحدة الزمن بالتدفق الضوئي لمصدر الضوء. وبالمثل، ينطبق هذا المقدار على مصدر الضوء نفسه، وهو يصف الكمية الإجمالية للضوء المنبعث منه، والتي تعادل طاقة الضوء. كلما زاد التدفق الضوئي لمصدر الضوء، زادت كمية الضوء المنبعثة. في حالة الضوء المتساوي الخواص (أي أن الضوء ينبعث من مصدر الضوء بنفس الكثافة في جميع الاتجاهات)، تكون F = 4πI.

بمعنى آخر، إذا كانت I لمصدر الضوء 1cd، فإن التدفق الضوئي الكلي يساوي 4π = 12.56 لومن. بالمقارنة مع الوحدة الميكانيكية، يكون التدفق الضوئي مساويًا للضغط، وشدة الضوء مساوية للضغط. لجعل النقطة المُشعَّعة تبدو أكثر سطوعًا، لا نحتاج فقط إلى زيادة التدفق الضوئي، بل نحتاج أيضًا إلى زيادة متوسط ​​التقارب، أي تقليل المساحة، للحصول على شدة ضوئية أكبر.

ج. إضاءة LED (E، الإضاءة): وحدة T lux هي lx (كانت تُسمى سابقًا lux). الإضاءة الناتجة عن التدفق الضوئي لومن واحد موزعة بالتساوي على سطح متر مربع واحد. عادةً لا نستخدم هذه المعلمة كثيرًا، لذلك لن نتناولها بالتفصيل هنا. د. تجسيد اللون: يُطلق على درجة عرض مصدر الضوء للون الجسم نفسه اسم تجسيد اللون، أي درجة دقة اللون؛ ويُشار إلى تجسيد لون مصدر الضوء بمؤشر تجسيد اللون، الذي يشير إلى أن لون الجسم تحت الضوء أفضل من ضوء المرجع (ضوء الشمس). يمكن أن يعكس انحراف اللون أثناء الإضاءة خصائص لون مصدر الضوء بشكل كامل.

مصدر ضوء ذو أداء تجسيد لوني عالٍ يكون أفضل في اللون، والألوان التي نراها قريبة من الألوان الطبيعية. مصدر ضوء ذو أداء تجسيد لوني منخفض يكون ضعيفًا في اللون، وانحراف اللون الذي نراه كبير أيضًا. تحدد CIE التابعة للجنة الدولية للإضاءة مؤشر تجسيد لون الشمس عند 100، ويختلف مؤشر تجسيد اللون لمصادر الضوء المختلفة، مثل: مؤشر تجسيد لون مصباح الصوديوم عالي الضغط Ra = 23، ومؤشر تجسيد لون أنبوب الفلورسنت Ra = 60 ~ 90. هناك نوعان من تجسيد اللون: تجسيد لون دقيق: للتعبير بشكل صحيح عن اللون الأصلي للمادة، يجب استخدام مصدر ضوء ذو مؤشر تجسيد لوني مرتفع (Ra). القيمة قريبة من 100، وتجسيد اللون هو الأفضل.

مؤشر تجسيد اللون لمصدر الضوء الشائع (Ra): مصباح متوهج 97، مصباح فلورسنت أبيض 75-85، مصباح فلورسنت أبيض دافئ 80-90، مصباح هالوجين تنغستن 95-99، مصباح زئبق عالي الضغط 22-51، مصباح صوديوم عالي الضغط 20-30، مصباح هاليد معدني 60-65.8. تحليل تبديد الحرارة لمنتجات LED: التوصيل الحراري: يُشير التوصيل الحراري إلى التوصيل الحراري لمادة بسمك متر واحد وفرق درجة حرارة درجة مئوية واحدة (K، ℃) على جانبيها في ظل ظروف انتقال حرارة مستقرة. تُقاس الحرارة المنقولة عبر مساحة متر مربع بوحدة واط/متر درجة (W/(m·K)، حيث يمكن استبدال K بـ ℃). التوصيل الحراري هو فقط لنوع انتقال الحرارة الذي يوجد فيه التوصيل الحراري. عندما توجد أشكال أخرى من انتقال الحرارة، مثل الإشعاع والحمل الحراري وانتقال الكتلة، تُسمى علاقة انتقال الحرارة المركبة غالبًا "انتقال الحرارة الظاهري". يُطلق على معامل التوصيل الحراري الظاهري أو التوصيل الحراري الفعال (نفاذية الحرارة للمادة).

بالإضافة إلى ذلك، تُحدد الموصلية الحرارية للمواد المتجانسة. في الواقع، هناك مواد مسامية، ومتعددة الطبقات، ومتعددة البنى، ومتباينة الخواص. الموصلية الحرارية لهذه المواد هي في الواقع أداء الموصلية الحرارية الشاملة، والمعروفة أيضًا باسم الموصلية الحرارية المتوسطة. الصيغة الأساسية لانتقال الحرارة هي: Φ = KA⊿T. Φ: تدفق الحرارة. WK: الموصلية الحرارية الكلية.

W/(M2.℃)A: مساحة انتقال الحرارة. M2⊿T: فرق درجة الحرارة بين السائل الساخن والبارد. الشرط الضروري لتوصيل الحرارة هو وجود فرق في درجة الحرارة داخل الجسم، وبالتالي تنتقل الحرارة من الجزء ذي درجة الحرارة المرتفعة إلى الجزء ذي درجة الحرارة المنخفضة.

تُعرف عملية انتقال الحرارة عادةً باسم تدفق الحرارة. المعنى الفيزيائي لـ λ هو: عندما يكون تدرج درجة الحرارة 1 كلفن/متر، تنتقل الحرارة عبر منطقة التوصيل الحراري التي تبلغ 1 متر مربع في الثانية، ووحدتها هي واط/متر·كلفن أو واط/متر·درجة مئوية. يمكن تحديد λ لمواد مختلفة تجريبيًا.

بشكل عام، تتمتع المعادن بأكبر قيمة لامدا، وتتمتع المواد الصلبة غير المعدنية بقيم لامدا أصغر، وتتمتع السوائل بقيم لامدا أصغر، وتتمتع الغازات بأصغر قيم لامدا.