ลักษณะการทำงานและการพัฒนาตลาดของ LED ที่ใช้ในการส่องสว่างบนเวที

ลักษณะการทำงานและการพัฒนาตลาดของหลอด LED ที่ใช้ในระบบไฟเวที 1. หลอด LED ถือเป็นผลิตภัณฑ์ทดแทนแหล่งกำเนิดแสงแบบดั้งเดิมล่าสุด ข้อดีของหลอด LED ได้แก่ อายุการใช้งานยาวนาน ขนาดกะทัดรัด ทนทานต่อการสั่นสะเทือน ใช้งานด้วยแรงดันไฟฟ้าต่ำ (LVDC) ต้นทุนการบำรุงรักษาต่ำ และผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมต่ำ หลอด LED ไม่ได้รับผลกระทบจากปัญหาการกำจัดสารปรอทที่มักพบในหลอดฟลูออเรสเซนต์

อย่างไรก็ตาม ผู้ผลิตได้ทำงานอย่างหนักเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานของชิป LED ให้ดียิ่งขึ้น เริ่มต้นด้วยการทำความเข้าใจเกี่ยวกับ LED การทำความเข้าใจเกี่ยวกับ LED จะเปรียบเทียบ LED กับแหล่งกำเนิดแสงแบบดั้งเดิม อธิบายถึงความเกี่ยวข้องและความสำคัญของพารามิเตอร์ของ LED และเน้นย้ำถึงผลิตภัณฑ์ใหม่ที่ขับเคลื่อนการออกแบบและการทำงานของ LED 1. การจำแนกประเภท LED เราใช้ผลิตภัณฑ์อย่างเป็นทางการของ Philips Lumileds เพื่ออธิบาย ดูภาพด้านล่าง จากจุดจ่ายไฟ อาจเป็นพลังงานสูง ขนาดกลางและขนาดเล็ก แรงดันไฟฟ้าสูง COB โมดูล ฯลฯ ในแง่ของสี: ความยาวคลื่นอินฟราเรด: มากกว่า 800 นาโนเมตร ความยาวคลื่นสีแดง: 620-630 นาโนเมตร; ความยาวคลื่นสีส้ม: 600-620 นาโนเมตร; ความยาวคลื่นสีเหลือง: 585-600 นาโนเมตร; ความยาวคลื่นสีเขียว: 555-585 นาโนเมตร; ความยาวคลื่นสีน้ำเงิน: 440-480 นาโนเมตร ความยาวคลื่นสีม่วง: 350-440 นาโนเมตร ความยาวคลื่นสีชมพู: 360-380 นาโนเมตร รังสีอัลตราไวโอเลต: น้อยกว่า 350 นาโนเมตร (UV)

ปัจจุบันนี้ใครๆ ต่างก็ผลิตหลอดไฟ LED แบบสามหลัก (ไฟ LED แบบแบน) ที่มีกำลังไฟต่ำและปานกลาง ซึ่งส่วนใหญ่ใช้ในการส่องสว่างแสงโดยรอบและไฟแฟลช LED กำลังไฟสูงส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตไฟพาร์ LED แบบย้อม (LEDPAR), ไฟเอฟเฟกต์ LED, ไฟ LED เคลื่อนที่, COB ส่วนใหญ่ผลิตไฟ COBPAR, ไฟผู้ชมแบบสองตา, สี่ตา, และแปดตา โมดูลกำลังไฟสูงส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตไฟ LED เคลื่อนที่, ไฟ LED เคลื่อนที่แบบมีลวดลาย, ไฟ LED เคลื่อนที่แบบสามในหนึ่ง และไฟ LED เคลื่อนที่แบบตัด ปัจจุบัน ไฟ LED เคลื่อนที่แบบมีลวดลายบางรุ่นสามารถพบเห็นได้ในรูปแบบลำแสง 30W, 60W, 80W, 120W, 150W, 350W แบบสามในหนึ่ง, การตัด 400W, การตัด 500W, การตัด 600W เป็นต้น 2. ในการผลิตผลิตภัณฑ์ LED คุณต้องรู้แผนภาพสี แผนภาพความอิ่มตัวของสีเป็นมุมมองแผนผังของความอิ่มตัวของสีต่างๆ ที่แสดงโดยจุดที่ตำแหน่งต่างๆ

ไดอะแกรมนี้จัดทำขึ้นโดยคณะกรรมการระหว่างประเทศว่าด้วยการส่องสว่าง (CIE) ในปี ค.ศ. 1931 จึงเรียกว่าไดอะแกรมโครมาติกซิตีของ CIE บางคนเรียกว่าไดอะแกรมสเปกตรัมและไดอะแกรมโครมาติกซิตี ในรูป พิกัด x คืออัตราส่วนของสีหลักสีแดง พิกัด y คืออัตราส่วนของสีเขียวหลัก และพิกัด z ที่แทนสีหลักสีน้ำเงิน สามารถหาได้จาก x+y+z=1 แต่ละจุดบนส่วนโค้งในรูปแทนสีสเปกตรัมบริสุทธิ์ และส่วนโค้งนี้เรียกว่าโลคัสสเปกตรัม

เส้นตรงจาก 400 นาโนเมตร (สีม่วง) ถึง 700 นาโนเมตร (สีแดง) คือชุดสีม่วงแดง (สีที่ไม่ใช่สเปกตรัม) ซึ่งไม่อยู่ในสเปกตรัม จุดศูนย์กลาง C แทนสีขาว ซึ่งเทียบเท่ากับสีของแสงอาทิตย์ตอนเที่ยง และพิกัดสีคือ x=0.3101, y=0.3162 หากใส่ค่า S เล็กน้อยในแผนภาพสี คุณจะได้เฉดสีและความอิ่มตัวของสีที่แสดงโดยจุด S ทันที

เชื่อมต่อ CS เส้นที่ขยายออกตัดกับตำแหน่งสเปกตรัมที่จุด O ความยาวคลื่นที่จุด O คือความยาวคลื่นหลักของสี S ซึ่งเป็นตัวกำหนดเฉดสีของสี S อัตราส่วน CS/CO ของระยะทางจาก C ไปยังจุด S และ O คือความอิ่มตัวของสี หากลากเส้นตรงจากจุดใดๆ บนตำแหน่งสเปกตรัมผ่านจุด C ไปยังจุดอื่นบนตำแหน่งสเปกตรัมฝั่งตรงข้าม สีที่ปลายทั้งสองข้างของเส้นตรงจะเป็นสีเสริม

ลากเส้นตรงจากจุด P ใดๆ บนเส้นตรงที่แสดงอนุกรมสีที่ไม่ใช่สเปกตรัมผ่านจุด C และตัดกับตำแหน่งสเปกตรัมที่จุด Q สีที่จุด Q เป็นสีเสริมของสีที่ไม่ใช่สเปกตรัมที่จุด P สีที่ไม่ใช่สเปกตรัมแสดงโดยการเติมตัวอักษร c ต่อท้ายความยาวคลื่นของสีเสริม เช่น 528c แทนสีเสริมของสีเขียวที่มีความยาวคลื่น 528 นาโนเมตร นั่นคือสีม่วง เมื่อมีการผสมสีสองสีใดๆ จุดสีของสีผสมจะต้องอยู่บนเส้นเชื่อมของจุดสีสองจุดแรก

จากแผนภาพโครมาติกซิตี จะเห็นได้ว่าสีหลักสามสี ได้แก่ สีแดง สีเขียว และสีน้ำเงิน สามารถสังเคราะห์เป็นสีใดก็ได้ แผนภาพโครมาติกซิตีของ CIE มีคุณค่าในทางปฏิบัติอย่างมาก สีใดๆ ไม่ว่าจะเป็นสีของแหล่งกำเนิดแสงหรือสีของพื้นผิว ก็สามารถปรับเทียบได้ในแผนภาพโครมาติกซิตี ซึ่งทำให้คำอธิบายของสีนั้นง่ายและแม่นยำ และเส้นทางการสังเคราะห์แสงของแต่ละสีก็ชัดเจนในทันที เพื่อให้แน่ใจว่าสามารถระบุสีได้อย่างถูกต้อง CIE จึงได้เผยแพร่มาตรฐาน "Visual Signal Surface Color" ในปี พ.ศ. 2526 เอกสารนี้ระบุช่วงเฉพาะของสีพื้นผิวสัญญาณภาพบนแผนภาพโครมาติกซิตีของ CIE

3. ลักษณะกระแสไฟฟ้าไปข้างหน้าของ LED 4. ลักษณะเอาต์พุตของแสง LED และกระแสไฟฟ้า 5. ลักษณะเอาต์พุตของแสง LED และอุณหภูมิ 6. ความสัมพันธ์ระหว่างอายุการใช้งานของ LED และอุณหภูมิ 7. พารามิเตอร์ทางแสงของ LED หน่วย a ความเข้มการส่องสว่าง (I, ความเข้ม): T มีหน่วยเป็นแคนเดลา หรือ cd ฟลักซ์ส่องสว่างที่ปล่อยออกมาจากแหล่งกำเนิดแสงในมุมตันหนึ่งหน่วยในทิศทางที่กำหนด ถูกกำหนดให้เป็นความเข้ม (องศา) ของการส่องสว่างของแหล่งกำเนิดแสงในทิศทางนั้น ความเข้มการส่องสว่างสำหรับแหล่งกำเนิดแสงจุด หรือขนาดของแหล่งกำเนิดแสงจะถูกเปรียบเทียบกับระยะการส่องสว่างในบางครั้ง ปริมาณนี้แสดงถึงความสามารถในการรวมแสงของวัตถุส่องสว่างที่ปล่อยออกมาในอวกาศ

อาจกล่าวได้ว่าความเข้มของการส่องสว่างอธิบายถึงความสว่างของแสง เนื่องจากเป็นคำอธิบายทั่วไปเกี่ยวกับกำลังแสงและความสามารถในการรวมแสง ยิ่งความเข้มของการส่องสว่างมากเท่าใด แหล่งกำเนิดแสงก็จะยิ่งดูสว่างขึ้น และวัตถุที่ได้รับแสงจากแหล่งกำเนิดแสงก็จะยิ่งสว่างขึ้นภายใต้สภาวะเดียวกัน ดังนั้น พารามิเตอร์นี้จึงถูกนำมาใช้เพื่ออธิบายไฟฉายก่อนหน้านี้ ข. ฟลักซ์ส่องสว่างของ LED (F, ฟลักซ์): T หน่วยลูเมน หรือ lm

ปริมาณแสงที่ปล่อยออกมาจากแหล่งกำเนิดแสงต่อหน่วยเวลาเรียกว่า ฟลักซ์ส่องสว่างของแหล่งกำเนิดแสง ในทำนองเดียวกัน ปริมาณนี้ใช้สำหรับแหล่งกำเนิดแสง และอธิบายถึงปริมาณแสงทั้งหมดที่ปล่อยออกมาจากแหล่งกำเนิดแสง ซึ่งเทียบเท่ากับกำลังแสง ยิ่งฟลักซ์ส่องสว่างของแหล่งกำเนิดแสงมากเท่าใด แสงที่ปล่อยออกมาก็จะมากขึ้นเท่านั้น สำหรับแสงไอโซทรอปิก (นั่นคือ แสงจากแหล่งกำเนิดแสงถูกปล่อยออกมาด้วยความหนาแน่นเท่ากันในทุกทิศทาง) ดังนั้น F = 4πI

กล่าวคือ หากค่า I ของแหล่งกำเนิดแสงเท่ากับ 1cd ฟลักซ์ส่องสว่างรวมจะเท่ากับ 4π = 12.56 lm เมื่อเทียบกับหน่วยเชิงกล ฟลักซ์ส่องสว่างจะเท่ากับความดัน และความเข้มของการส่องสว่างจะเท่ากับความดัน เพื่อให้จุดที่ถูกฉายแสงดูสว่างขึ้น เราไม่เพียงแต่ต้องเพิ่มฟลักซ์ส่องสว่างเท่านั้น แต่ยังต้องเพิ่มวิธีการรวมแสง ซึ่งก็คือการลดพื้นที่เพื่อให้ได้ความเข้มที่มากขึ้น

c. ความสว่างของ LED (E, ความสว่าง): T มีหน่วยเป็นลักซ์ (lux) (เดิมเรียกว่าลักซ์) ความสว่างที่เกิดจากฟลักซ์ส่องสว่าง 1 ลูเมนที่กระจายอย่างสม่ำเสมอบนพื้นผิว 1 ตารางเมตร โดยปกติเราจะไม่ได้ใช้พารามิเตอร์นี้มากนัก ดังนั้นจึงจะไม่ลงรายละเอียดในที่นี้ d. การแสดงสี: ระดับที่แหล่งกำเนิดแสงแสดงสีของวัตถุเรียกว่าการแสดงสี นั่นคือ ระดับความเที่ยงตรงของสี การแสดงสีของแหล่งกำเนิดแสงจะแสดงด้วยดัชนีการแสดงสี ซึ่งระบุว่าสีของวัตถุภายใต้แสงนั้นดีกว่าแสงอ้างอิง (แสงแดด) ความเบี่ยงเบนของสีระหว่างการส่องสว่างสามารถสะท้อนลักษณะสีของแหล่งกำเนิดแสงได้อย่างเต็มที่

แหล่งกำเนิดแสงที่มีประสิทธิภาพการแสดงสีสูงจะมีสีที่ดีกว่า และสีที่เรามองเห็นจะใกล้เคียงกับสีธรรมชาติ แหล่งกำเนิดแสงที่มีประสิทธิภาพการแสดงสีต่ำจะมีประสิทธิภาพสีที่ไม่ดี และความเบี่ยงเบนของสีที่เรามองเห็นก็มากเช่นกัน CIE ของคณะกรรมาธิการระหว่างประเทศว่าด้วยการส่องสว่างกำหนดดัชนีการแสดงสีของดวงอาทิตย์ไว้ที่ 100 และดัชนีการแสดงสีของแหล่งกำเนิดแสงต่างๆ จะแตกต่างกัน เช่น ดัชนีการแสดงสีของหลอดโซเดียมความดันสูง Ra = 23 และดัชนีการแสดงสีของหลอดฟลูออเรสเซนต์ Ra = 60 ~ 90 การแสดงสีมีสองประเภท: การแสดงสีที่ถูกต้อง: เพื่อแสดงสีดั้งเดิมของวัสดุได้อย่างถูกต้อง ต้องใช้แหล่งกำเนิดแสงที่มีดัชนีการแสดงสี (Ra) สูง ค่าที่ใกล้เคียง 100 และการแสดงสีจะดีที่สุด

ดัชนีความถูกต้องของสีแหล่งกำเนิดแสงทั่วไป Ra: หลอดไส้ 97, หลอดฟลูออเรสเซนต์สีขาว 75-85, หลอดฟลูออเรสเซนต์สีขาวอุ่น 80-90, หลอดฮาโลเจนทังสเตน 95-99, หลอดปรอทแรงดันสูง 22-51, หลอดโซเดียมแรงดันสูง 20-30, หลอดเมทัลฮาไลด์ 60-65.8 การวิเคราะห์การกระจายความร้อนของผลิตภัณฑ์ LED การนำความร้อน ค่าการนำความร้อน หมายถึง ค่าการนำความร้อนของวัสดุที่มีความหนา 1 เมตร และมีความต่างของอุณหภูมิ 1 องศา (K, ℃) ทั้งสองด้านของวัสดุ ภายใต้สภาวะการถ่ายเทความร้อนที่เสถียร ความร้อนที่ถ่ายเทโดยพื้นที่หนึ่งตารางเมตร มีหน่วยเป็นวัตต์/เมตรองศา (W/(m·K) โดยที่ K สามารถแทนด้วย ℃ ได้) ค่าการนำความร้อนนี้ใช้สำหรับรูปแบบการถ่ายเทความร้อนที่มีการนำความร้อนเท่านั้น เมื่อมีการถ่ายเทความร้อนรูปแบบอื่นๆ เช่น การแผ่รังสี การพาความร้อน และการถ่ายเทมวล ความสัมพันธ์ของการถ่ายเทความร้อนแบบผสมมักเรียกว่า การถ่ายเทความร้อนปรากฏ ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนที่ปรากฏ หรือ ค่าการนำความร้อนที่มีประสิทธิภาพ (การส่งผ่านความร้อนของวัสดุ)

นอกจากนี้ ค่าการนำความร้อนยังใช้สำหรับวัสดุที่เป็นเนื้อเดียวกัน ในความเป็นจริงแล้ว วัสดุเหล่านี้มีทั้งแบบมีรูพรุน แบบหลายชั้น แบบหลายโครงสร้าง และแบบแอนไอโซทรอปิก ค่าการนำความร้อนที่ได้จากวัสดุเหล่านี้แท้จริงแล้วคือสมรรถนะของค่าการนำความร้อนโดยรวม หรือที่รู้จักกันในชื่อค่าการนำความร้อนเฉลี่ย สูตรพื้นฐานของการถ่ายเทความร้อนคือ Φ=KA⊿T.Φ: การไหลของความร้อน WK: ค่าการนำความร้อนรวม

W/(M2.℃)A: พื้นที่ถ่ายเทความร้อน M2⊿T: ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างของไหลร้อนและของไหลเย็น เงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการนำความร้อนคือความแตกต่างของอุณหภูมิภายในวัตถุ ดังนั้นความร้อนจึงถูกถ่ายเทจากส่วนที่มีอุณหภูมิสูงไปยังส่วนที่มีอุณหภูมิต่ำ

กระบวนการถ่ายเทความร้อนมักเรียกว่า การไหลของความร้อน ความหมายทางกายภาพของ λ คือ เมื่อความต่างของอุณหภูมิเท่ากับ 1 กิโลจูล/เมตร ความร้อนที่ถ่ายเทผ่านพื้นที่การนำความร้อนมีค่าเท่ากับ 1 ตารางเมตรต่อวินาที และมีหน่วยเป็น W/m·K หรือ W/m·℃ λ ของสารต่างๆ สามารถหาได้จากการทดลอง

โดยทั่วไปแล้ว โลหะจะมีค่าแลมบ์ดาสูงที่สุด โลหะที่ไม่ใช่โลหะที่เป็นของแข็งจะมีค่าแลมบ์ดาต่ำกว่า ของเหลวจะมีค่าแลมบ์ดาต่ำกว่า และก๊าซจะมีค่าแลมบ์ดาต่ำที่สุด