انواع ال ای دی و کاربردهای آن

انواع ال ای دی و کاربردهای آن

LED مخفف LIGHT EMITTED DIODE به معنی دیود ساطع کننده نور است، در واقع LED عضوی از خانواده دیودها می باشد که خود زیر گروهی از نیمه هادی ها به شمار می آیند.

می توان گفت که LED یک دیود با میزان تابش نور بیشتر است زیرا تمامی دیودها در اثر عبور جریان، از خود نور منتشر می کنند که به دلیل ساختار فیزیکی و پوشش بدنه در برخی از آنان میزان نور منتشر شده بسیار کم و یا حتی غیر قابل مشاهده است.

گاهی اوقات نور منتشر شده با دستگاه هایی مانند انواع دوربین های دیجیتال قابل مشاهده می باشد که طول موج این نور در طیف مادون قرمز قرار می گیرد که به این نوع LED مادون قرمز (IR) گفته می شود.

برای آنکه نور منتشر شده توسط LED با چشم قابل رویت باشد باید در طیف طول موج نورهای مرئی قرار گیرد که این خود به میزان فرکانس کاری و ساختار فیزیکی LED مربوط می شود.

با توجه به مطالب ذکر شده می توان نتیجه گرفت که پس از ساخت دیودها اولین LED ها به صورت، LED مادون قرمز تولید شدند که وظایف ارسال داده و کنترل از راه دور را به عهده داشتند.

به تدریج محققان و کارشناسان توانستند با ایجاد تغییراتی در ساختار فیزیکی LED، موفق به تولید LEDهایی با تابش نور در طول موج طیف نورهای مرئی شدند.

تاریخچه تولید ال ای دی ها

در ابتدا LEDها به صورت تک رنگ و اغلب با سه رنگ آبی ، قرمز و سبز تولید می شدند که موارد استفاده این LEDها در بردهای الکترونیکی به عنوان چراغ سیگنال و به منظور نشان دادن روشن یا خاموش بودن دستگاه ها و مدارات بود.

راهی برای تولید LEDهایی با تابش نور سفید

از آنجایی که برای مصارف روشنایی بیشتر نور سفید مورد استفاده قرار می گیرد دانشمندان در پی راهی برای تولید LEDهایی با تابش نور سفید بودند که موفق به تولید نوعی LED شدند که این LED نیز از خود نور سفید مایل به آبی منتشر می کرد در واقع نور سفیدی که هاله ای از نور آبی در آن وجود داشت.

به مرور محققان توانستند که با استفاده از ترکیب سه رنگ آبی، قرمز و سبز با یکدیگر به یک نور سفید واحد دست پیدا کنند.

از اینجا بود که به تدریج LED در صنایع روشنایی راه یافت. این LEDهای معمولی و اولیه از میزان نور دهی کمی بر خوردار بودند.

درسال ۲۰۰۳ اعلام شد که تا سال ۲۰۱۰ به بازده نوری برابر ۱۲۰ لومن بر وات برای LEDها دست خواهیم یافت و این در حالیست که در سال ۲۰۰۴ شرکت EPISTAR اعلام نمود که به بازده ۱۰۸ لومن بر وات دست یافته است.

امروزه LEDها در انواع متنوع و در رنگ های متنوع وارد صنعت روشنایی و نور پردازی شده اند و از آنها علاوه بر مصارف روشنایی و تزئینی در تولید مانیتورهایLED با ابعاد مختلف نیز استفاده می شود.

LEDها از نظر میزان نور دهی و شکل ظاهری به دسته های مختلف مانند : LEDهای معمولی شامل {LEDکلاهی، اوالOVAL LED، مات و برایت} – پاور ال ای دی POWER LED – ال ای دی اس ام دی SMD LED – ال ای دی پاور اس ام دی SMD POWER LED – ال ای دی سی او بی COB LED – ال ای دی ام سی او بی MCOB LED تقسیم بندی می شوند.

LEDهای معمولی:

این نوع ال ای دی ها معمولا دارای شکل استوانه ای و یا مکعبی و با پایه های بلند می باشند و در انواع تک رنگ، سه رنگ RGB، هفت رنگ و سفید می باشند که از لحاظ تعداد پایه ها دو پایه، سه پایه و چهار پایه و در قطر های مختلف موجود می باشد که جزء LEDهای اولیه هستند و میزان نوردهی پایینی دارند. این LEDها اصطلاحا DIP هستند یعنی بر روی بردهای سوراخ دار لحیم می شوند.

پاور LED:

پاور LED ها که تقریبا می توان گفت نسل بعدی LED ها هستند نیز مانند LED های اولیه به صورت تک رنگ، سفید و RGB و در رنج های ۱W و ۳W موجود می باشند.

میزان نور دهی این LEDها بسیار مناسب بوده و در رنج ۱۰۰ تا ۱۱۰ لومن بر وات می باشد ودر تکنولوژی جدید ۱۳۰ و ۱۶۰ تا ۱۸۰ لومن بروات نیز رسیده است.

نصب این LEDها بر روی برد PCB به صورت SMD می باشد و برای جلوگیری از آسیب دیدن و سوختن این LED ها از یک هیت سینک برای انتقال حرارت آن استفاده می شود و با توجه به میزان جریان و توان مصرفی برای تامین آنها درایوری متناسب به برد نصب می شود.

(البته گروه های دیگر LED نیز نیاز به درایور و هیت سینک دارند)، این LEDها طول عمر بیشتری نسبت به LEDهای معمولی دارند و بازده نوری بالایی داشته و در صنایع روشنایی به وفور مورد استفاده قرار می گیرند.

SMD LED:

واژه SMD مخفف SURFACE MOUNT DEVICE و به معنی قطعات نصب شده روی سطح می باشد، این LEDها نیز مشابه POWER LED ها هستند با این تفاوت که سایز کوچک تر و پایه های کوتاه تری دارند و در سایزهای ۵۰۵۰، ۳۵۲۸، ۳۰۱۴، ۵۶۳۰ و… موجود می باشند.

نوع دیگری از SMD ها، ال ای دی های POWER SMD هستند. ساختار این LEDها بدین گونه است که یک سری LED های SMD بسیار ریز بر روی یک صفحه آلومینیومی قرار می گیرد و این LED ها را با سیم های نازکی از طلا به صورت سری به یکدیگر متصل می کنند که در واقع یک پک LED با توان بالا به وجود می آید.

در کل این LEDها تلفات حرارتی کمتری دارند و عموما به شکل مربع و یا مستطیل تولید می شوند.

میزان نور دهی این LED ها از ۱۱۰ تا ۱۴۰ لومن بر وات می باشد. از مزایای این نوع LED کاهش مصرف قلع و صرفه جویی در ابعاد مدار چاپی و عدم دخالت انسان در تولید آن می باشد.

COB LED:

واژه COB مخفف CHIPS ON BOARD به معنی چیپ هایی بر روی برد می باشد. ساختار این LED ها بدین گونه است که یک سری LED های ریز و کم توان بر روی یک برد و ماژول سوار می شوند این LED ها بسیار شبیه SMD LED ها هستند اما تفاوت آن ها در این است که در SMD LED ها، LED ها با سیم های نازک طلا به یکدیگر به صورت سری متصل هستند اما در COB، ال ای دی ها بر روی یک چیپ سوار و در واقع یک پنل یکپارچه هستند و در اینجا از سیم های طلا خبری نیست.

COB ها معمولا به شکل دایره ای تولید می شوند و قابلیت پخش نور را دارند. به طور مثال یک منبع کوچک LED می تواند تا ۲۴۹ لومن بر وات را به ازای ۲۰ میلی آمپر جریان تولید کند که نور بسیار درخشان وخیره کننده ای است در صورتی که COBها تقریبا تا ۱۶۱ لومن بر وات را به ازای ۳۵۰ میلی آمپر جریان تولید می کنند.

که این کاهش بازده به علت سایز بزرگ و جریان کشی بیشتر حاصل می گردد. در کل COB LED ها بازده نوری بیشتری نسبت به SMD LED های مشابه خود دارند و عموما COB ها برای توان های پایین تر استفاده می شوند.

MCOB LED:

واژه MCOB مخفف MULTI CHIPS ON BOARD به معنی چندین چیپ بر روی برد می باشد.

در فناوری COB تعدادی LED به صورت چیپ بر روی یک برد و ماژول سوار می شوند به صورتی که زمانی که روشن شدند به صورت یک پنل روشن دیده می شوند در فناوری MCOB به جای یک برد واحد و یک ماده فسفرسان از چند برد یا یک برد با چند قسمت استفاده می شود که هر کدام نقش یک لامپ COB را ایفا می کنند که مجموع آنها تشکیل یک لامپ MCOB با توان بالاتر را می دهد.

لامپ های MCOB نیز دقیقا مشخصات لامپ های COB را دارا می باشند با این تفاوت که در توان پایین بهتر عمل می کنند و بازده نوری بیشتری نسبت به لامپ COB دارا هستند.

البته باید گفت که این لامپ ها به دلیل مساحت زیاد برای استفاده در سیستم های SPOT LIGHT و حتی نورهای ریزشی FLOOD LIGHT که در نور پردازی استفاده می شوند مناسب نیستند.

MCOBها بیشتر در لامپ های کوچک مورد استفاده قرار می گیرند و در انواع بلوری سرامیکی و آلومینیومی رایج هستند.

ولتاژ کاری و افت ولتاژ دو سر الیدی در انواع طیف های نوری بشرح زیر است.

الیدی قرمز و زرد امبر  2.25V

الیدی های قرمز و سبز  3.3V

الیدی های طیف سفید (آفتابی و مهتابی و نچرال )  3V – 3.3V

الیدی مادون قرمز  1.65V

 الیدی های یووی UV و بلک لایت BLB  با ولتاژ  3.3V