Distira Ultra Handiko LEDei eta haien aplikazioei buruzko eztabaida laburra

1970eko hamarkadan, GaP eta GaAsP-ren lehenbiziko argi-eraginkortasun baxuko LED gorri, hori eta berdeak argi adierazleetan, digital eta testu-pantailetan aplikatu dira. Handik aurrera, LED hainbat aplikazio-esparru sartzen hasi zen, besteak beste, aeroespaziala, hegazkinak, automobilak, industria-aplikazioak, komunikazioak, kontsumo-produktuak, etab., ekonomia nazionaleko hainbat sektore eta milaka etxetan hartzen dituena. 1996rako, LEDen salmentak milioika dolarra iritsi ziren mundu osoan. LEDak urte askotan koloreak eta argi-eraginkortasunak mugatuta egon badira ere, GaP eta GaAsLED-ak erabiltzaileen alde egin dute bizitza luzeagatik, fidagarritasun handiagatik, funtzionamendu-korronte baxuagatik, TTL eta CMOS zirkuitu digitalekin bateragarritasunagatik eta beste hainbat abantailagatik.
Azken hamarkadan, distira handia eta kolore osoko puntako gaiak izan dira LED materialen eta gailuen teknologiaren ikerketan. Ultra distira handia (UHB) 100mcd edo gehiagoko argi-intentsitatea duen LEDari dagokio, Candela (cd) maila LED bezala ere ezaguna. A1GaInP eta InGaNFED distira handiko garapenaren aurrerapena oso azkarra da, eta gaur egun GaA1As, GaAsP eta GaP material konbentzionalek lortu ezin duten errendimendu mailara iritsi da. 1991n, Japoniako Toshiba-k eta Estatu Batuetako HP-k InGaA1P620nm distira ultra-altuko LED laranja garatu zuten, eta 1992an, InGaA1P590nm distira ultra-altuko LED horia erabili zen. Urte berean, Toshiba-k InGaA1P573nm horia-berde distira handiko LED LED garatu zuen 2cd-ko argi-intentsitate normalarekin. 1994an, Japoniako Nichia Corporation-ek InGaN450nm urdin (berdea) distira ultra-altuko LED garatu zuen. Une honetan, koloreko pantailarako beharrezkoak diren hiru kolore nagusiek, gorria, berdea, urdina, baita laranja eta horia LEDak ere, guztiak Candela maila argiaren intentsitatera iritsi dira, distira oso altua eta kolore osoko pantaila lortuz, kanpoko osoko pantaila bihurtuz. argia igortzen duten hodien kolorezko pantaila errealitatea. LEDaren garapena 1970eko hamarkadan hasi zen gurean, eta industria 1980ko hamarkadan sortu zen. Nazio osoan 100 enpresa baino gehiago daude, fabrikatzaileen % 95 ontziratze osteko ekoizpenean dihardu, eta beharrezko txip ia guztiak atzerritik inportatzen dira. Eraldaketa teknologikorako, aurrerapen teknologikoetarako, atzerriko ekipamendu aurreratuen sarrera eta funtsezko teknologia batzuen "Bost Urteko Plan"en bidez, Txinako LED ekoizpen teknologiak aurrerapauso bat eman du.

1、 Distira ultra-altuko LEDaren errendimendua:
GaAsP GaPLED-rekin alderatuta, distira oso altuko A1GaAsLED gorriak argi-eraginkortasun handiagoa du, eta kontraste baxu gardenaren (TS) A1GaAsLED (640nm) 10lm/w-tik hurbil dago, hau da, GaAsP GaPLED gorriarena baino 10 aldiz handiagoa. InGaAlPLED distira oso altuak GaAsP GaPLED-en kolore berdinak eskaintzen ditu, besteak beste: horia berdea (560nm), horia berde argia (570nm), horia (585nm), horia argia (590nm), laranja (605nm) eta gorri argia (625nm). , gorri sakona (640nm)). A1GaInPLED substratu gardenaren argi-eraginkortasuna beste LED egitura eta argi-iturri goriekin alderatuz, InGaAlPLED substratu xurgatzailearen (AS) argi-eraginkortasuna 101 m/w-koa da eta substratu gardenaren (TS) argi-eraginkortasuna 201 m/w-koa da, hau da, 10. -20 aldiz handiagoa GaAsP GaPLED-ren uhin-luzera tartean 590-626 nm; 560-570 uhin-luzera tartean, GaAsP GaPLED baino 2-4 aldiz handiagoa da. InGaNFED distira ultra-altuak argi urdina eta berdea eskaintzen du, 450-480nm-ko uhin-luzera urdinerako, 500nm-ko urdin-berderako eta 520nm-ko berderako; Bere argi-eraginkortasuna 3-151 m/w-koa da. Distira ultra-altuko LEDen egungo argi-eraginkortasunak iragazkiak dituzten goritasun-lanpararena gainditu du, eta 1 watt-tik beherako potentzia duten gori-lanparak ordez ditzakete. Gainera, LED multzoek 150 watt baino gutxiagoko potentzia duten goritasun-lanparak ordezkatu ditzakete. Aplikazio askotan, bonbilla goriek iragazkiak erabiltzen dituzte kolore gorria, laranja, berdea eta urdina lortzeko, eta distira oso altuko LEDek kolore bera lor dezakete. Azken urteotan, AlGaInP eta InGaN materialez egindako distira oso altuko LEDek distira oso altuko LED txip anitz (gorri, urdin, berde) konbinatu dituzte, hainbat kolore emanez iragazkirik beharrik gabe. Gorria, laranja, horia, berdea eta urdina barne, haien argi-eraginkortasuna goritasun-lanpararena gainditu du eta aurrerako lanpara fluoreszenteenaren hurbil dago. Distira argiak 1000 mcd gainditu du, eta horrek kanpoko eguraldi guztietako eta kolore osoko pantailaren beharrak ase ditzake. LED koloreko pantaila handiak zerua eta ozeanoa irudikatu ditzake eta 3D animazioa lor dezake. Distira handiko LED gorri, berde eta urdinen belaunaldi berriak aurrekaririk gabeko distira lortu du

2、 Distira ultra-altuko LEDaren aplikazioa:
Autoaren seinalearen adierazlea: autoaren kanpoaldeko autoaren adierazleen argiak norabide argiak, atzeko argiak eta balazta argiak dira nagusiki; Autoaren barrualdea hainbat tresnaren argiztapen eta erakusleiho gisa balio du batez ere. Distira handiko LED-ak abantaila ugari ditu automobilgintzako argi adierazleetarako goritasun-lanpara tradizionalekin alderatuta, eta merkatu zabala du automobilgintzan. LEDek kolpe eta bibrazio mekaniko gogorrak jasan ditzakete. LED balazta-argien batez besteko lan-bizitzaren MTBF bonbilla gorienak baino hainbat magnitude handiagoa da, autoaren beraren lan-bizitza askoz gainditzen duena. Hori dela eta, LED balazta-argiak osotasunean paketatu daitezke mantentze-lanak kontuan hartu gabe. Substratu gardenak Al GaAs eta AlInGaPLED-ek argi-eraginkortasun nabarmen handiagoa dute iragazkiak dituzten bonbilla goriekin alderatuta, eta LED balazta-argiak eta txandakako seinaleak gidatzeko korronte baxuagoetan funtzionatzea ahalbidetzen dute, normalean bonbilla gorietatik 1/4 bakarrik, eta horrela autoek egin dezaketen distantzia murrizten dute. Potentzia elektriko txikiagoak autoaren barneko kableatu sistemaren bolumena eta pisua ere murrizten ditu, eta LED seinale-argien barne tenperatura igoera ere murrizten du, lente eta karkasetarako tenperatura erresistentzia baxuagoko plastikoak erabiltzea ahalbidetuz. LED balazta-argien erantzun-denbora 100ns-koa da, hau da, goritasun-argiena baino laburragoa, gidariei erreakzio-denbora gehiago utziz eta gidatzeko segurtasuna hobetuz. Autoaren kanpoko adierazleen argiztapena eta kolorea argi eta garbi definituta daude. Autoen barne-argiztapenaren bistaratzea dagokien gobernu-sailek kontrolatzen ez duten arren, kanpoko seinale-argiak bezalakoak, autoen fabrikatzaileek LEDen kolorea eta argiztapena dute. GaPLED aspalditik erabiltzen da autoetan, eta AlGaInP eta InGaNFED-ek distira ultra-altuko bonbilla goriagoak ordezkatuko dituzte autoetan, fabrikatzaileek kolore eta argiztapenari dagokionez fabrikatzaileen eskakizunak betetzeko duten gaitasunagatik. Prezioaren ikuspegitik, LED argiak goritasun argiekin alderatuta oraindik nahiko garestiak diren arren, ez dago bi sistemen artean prezioen alde handirik. Distira ultra altuko TSAlGaAs eta AlGaInP LEDen garapen praktikoarekin, prezioak etengabe murrizten ari dira azken urteotan, eta jaitsieraren magnitudea are handiagoa izango da etorkizunean.

Trafiko-seinaleen adierazlea: distira handiko LED-ak erabiltzea trafiko-seinaleetarako, abisu-argietarako eta seinale-argietarako goritasun-lanpararen ordez mundu osora hedatu da, merkatu zabalarekin eta eskaria azkar hazten ari baita. 1994an AEBetako Garraio Sailaren estatistiken arabera, Estatu Batuetan 260.000 bidegurutze zeuden trafiko-seinaleak instalatuta zeuden, eta bidegurutze bakoitzak gutxienez 12 trafiko-seinale gorri, hori eta urdin-berde izan behar ditu. Bidegurutze askok trantsizio-seinale osagarriak eta oinezkoen pasabideen abisu argiak ere badituzte errepidea zeharkatzeko. Horrela, bidegurutze bakoitzean 20 semaforo egon daitezke, eta aldi berean piztu behar dira. Estatu Batuetan gutxi gorabehera 135 milioi semaforo daudela ondoriozta daiteke. Gaur egun, goritasun-lanpara tradizionalak ordezkatzeko distira handiko LEDak erabiltzeak emaitza garrantzitsuak lortu ditu potentzia-galera murrizteko. Japoniak milioi bat kilowatt inguruko elektrizitate kontsumitzen du urtean semaforoetan, eta goritasun-bonbillak distira handiko LEDekin ordezkatu ondoren, bere elektrizitate-kontsumoa jatorrizkoaren %12 baino ez da.
Herrialde bakoitzeko agintari eskudunek dagokien araudia ezarri behar dute semaforoetarako, seinalearen kolorea, gutxieneko argiztapen intentsitatea, habearen banaketa espazialaren eredua eta instalazio-ingurunearen baldintzak zehaztuz. Baldintza hauek bonbilla gorietan oinarritzen diren arren, orokorrean gaur egun erabiltzen diren distira handiko LED trafiko-argietarako aplikatzen dira. Lanpara goriekin alderatuta, LED semaforoek lan-bizitza luzeagoa dute, normalean 10 urte arte. Kanpoko ingurune gogorren eragina kontuan hartuta, espero den bizi-iraupena 5-6 urtera murriztu behar da. Gaur egun, AlGaInP distira oso altuko LED gorriak, laranjak eta horiak industrializatu egin dira eta nahiko merkeak dira. Distira handiko LED gorriz osatutako moduluak trafiko-seinale-seinale gori tradizionalak ordezkatzeko erabiltzen badira, goritasun-lanpara gorrien bat-bateko hutsegiteek eragindako segurtasunean eragina gutxitu daiteke. LED trafiko-seinaleen modulu tipiko batek konektatutako LED argi ugariz osatuta dago. Adibide gisa 12 hazbeteko LED gorriko trafiko-seinalearen modulua hartuta, konektatutako LED argien 3-9 multzotan, multzo bakoitzean konektatuta dauden LED argien kopurua 70-75 da (guztira 210-675 LED argi). LED argi batek huts egiten duenean, seinale multzo bati bakarrik eragingo dio, eta gainerako multzoak jatorrizkoaren 2/3 (% 67) edo 8/9 (% 89)ra murriztuko dira, seinale-buru osoa huts egin gabe. goritasun-lanparak bezala.
LED trafiko seinaleen moduluen arazo nagusia fabrikazio kostua oraindik nahiko altua dela da. 12 hazbeteko TS AlGaAs LED trafiko-seinaleen modulua adibide gisa hartuta, 1994an aplikatu zen lehen aldiz 350 $-ko kostuarekin. 1996rako, 12 hazbeteko AlGaInP LED trafiko-seinaleen moduluak errendimendu hobea zuen 200 $-ko kostua zuen.

Etorkizun hurbilean InGaN LED urdin-berdeen trafiko-seinaleen moduluen prezioa AlGaInP-en parekoa izango dela espero da. Goritasun-seinaleen buruen kostua baxua bada ere, elektrizitate asko kontsumitzen dute. 12 hazbeteko diametroko goritasun-seinaleen buru baten energia-kontsumoa 150W-koa da, eta errepidea eta espaloia zeharkatzen duen trafiko-abisu-argi baten energia-kontsumoa 67W-koa da. Kalkuluen arabera, bidegurutze bakoitzean goritasun-argien seinale-argien urteko potentzia-kontsumoa 18133KWh-koa da, urteko 1450 $-ko elektrizitate-fakturaren baliokidea; Hala ere, LED trafiko-seinaleen moduluak oso energetikoki eraginkorrak dira, 8-12 hazbeteko LED gorrien trafiko-seinaleen modulu bakoitzak 15W eta 20W elektrizitate kontsumitzen ditu hurrenez hurren. Bidegurutzeetan LED seinaleak gezi etengailuekin bistaratu daitezke, 9W-ko energia-kontsumoarekin soilik. Kalkuluen arabera, bidegurutze bakoitzak urtean 9916KWh elektrizitate aurreztu dezake, urtean 793 dolar aurrezten dituen elektrizitate fakturan. LED trafiko-seinalearen modulu bakoitzeko 200 $-ko batez besteko kostuan oinarrituta, LED gorrien trafiko-seinalearen moduluak hasierako kostua berreskura dezake 3 urteren buruan aurreztutako elektrizitatea soilik erabiliz, eta etekin ekonomiko etengabea jasotzen has daiteke. Hori dela eta, gaur egun AlGaInLED trafikoaren informazio moduluak erabiltzea, kostua handia badirudi ere, epe luzera oraindik errentagarria da.

 


Argitalpenaren ordua: 2024-10-25