Introducción
Eficiencia
La eficiencia luminosa, medida en lúmenes por vatio (lm / W, lm / W), es un valor que se utiliza para determinar la eficiencia de conversión de energía (en nuestro caso, eléctrica) en luz. Las bombillas incandescentes convencionales funcionan en el rango de 10-15 lm / W. Hace unos años, la eficiencia estándar de los LED era de alrededor de 30 lm / Wt. Pero en 2006, la eficiencia de los LED blancos se había más que duplicado: uno de los principales fabricantes, Cree, pudo demostrar 70 lm / W en prototipos, lo que representa un aumento del 43 por ciento sobre la salida de luz máxima de sus LED blancos comerciales. En diciembre de 2006, Nichia anunció nuevos LED blancos con una eficacia alcanzada de 150 lm / W. Estas muestras mostraron un flujo luminoso de 9,4 lúmenes con una temperatura de color de 4600 K a una corriente de 20 mA en condiciones de laboratorio. La eficiencia declarada es aproximadamente 11,5 veces mayor que la de las lámparas incandescentes (13 lm / W), 1,7 veces mayor que la de las lámparas modernas. Lámparas fluorescentes(90 lm / W). Además, se han superado las lámparas de sodio de alta presión (132 lúmenes / vatio), que son la fuente de luz más eficiente entre las lámparas tradicionales.
Ventajas
La luz de estado sólido (SSL) aún no es muy conocida, a pesar de la variedad de formas en que se produce e implementa a través de LED. La mayoría de las empresas y diseñadores solo están familiarizados con la iluminación blanca analógica tradicional, sin una apreciación real de las alternativas beneficiosas y útiles que ofrecen las aplicaciones LED. Además de los beneficios fácilmente predecibles que se pueden obtener de la iluminación LED de estado sólido (ahorro de energía, a largo plazo servicio, etc.), debe prestar atención a las siguientes características específicas de los LED como nuevas fuentes luz blanca:
¿Cómo obtener luz blanca usando LED?
El negro es la ausencia de todos los colores. Cuando la luz de todas las partes del espectro de colores se superpone entre sí (es decir, todos los colores están presentes), la mezcla acumulativa aparece blanca. Esta es la llamada luz blanca policromática. Los colores primarios de los que se pueden obtener todos los matices son el rojo, el verde y el azul (RGB). Colores secundarios, también llamados complementarios: lila (una mezcla de rojo y azul); azul (una mezcla de verde y azul); y amarillo (una mezcla de rojo y verde). Cualquier color complementario y color primario opuesto también se suma a la luz blanca (amarillo y azul, cian y rojo, lila y verde).
Existe diferentes caminos recibir luz blanca de los LED.
El primero es mezclar colores usando tecnología RGB. En una matriz, los LED rojos, azules y verdes se colocan densamente, cuya radiación se mezcla mediante un sistema óptico, por ejemplo, una lente. El resultado es luz blanca. Otro enfoque, menos común, mezcla LED de colores primarios y secundarios para producir luz blanca.
En el segundo método, se aplica un fósforo amarillo (o verde más rojo) a un LED azul, como resultado, se mezclan dos o tres radiaciones, formando luz blanca o casi blanca.
El tercer método consiste en el hecho de que se aplican tres fósforos que emiten luz azul, verde y roja, respectivamente, sobre la superficie del LED que emite en el rango ultravioleta. Esto es similar a cómo brilla una lámpara fluorescente.
El cuarto método para producir luz blanca usando LED se basa en el uso de un semiconductor ZnSe. La estructura es un LED de ZnSe azul "crecido" sobre un sustrato de ZnSe. El área activa del conductor emite luz azul, mientras que el sustrato emite amarillo.
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Tipo de cristal |
Fósforo |
Color de radiación y posibles matices. |
Áreas de uso |
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Azul y verde |
Blanco + R, G, B y cualquier combinación de varios colores |
Retroiluminación de LCD, arquitectura, paisaje, tableros y pantallas |
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Blanco + B, Y y varios tonos multicolores |
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Azul verde |
Rojo o rojo anaranjado |
Blanco + B, R y varios tonos multicolores |
Iluminación automotriz, arquitectura, paisaje. |
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Azul 470-450 nm |
Sólo blanco |
Iluminación e iluminación general |
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UV |
Blanco o varios colores monocromáticos según el fósforo utilizado. |
Iluminación e iluminación general |
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Azul amarillo |
Blanco + azul de la capa epitaxial, amarillo del sustrato |
Iluminación e iluminación general |
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¿Cúal es la mejor manera?
Cada uno de ellos tiene sus propias ventajas y desventajas. La tecnología de mezcla de colores, en principio, permite no solo obtener el color blanco pero también se mueven a través de la tabla de colores a medida que cambia la corriente que pasa a través de los diferentes LED. Este proceso se puede controlar manualmente o mediante un programa especial. De la misma forma, es posible obtener diferentes temperaturas de color. Por lo tanto, las matrices RGB se utilizan ampliamente en sistemas dinámicos de luz. Además, un gran número de Los LED en la matriz proporcionan un alto flujo luminoso total y una alta intensidad luminosa axial. Pero el punto de luz debido a las aberraciones del sistema óptico tiene un color desigual en el centro y en los bordes, y lo más importante, debido a la eliminación desigual del calor de los bordes de la matriz y de su centro, los LED se calientan de manera diferente. y, en consecuencia, su color cambia de manera diferente en el proceso de envejecimiento: la temperatura de color total y el color "flotan" durante la operación. Este desagradable fenómeno es difícil y costoso de compensar.
Los LED convertidos con fósforo blanco son significativamente menos costosos que los LED RGB (por unidad de flujo luminoso) y producen buenos blancos. Y para ellos, en principio, no es un problema llegar al punto con coordenadas (X = 0.33, Y = 0.33) en la carta de colores CIE. Las desventajas son las siguientes: primero, tienen menos salida de luz que las matrices RGB debido a la conversión de luz en la capa de fósforo; En segundo lugar, es bastante difícil controlar con precisión la uniformidad de la deposición de fósforo en proceso tecnológico(como resultado, no se controla la temperatura del color); y en tercer lugar, el fósforo también envejece y más rápido que el propio LED.
Los LED blancos de ZnSe ofrecen una serie de ventajas. Funcionan a 2,7 V y son muy resistentes a la electricidad estática. Los LED de ZnSe emiten luz en un rango de temperatura de color mucho más amplio que los dispositivos basados en GaN (3500-8500K frente a 6000-8500K). Esto le permite crear electrodomésticos con un brillo "más cálido", que es el preferido por los estadounidenses y los europeos. También hay desventajas: aunque los emisores de ZnSe tienen un alto rendimiento cuántico, son de corta duración, tienen una alta resistencia eléctrica y aún no han encontrado un uso comercial.
Solicitud
Temperatura del color
Consideremos el espectro de emisión de un LED blanco con fósforo como fuente de luz policromática. Los LED blancos ofrecen una amplia gama de opciones de color, desde blanco cálido incandescente hasta blanco fluorescente frío, según la aplicación.
Este gráfico muestra la gama completa de blanco desde su región más cálida de 2800 K hasta la región blanca azulada fría de 9000 K. Muchos tonos de blanco ya están definidos por las diversas fuentes de luz utilizadas en nuestro entorno: oficina, luz fluorescente blanca azulada fría; hogar, luz blanca amarillenta de lámparas incandescentes; luz industrial, azul-blanca brillante de lámparas de mercurio; luz blanca amarillenta de las lámparas de sodio de alta presión para exteriores.
Hay dos formas comunes en que los LED pueden lograr una salida de luz blanca suficiente. El primero es la combinación de chips de tres colores primarios (rojo, verde y azul) en un paquete de LED. Mezclando estos colores se obtiene un color blanco, además, cambiando la intensidad de los colores primarios, cualquier color sombra, que se utiliza en la fabricación. La segunda forma es usar un fósforo para convertir la radiación de un LED azul o ultravioleta a blanco. Se utiliza un principio similar en las lámparas fluorescentes. Actualmente, el segundo método prevalece debido al bajo costo y la alta salida de luz de los LED de fósforo.
Los fósforos (el término proviene del latín lumen - luz y del griego phoros - portador) son sustancias que pueden brillar bajo la influencia de varios tipos de excitaciones. Por el método de excitación, hay fotoluminóforos, luminóforos de rayos X, radioluminóforos, catodoluminóforos, electroluminóforos. Algunos fósforos son de tipos mixtos de excitación, por ejemplo, foto-, cátodo- y electroluminóforos ZnS · Cu. Según su estructura química, los fósforos orgánicos se distinguen, organoluminóforos e inorgánicos, fósforos. El fósforo que tiene una estructura cristalina se llama fósforo cristalino. La relación entre la energía emitida y la absorbida se denomina rendimiento cuántico.
El brillo del fósforo está determinado tanto por las propiedades de la sustancia base como por la presencia de un activador (impureza). El activador crea centros de luminiscencia en la sustancia base. El nombre de los fósforos activados consiste en el nombre de la base y el activador, por ejemplo: ZnS · Cu, Co significa el fósforo de ZnS, activado con cobre y cobalto. Si la base está mezclada, primero se enumeran los nombres de las bases y luego los activadores, por ejemplo, ZnS, CdS · Cu, Co.
La aparición de propiedades luminiscentes en sustancias inorgánicas se asocia con la formación de una base de fósforo en la red cristalina durante la síntesis de defectos estructurales y de impurezas. La energía que excita el fósforo puede ser absorbida tanto por los centros luminiscentes (activador o absorción de impurezas) como por la cadena principal del fósforo (absorción fundamental). En el primer caso, la absorción está acompañada por la transición de electrones dentro de la capa de electrones a niveles de energía más altos, o por el desprendimiento completo de un electrón del activador (se forma un "agujero"). En el segundo caso, cuando la base absorbe energía, se forman huecos y electrones en la sustancia base. Los agujeros pueden migrar sobre el cristal y localizarse en los centros de luminiscencia. La radiación se produce como resultado del retorno de electrones a niveles de energía más bajos o durante la recombinación de un electrón con un agujero.
Los fósforos en los que la luminiscencia se asocia con la formación y recombinación de cargas diferentes (electrones y huecos) se denominan recombinación. Se basan en compuestos de tipo semiconductor. En estos fósforos, la red cristalina de la base es el medio en el que se desarrolla el proceso de luminiscencia. Esto hace posible, al cambiar la composición de la base, variar ampliamente las propiedades de los fósforos. El cambio en la banda prohibida cuando se usa el mismo activador cambia suavemente en un amplio rango composición espectral radiación. Dependiendo de la aplicación, se imponen diferentes requisitos a los parámetros del fósforo: tipo de excitación, espectro de excitación, espectro de emisión, rendimiento de emisión, características de tiempo (tiempo de aumento del brillo y duración del resplandor). Se puede obtener la mayor variedad de parámetros para fósforos cristalinos cambiando los activadores y la composición de la base.
El espectro de excitación de varios fotoluminóforos es amplio, desde el ultravioleta de onda corta al infrarrojo. El espectro de radiación también se encuentra en las regiones visible, infrarroja o ultravioleta. El espectro de emisión puede ser amplio o estrecho y depende en gran medida de la concentración de fósforo y activador, así como de la temperatura. Según la regla de Stokes-Lommel, el máximo del espectro de emisión se desplaza desde el máximo del espectro de absorción hacia ondas más largas. Además, el espectro de emisión suele tener un ancho significativo. Esto se debe a que parte de la energía absorbida por el fósforo se disipa en su red, transformándose en calor. Un lugar especial lo ocupan los luminóforos "anti-Stokes", que emiten energía en una región superior del espectro.
El rendimiento energético de la radiación de fósforo depende del tipo de excitación, su espectro y el mecanismo de conversión. Disminuye con un aumento en la concentración del fósforo y el activador (extinción de la concentración) y la temperatura (extinción térmica). El brillo del resplandor aumenta desde el comienzo de la excitación durante un período de tiempo diferente. La duración del resplandor está determinada por la naturaleza de la transformación y la vida útil del estado excitado. Los organoluminóforos tienen el tiempo de resplandor más corto y los fósforos cristalinos tienen el más largo.
Una parte significativa de los fósforos cristalinos son materiales semiconductores con una banda prohibida de 1-10 eV, cuya luminiscencia es causada por una impureza de un activador o defectos de la red cristalina. En las lámparas fluorescentes se utilizan mezclas de fósforos cristalinos, por ejemplo, mezclas de MgWO4 y (ZnBe) 2 SiO4 · Mn] o fósforos monocomponentes, por ejemplo halofosfato cálcico, activados con Sb y Mn. Los fósforos con fines de iluminación se seleccionan de modo que su luminiscencia tenga una composición espectral cercana al espectro de la luz del día.
Los fósforos orgánicos pueden ser de alto rendimiento y rapidez. El color del fósforo se puede combinar con cualquier parte visible del espectro. Se utilizan para análisis de luminiscencia, producción de tintas luminiscentes, indicadores, blanqueo óptico de tejidos, etc. Los fósforos orgánicos se produjeron en la URSS bajo la marca comercial Luminors.
El fósforo en el proceso de operación está sujeto a cambios en los parámetros a lo largo del tiempo. Este proceso se denomina envejecimiento (degradación) del fósforo. El envejecimiento se debe principalmente a procesos físicos y químicos tanto en la capa de fósforo como en su superficie, la aparición de centros no radiativos, la absorción de radiación en la capa de fósforo modificada.
Los LED blancos se fabrican con mayor frecuencia sobre la base de cristal azul InGaN y fósforo amarillo. Los fósforos amarillos utilizados por la mayoría de los fabricantes son el granate de itrio-aluminio modificado dopado con cerio trivalente (YAG). El espectro de luminiscencia de este fósforo se caracteriza por una longitud de onda máxima de 530..560 nm. La parte de longitud de onda larga del espectro es más larga que la parte de longitud de onda corta. La modificación del fósforo con la adición de gadolinio y galio permite desplazar el máximo del espectro a la región fría (galio) oa la cálida (gadolinio).
Los datos espectrales del fósforo utilizado en el Cree son interesantes. A juzgar por el espectro, además de YAG, se agrega un fósforo con un máximo de radiación desplazado a la región roja a la composición del fósforo LED blanco.
A diferencia de las lámparas fluorescentes, el fósforo utilizado en los LED tiene una vida útil más larga y el envejecimiento del fósforo está determinado principalmente por la temperatura. El fósforo se aplica con mayor frecuencia directamente al cristal del LED, que se calienta mucho. Otros factores que afectan al fósforo son significativamente menos importantes para la vida útil. El envejecimiento del fósforo conduce no solo a una disminución en el brillo del LED, sino también a un cambio en el tono de su brillo. Con una fuerte degradación del fósforo, el tinte azul de la luminiscencia es claramente visible. Esto se debe a un cambio en las propiedades del fósforo y al hecho de que la radiación intrínseca del chip LED comienza a dominar en el espectro. Con la introducción de la tecnología (fósforo remoto), se reduce la influencia de la temperatura en la tasa de degradación del fósforo.
Los LED se han convertido en una fuente de luz muy popular en la última década. Llegaron a reemplazar las lámparas fluorescentes compactas (CFL) o, como se les llama popularmente, las lámparas de bajo consumo. Entonces comenzó la era iluminación LED para una persona.
Las lámparas de bajo consumo eran un peligro relativo debido al vapor de mercurio contenido en su bombilla. En caso de su destrucción, existe el riesgo de que su salud sufra daños graves, incluso la muerte. Analizaremos: ¿las lámparas LED son perjudiciales para los humanos?
Para probar o refutar el daño de las lámparas LED a la salud, determinaremos las fuentes de daño al cuerpo. Dividámoslos condicionalmente en 2 grupos: características del dispositivo y funcionamiento incorrecto.
Características del dispositivo de iluminación que son perjudiciales para el cuerpo:
El segundo grupo es el daño a la salud no por la fuente de luz en sí, sino por su uso inadecuado. Echemos un vistazo a cada factor de iluminación que afecta su salud y determinemos si la luz LED es dañina para sus ojos.
La luz solar debe tomarse como estándar, ya que contiene el espectro más completo de radiación luminosa. De todo lo artificial aparatos de iluminación, la bombilla incandescente está más cerca del sol. Compare las características espectrales de diferentes fuentes.
Los gráficos muestran los diferentes espectros de los dispositivos de iluminación. Una lámpara incandescente tiene un espectro suave que se eleva hacia la región roja. El espectro de las fuentes de luz fluorescente es bastante irregular, además de un índice de reproducción cromática bajo (alrededor de 70).
Trabajar en salas con este tipo de iluminación provoca un aumento de la fatiga y dolores de cabeza, así como una percepción distorsionada del color.
El espectro de lámparas LED es más completo y uniforme. Tiene una mayor intensidad en la región de longitud de onda de 450 nm para el brillo frío y en la región de 600 nm para las lámparas "cálidas", respectivamente. Las fuentes LED proporcionan una reproducción de color normal con un CRI superior a 80. Las bombillas LED tienen una intensidad ultravioleta extremadamente baja.
Si comparamos el espectro de diodos y lámparas fluorescentes populares, queda claro por qué estas últimas se utilizan cada vez menos. El espectro de las lámparas fluorescentes compactas está completamente lejos del estándar y su índice de reproducción cromática deja mucho que desear.
En base a esto, podemos concluir que, según las características del espectro, las lámparas LED son inofensivas para la salud.
El siguiente factor que afecta el bienestar es el coeficiente de pulsación del flujo de luz. Para comprender qué es y de qué depende, debe considerar la forma del voltaje en la red.
La calidad de la luz y su ondulación dependen de la fuente de energía con la que operan. Las fuentes de luz que funcionan con voltaje constante, como las bombillas LED de 12 voltios, no parpadean. Echemos un vistazo al parpadeo y daño de las bombillas LED en los ojos, sus causas y remedios.
Desde la toma, obtenemos una tensión alterna con un valor efectivo de 220V y un valor pico de 310V, que se puede ver en el gráfico superior (a).
Dado que los LED funcionan con corriente continua, no con corriente alterna, debe rectificarlos. La carcasa de la lámpara LED contiene un circuito electrónico con un rectificador de una o dos medias ondas, después de lo cual el voltaje se vuelve unipolar. Es constante en signo pero no en magnitud, es decir pulsando de 0 a 310 voltios, gráfico en el medio (b).
Dichas lámparas pulsan a una frecuencia de 100 hercios o 100 veces por segundo, al mismo tiempo que las ondas de voltaje. El daño a los ojos de las lámparas LED depende de su calidad, más sobre eso más adelante.
Las lámparas LED utilizan controladores de corriente estabilizada (costosos) o filtros anti-aliasing (baratos). El voltaje se vuelve constante y estabilizado si se utilizan filtros capacitivos.
Si el fabricante no guardó en el controlador, el valor actual se estabiliza. eso la mejor manera para reducir la ondulación y la vida útil del LED.
La foto de abajo muestra cómo se ve la ondulación cuando se ve desde la cámara. Es posible que no note la pulsación ya que los órganos visuales intentan adaptar la imagen para la percepción. El cerebro absorbe perfectamente estas pulsaciones, lo que provoca fatiga y otros efectos secundarios.
El efecto de las lámparas LED en la visión humana puede ser negativo si producen un flujo luminoso pulsante. Normas sanitarias limitar la profundidad de ondulación para locales de oficinas en un valor del 20%, y para lugares donde se realiza trabajo que causa fatiga visual al 15%.
Las lámparas con grandes pulsaciones no deben instalarse en casa; solo son adecuadas para iluminar el pasillo, el almacén, las entradas y los cuartos de servicio. Cualquier habitación en la que no realices ningún trabajo visual y no te quedes mucho tiempo.
El daño de las lámparas LED de gama baja se debe principalmente a la ondulación. No escatime en la iluminación, el LED con un controlador normal cuesta solo 50-100 rublos más que las contrapartes chinas más baratas.
Las lámparas incandescentes no parpadean porque funcionan con corriente alterna y el filamento no tiene tiempo de enfriarse cuando el valor de voltaje cruza cero. Las lámparas de tubo fluorescente parpadean si están conectadas de acuerdo con el antiguo circuito de "estrangulamiento". Se puede distinguir por el característico zumbido del acelerador durante el funcionamiento. La foto de abajo muestra las pulsaciones de una lámpara de trama, como las ve la cámara del teléfono.
Las CFL y LL más modernas no zumban ni parpadean solo porque su circuito utiliza unidad de pulso Fuente de alimentación de alta frecuencia. Dicha fuente de energía se llama balasto electrónico (balasto o dispositivo electrónico). .
Para determinar si las lámparas LED son dañinas para la visión, considere el tercer factor de daño: la radiación infrarroja. Se debe notar que:
¿Son las bombillas halógenas perjudiciales para la salud? Los fabricantes responsables (Philips, Osram, etc.) utilizan filtros IR en fuentes de luz ricas en espectro infrarrojo (halógenos), por lo que se minimiza su daño a la salud.
Está científicamente comprobado que la radiación en el espectro de color azul reduce la producción de la hormona del sueño melatonina y daña la retina, provocando cambios irreversibles en la misma.
Además de una caída en los niveles de melatonina, la radiación azul provoca una serie de efectos secundarios: fatiga, aumento de la tensión ocular, enfermedad ocular. Este color se percibe más brillante, que se usa a menudo en marketing para llamar nuestra atención. La mayoría de los indicadores de los altavoces, televisores, monitores y otros equipos están hechos en azul.
Lea más sobre esto y cuán seguras son las lámparas LED para los ojos, escriba en la comunidad.
Los LED blancos son LED azules recubiertos con un fósforo especial que convierte la luz en blanco.
El azul es lo mas factor negativo el efecto de las lámparas LED en la visión. Eche un vistazo a los gráficos, a saber, el espectro de emisión de los LED presentados anteriormente. Incluso en Lámpara led La luz cálida tiene un pico de brillo en el espectro azul, mientras que la luz fría es muy alta.
Entonces, ¿el daño de las lámparas LED a los humanos no es un mito? Ciertamente no de esa manera. El caso es que los estudios se llevaron a cabo en condiciones en las que las muestras en estudio estaban iluminadas por potentes LED azules y todo su espectro se encontraba en el rango “dañino”.
Aunque hay una fracción de luz azul en los LED fríos, no lo es menos a la luz del sol.
Las personas modernas de cualquier edad pasan mucho tiempo frente a la pantalla de computadoras, teléfonos inteligentes y tabletas. El enfoque continuo a una distancia de 0,3 a 1 metro de la pantalla inflige un daño incomparablemente mayor a la vista.
La nocividad del espectro azul de las lámparas LED, en comparación con el daño de las pantallas de los dispositivos, es insignificante. Para iluminar una habitación, estudio y otros locales con un chorro de luz brillante, con bajo consumo energético, el LED es ideal.
Si está preocupado, se han desarrollado varios tipos de lentes y anteojos para trabajar en una computadora para reducir el daño de la radiación azul. Sus filtros reflejan la luz en la gama azul y hacen que los colores sean más cálidos.
Necesito recordar: no son los LED los que son dañinos para la salud humana, sino el modo de funcionamiento incorrecto con los dispositivos y la iluminación deficiente.
Para comprender si las lámparas LED son dañinas o no, puede organizar la iluminación correcta de acuerdo con. Regula la cantidad de luz para trabajos de diversa precisión y tamaño de las piezas con las que opera durante el trabajo.
Las fuentes de luz LED le permiten lograr el brillo deseado en el lugar de trabajo, con facturas de luz mínimas. Te ahorrarás la vista, te será más fácil trabajar cuando la habitación sea luminosa y no necesites mirar pequeños detalles en luz tenue... En este caso, la nocividad de las lámparas LED para los ojos es mínima.
El alto consumo de energía de las antiguas lámparas incandescentes no es rentable tanto a escala nacional (gran carga en las líneas eléctricas) como a nivel individual (alto consumo y precio alto electricidad).
Hoy en día, las disputas sobre si las lámparas LED son perjudiciales para la visión siguen abiertas y no se puede dar una respuesta inequívoca. Son relativamente recientes, menos de 10 años, inundaron el mercado de la iluminación y muchos se muestran escépticos al respecto.
El efecto de las lámparas LED en la salud humana, con un adecuado cumplimiento de la rutina diaria, el sueño y el trabajo, será cero. Si una persona está expuesta a estrés, estrés excesivo y no se toma en serio la calidad del sueño, ni una sola fuente de luz preservará su salud.
excepto aplicaciones domésticas puede ahorrar en iluminación artificial para invernaderos. Spectrum permite que su cultivo crezca mejor y más rápido. Para ello, a menudo se utilizan lámparas DNAT, cuya luz contiene diferentes longitudes de onda.
El poder de tales fuentes de luz se cuenta por cientos de vatios, mientras que los focos de luz LED tienen una potencia diez veces menor y contienen solo las longitudes de onda necesarias para un mejor crecimiento de las plantas.
Aunque los precios de 2011 a 2017 disminuyeron unas 10 veces, el precio de una lámpara LED equivalente a una incandescente de 100 W se mantiene en el nivel de las 10 lámparas incandescentes, lo que detiene a muchos consumidores antes de comprar.
Para la ecología, el rechazo de las lámparas de descarga de gas es una ventaja absoluta, escribimos sobre esto en el artículo sobre. Pero aún no se conoce del todo el peligro que representan las lámparas LED para la salud. Solo está claro que los vapores de mercurio ya no pueden tener miedo.
El uso de nuevas fuentes de luz por parte de una amplia gama de personas permite a los desarrolladores recibir fondos para proyectos nuevos y más perfectos. Y el progreso tecnológico siempre avanza. Por lo tanto, debe esperar las estadísticas, luego se sabrá cuánto daño causan las lámparas LED para la salud, y esto lleva tiempo.
El espectro de emisión de un LED está determinado por la banda prohibida del material semiconductor utilizado, el tipo de dopantes, el nivel de dopaje y el mecanismo de recombinación radiativa.... Como se mencionó anteriormente, los principales materiales para la fabricación de diodos emisores de luz eficientes son los compuestos semiconductores binarios А III В V y sus soluciones sólidas. En la Fig. 4.4 en unidades relativas son los espectros de emisión a temperatura ambiente de algunos LED típicos producidos por la industria.
Los LED a base de arseniuro de galio son los más eficientes. GaAs bandgap ∆ mi= 1,45 eV. En consecuencia, el máximo de las características espectrales de la propia radiación GaAs observado en longitud de onda λ max= 1,24 / 1,4 = 0,9 μm, que corresponde a la región infrarroja. Al alear GaAs varias impurezas (telurio, selenio, litio, etc.), que tienen diferentes profundidades en la zona prohibida, los LED pueden emitir en el rango λ max= 0,9 ... 0,96 micrones. LEDs encendidos GaAs tienen la mayor eficiencia cuántica ( η fuera= 10 ... 30% dependiendo del diseño). Es importante que el espectro de radiación GaAs-Los LED se adaptan muy bien al espectro de fotosensibilidad de los más comunes Si- fotodiodos.
Los LED de longitud de onda larga se fabrican sobre la base de soluciones sólidas de espacio directo Georgia NS 1p 1-x As y Georgia NS 1p 1-x As 1er R a . Para ellos, predomina la recombinación radiativa cuasi-interbanda.
Es importante que el máximo del espectro de emisión de dichos LED se establezca por la composición de la solución sólida. Cambiando NS y a, es posible realizar un LED para una región determinada del espectro, por ejemplo, coincidiendo con la pérdida mínima en una fibra óptica o con el espectro máximo de absorción de cualquier sustancia, cuya concentración se va a controlar. LED por región espectral λ >5 μm se puede fabricar sobre la base de calcogenuros de plomo: RB NS SNS 1- X Aquellos y mercurio: CD NS Hg 1- X Aquellos.
Fosfuro de galio ( GRAMOAP) tiene una banda prohibida ∆ mi = 2,25 eV, que determina la longitud de onda de la radiación λ max= 0,56 µm. Esto corresponde al color verde del resplandor. Cuando se dopa con impurezas ( norte, O 2 , Zn) Dichos LED pueden emitir luz roja, amarilla y verde. Por lo tanto, Brecha Los LED están diseñados para funcionar en la parte visible del espectro. Para GaP - η fuera = 7…0,7 %.
Se pueden crear diodos emisores de luz para la región de longitud de onda corta del espectro visible, que operan en los rangos azul, azul y violeta, a base de nitruro de galio GaN y heterouniones usando soluciones sólidas Georgia NS En 1- X norte y Georgia 1- X Alabama X norte... Basado en LED GaN dar radiación λ max= 0,44 μm, pero con muy baja eficiencia η fuera 0,5 %.
El carburo de silicio se utiliza para el mismo propósito. Sic... Aunque los diodos basados en Sic tener un pequeño η fuera 0.01%, pero tienen alta estabilidad en el tiempo y la temperatura. Sobre su base, se crean fuentes de radiación estándar.
Figura 4.4. Espectros de emisión de LED.
Para emitir diodos de radiación tanto infrarroja como visible, se utilizan ampliamente compuestos ternarios basados en una solución sólida de galio-aluminio-arsénico. GaAlAs... También se utilizan soluciones sólidas a base de galio-arsénico-fósforo. GaAsP e indio-galio-fósforo I nGaP... Según el indicador generalizado ( R fuera, velocidad) GaAlAs cumple en su mayor parte los requisitos de la optoelectrónica. En este material, algunos de los átomos Georgia en cristal GaAs reemplazado por átomos Alabama... A medida que aumenta la fracción de átomos sustituidos, la banda prohibida cambia de ∆ mi= 1,45 eV ( GaAs) antes de ∆ mi= 2,16 eV (puro Pobre de mí). Por lo tanto, estos LED pueden emitir en una longitud de onda max= 0,6 ... 0,9 μm, es decir generar radiación en las regiones visible e infrarroja del espectro. La eficiencia cuántica externa para este material es η fuera =1,2…12 %.
Brillo La iluminación LED o la potencia de radiación depende casi linealmente de la corriente a través del diodo en una amplia gama de corrientes. La excepción es roja Brecha- LED, en los que se produce una saturación de brillo al aumentar la corriente. Con una corriente constante a través del LED, su brillo disminuye al aumentar la temperatura. Para el rojo Brecha- un aumento en la temperatura de los LED en comparación con la temperatura ambiente en 20 o C disminuye su brillo en aproximadamente un 10%, y los verdes, en un 6%. A medida que aumenta la temperatura, la vida útil de los LED disminuye. Además, la vida útil del LED disminuye al aumentar la corriente.
Pero cultivar flores en nuestro invierno no es fácil. Te contaré lo que ayuda a cultivar plantas: luz especial, fitolampas.
¡Felices vacaciones de primavera, queridas señoras! ¿Qué son unas vacaciones de primavera sin flores?
Ya he escrito varios artículos sobre lámparas vegetales caseras.
Ahora te hablaré de los LED especiales para plantas con un "espectro completo".
El proceso depende en gran medida del espectro de luz. 
Por lo tanto, es más eficiente usar la luz lo más cerca posible de 445 nm y 660 nm. También se recomienda agregar un LED de infrarrojos. Se han roto bastantes copias sobre todo esto en los foros respectivos. No teorizaré, pasaré a la práctica. Esta vez, en la inmensidad de ALI, compré LED de 3 vatios para plantas con un "espectro completo".
Llevé la potencia del LED a 7.5W, pensé que se moriría, pero no, ¡sobreviví! 
Veamos qué da el gráfico de voltaje e iluminación de la corriente. 
El voltaje cambia de manera bastante lineal. No hay signos de degradación del cristal a una corriente de 1,5 A. Con la iluminación, todo es más interesante. Después de aproximadamente 500 mA, la dependencia de la iluminación de la corriente disminuye. Concluyo que 500-600mA es el modo de operación más eficiente con este LED, aunque funcionará bien en su pasaporte de 700mA.
En un tubo brillamos con la fuente investigada, en el otro destacamos la escala. Miramos el espectro terminado a través del ocular. 
Desafortunadamente, esta copia del espectroscopio no tiene un accesorio especial para fotografiar. La imagen era visualmente muy hermosa y no quería tenerla en la computadora. Probé diferentes cámaras, teléfonos y tabletas. Como resultado, me detuve en, con la ayuda de la cual de alguna manera logré tomar fotografías del espectro. Los números de escala se dibujaron en el editor, ya que la cámara no quería enfocar normalmente. 
Esto es lo que obtuve como resultado.
Espectro solar 
Lámpara de mesa fluorescente
Las líneas espectrales de mercurio son claramente visibles. 
Yo uso un perfil de aluminio de 30 mm en forma de U como radiador. Hay 10 LED por 1 m del perfil (aproximadamente 20 W). Con un funcionamiento constante, dicha lámpara no se calienta más de 45 ° C. 
Realizo carcasas para conductores a partir de canal de cable eléctrico. 
Para pegar los LED al perfil, utilizo el sellador Kazan, aunque también funcionaría el pegamento termofusible. 
Luego conecto todo con cables, aíslo los contactos con termorretráctil 
Ahora el controlador y phytolamp están listos. 
Un par de horas de funcionamiento muestra que el cálculo térmico se realizó correctamente y que no habrá sobrecalentamiento incluso con un funcionamiento prolongado. 
La luz de la lámpara es más suave que la de los LED separados de 440 nm y 660 nm. Es menos ciego a los ojos.
La potencia y el espectro declarados corresponden a las características declaradas, aunque no se pudo verificar el componente infrarrojo.
El espectro requerido en tales LED se logra mediante un fósforo especial, por lo que el diseño de los diodos en sí puede ser cualquier cosa. Puede tomar potentes matrices de 20 W o más para su uso en invernaderos. Para resaltar plántulas y plantas de interior estos LED son suficientes.
