работа (стр. 2 из 2)
Рис.4
Светодиод, изготовленный по технологии СОВ.
Светодиоды, выполненные по SMD- и СОВ-технологии, монтируются (приклеиваются) непосредственно на общую подложку, которая может исполнять роль радиатора — в этом случае она делается из металла. Так создаются светодиодные модули, которые могут иметь линейную, прямоугольную или круглую форму, быть жесткими или гибкими, короче, призваны удовлетворить любую прихоть дизайнера.
Раньше в светодиодных сборках было очень много светодиодов. Сейчас, по мере увеличения мощности, светодиодов становится меньше, зато оптическая система, направляющая световой поток в нужный телесный угол, играет все большую роль.
2.9. Использование светодиодов
Светодиоды находят применение практически во всех областях светотехники. Благодаря широкому спектру цветов, компактности и разнообразию модулей светодиоды дают возможность реализации множества оригинальных инновационных светотехнических решений в области дизайна. Компактные размеры светодиодных модулей обеспечивают монтаж в стесненных условиях. При этом монохроматическое излучение светодиодов способствует высокой насыщенности цвета.
В пользу применения светодиодов, кроме их декоративных свойств, говорит также малое потребление энергии, большой срок службы и обусловленные этим низкие затраты на техническое обслуживание. Затраты на эксплуатацию светодиодного оборудования также минимальны.
Светодиодные модули применяются:
· в световой рекламе
· в оформлении интерьеров
· в сигнализации на автотранспорте
· в освещении для ориентации в зданиях
· в обозначении путей эвакуации
· в декоративных и встроенных светильниках
· в световых указателях
Светодиоды уже используются в светофорах на автострадах, железных дорогах и в аэропортах – там, где перегоревшая лампа представляет значительную угрозу, и цена не является доминирующим фактором.
Правительство США не так давно выступило с инициативой создания светильников нового поколения. В связи с этим традиционные компании, такие как OSRAM, General Electric, Phillips, скооперировались в изготовлении полупроводников с целью наладить массовое производство светодиодов. По некоторым оценкам, к 2012 году «белые светодиоды» могут занять до четверти рынка искусственного освещения.
Основной целью данной работы является разработка оптической схемы уличного светильника на полупроводниковых лампах, с использованием в качестве источников света линеек-кластеров шириной 35 мм с 10 светодиодами CREE XR-E7090 расположенными по оси линейки на расстоянии 29,5 мм между лампами.
Для достижения этой цели необходимо:
ознакомиться с принципами работы светодиодов;
собрать лабораторную установку для определения характеристик используемых в работе светодиодов;
ознакомиться с используемым для проектирования оптической схемы светильника программным обеспечением;
спроектировать оптическую схему светильника в соответствии с измеренными на лабораторной установке характеристиками светодиодов и необходимыми характеристиками светильника.
4.1. Измерение характеристик светодиода CREE XR-E7090
Для измерения потока и силы света, излучаемого светодиодом, была собрана установка в соответствии со следующей схемой:
Рис.5
Схема измерительной установки.
1. Источник света (светодиод CREE XR-E7090);
2,3. Люксметр ДК-20
2. Селеновый фотоприёмник ДК-20-5 №760540;
3. Миллиамперметр М 1200;
4. Амперметр Ц4360 (0-500мА);
5. Источник питания Б5-9 (0-90В, выставляли 30В);
Результаты измерения представлены в Таблице 1.
Таблица 1.Измерение потока и силы света, излучаемого одним светодиодом, через который протекает ток в 350 мА.
| Угол поворота | E1, дел | E2, дел | (E1+E2)/2,дел | E,Лк | I=E*r^2 | ω=4π*(Sin(α/2))^2 | P=I*ω |
| 0 | 100 | 100 | 100 | 4,2 | 37,8 | 0 | 0 |
| 5 | 98 | 99 | 98,5 | 4,137 | 37,233 | 0,023907303 | 0,890141 |
| 10 | 96 | 97 | 96,5 | 4,053 | 36,477 | 0,071539969 | 2,609563 |
| 15 | 91 | 93 | 92 | 3,864 | 34,776 | 0,118628206 | 4,125414 |
| 20 | 86 | 87 | 86,5 | 3,633 | 32,697 | 0,164813663 | 5,388912 |
| 25 | 80 | 81 | 80,5 | 3,381 | 30,429 | 0,209744863 | 6,382326 |
| 30 | 75 | 77 | 76 | 3,192 | 28,728 | 0,253079872 | 7,270479 |
| 35 | 66 | 68 | 67 | 2,814 | 25,326 | 0,294488904 | 7,458226 |
| 40 | 58 | 59 | 58,5 | 2,457 | 22,113 | 0,33365683 | 7,378153 |
| 45 | 50 | 51 | 50,5 | 2,121 | 19,089 | 0,370285575 | 7,068381 |
| 50 | 38 | 38 | 38 | 1,596 | 14,364 | 0,40409639 | 5,804441 |
| 55 | 33 | 34 | 33,5 | 1,407 | 12,663 | 0,434831968 | 5,506277 |
| 60 | 23 | 22 | 22,5 | 0,945 | 8,505 | 0,462258408 | 3,931508 |
| 65 | 13 | 15 | 14 | 0,588 | 5,292 | 0,486166989 | 2,572796 |
| 70 | 12 | 13 | 12,5 | 0,525 | 4,725 | 0,506375764 | 2,392625 |
| 75 | 8 | 9 | 8,5 | 0,357 | 3,213 | 0,522730941 | 1,679535 |
| 80 | 7 | 7 | 7 | 0,294 | 2,646 | 0,535108055 | 1,415896 |
| 85 | 4 | 3 | 3,5 | 0,147 | 1,323 | 0,543412913 | 0,718935 |
| 90 | 1 | 1 | 1 | 0,042 | 0,378 | 0,547582314 | 0,206986 |
4.2. Измерение характеристик линейки-кластера с 10 светодиодами CREE XR-E7090
Для измерения потока и силы света, излучаемого линейкой-кластером с 10 светодиодами, была собрана установка в соответствии со схемой изображенной на рисунке 2, с линейкой кластером в качестве источника света.
Результаты измерения представлены в Таблице 2.
Таблица 2.Измерение потока и силы света, излучаемого кластером, состоящим из 10 светодиодов, через которые протекает ток в 350 мА.
| Угол поворота | E1, дел | E2, дел | (E1+E2)/2,дел | E,Лк | I=E*r^2 | ω=4π*(Sin(α/2))^2 | P=I*ω |
| 0 | 110 | 109 | 109,5 | 49,275 | 443,475 | 0 | 0 |
| 5 | 109 | 109 | 109 | 49,05 | 441,45 | 0,023907303 | 10,55388 |
| 10 | 106 | 104 | 105 | 47,25 | 425,25 | 0,071539969 | 30,42237 |
| 15 | 101 | 101 | 101 | 45,45 | 409,05 | 0,118628206 | 48,52487 |
| 20 | 95 | 94 | 94,5 | 42,525 | 382,725 | 0,164813663 | 63,07831 |
| 25 | 90 | 86 | 88 | 39,6 | 356,4 | 0,209744863 | 74,75307 |
| 30 | 82 | 80 | 81 | 36,45 | 328,05 | 0,253079872 | 83,02285 |
| 35 | 73 | 71 | 72 | 32,4 | 291,6 | 0,294488904 | 85,87296 |
| 40 | 63 | 59 | 61 | 27,45 | 247,05 | 0,33365683 | 82,42992 |
| 45 | 52 | 39 | 45,5 | 20,475 | 184,275 | 0,370285575 | 68,23437 |
| 50 | 39 | 30 | 34,5 | 15,525 | 139,725 | 0,40409639 | 56,46237 |
| 55 | 27 | 15 | 21 | 9,45 | 85,05 | 0,434831968 | 36,98246 |
| 60 | 16 | 12 | 14 | 6,3 | 56,7 | 0,462258408 | 26,21005 |
| 65 | 11 | 10 | 10,5 | 4,725 | 42,525 | 0,486166989 | 20,67425 |
| 70 | 9 | 8 | 8,5 | 3,825 | 34,425 | 0,506375764 | 17,43199 |
| 75 | 7 | 5 | 6 | 2,7 | 24,3 | 0,522730941 | 12,70236 |
| 80 | 4 | 6 | 5 | 2,25 | 20,25 | 0,535108055 | 10,83594 |
| 85 | 6 | 5 | 5,5 | 2,475 | 22,275 | 0,543412913 | 12,10452 |
| 90 | 5 | 3 | 4 | 1,8 | 16,2 | 0,547582314 | 8,870833 |