Fuentes de luz LED

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3 razones por las que los LED se utilizan como fuente de luz en comparación con las lámparas HID

  • Los LED no tienen un filamento que se queme o rompa, por lo tanto, duran mucho más que las bombillas convencionales. Dado que un chip semiconductor muy pequeño ejecuta un LED, son muy duraderos y tienden a durar muchos miles de horas.
  • Los LED se 'encienden instantáneamente', al igual que las lámparas halógenas, y por lo tanto son convenientes para su uso en aplicaciones que están sujetas a ciclos frecuentes o potenciales de encendido y apagado. Por el contrario, las lámparas HID son más frágiles y deben calentarse (15-25 segundos) durante el encendido.
  • La tecnología LED está cambiando rápidamente y es previsible que los LED eventualmente superen el rendimiento de la iluminación HID.

¿Cómo se utiliza el LED como fuente de luz?

Los diodos emisores de luz (LED) son fuentes de luz que utilizan diodos que emiten luz cuando se conectan en un circuito. El efecto es una forma de electroluminiscencia donde los LED liberan una gran cantidad de fotones hacia el exterior, el LED está alojado en una bombilla de plástico, que concentra la fuente de luz.La parte más importante de un LED es el chip semiconductor ubicado en el centro de la fuente de luz. Consiste en regiones pyn con una unión entre ellas. La región p está dominada por cargas eléctricas positivas y la región n está dominada por cargas eléctricas negativas. La unión es una especie de pared entre las dos regiones, que bloquea el paso de los portadores de carga entre las dos regiones.

Cuando se aplica suficiente voltaje al chip semiconductor, los electrones pueden moverse fácilmente a través de la unión donde son inmediatamente atraídos por las fuerzas positivas en la región p. Cuando un electrón se acerca lo suficiente a una carga positiva en la región p, las dos cargas se “vuelven a combinar”.




Cuando un electrón se combina con un ion positivo, la energía potencial eléctrica se convierte en energía electromagnética y esto ocurre en forma de emisión de un fotón de luz.

Este fotón tiene una frecuencia determinada por las características del material semiconductor (generalmente una combinación de los elementos químicos galio, arsénico y fósforo).



Los LED que emiten diferentes colores están hechos de diferentes materiales semiconductores. En palabras simples, los LED son pequeños componentes de circuitos eléctricos que actúan como una bombilla sin ningún filamento.Los LED se iluminan únicamente por el movimiento de electrones en un material semiconductor, lo que los hace energéticamente eficientes y extremadamente resistentes durante largos períodos de tiempo.

¿Qué tipo de LED se utiliza en aplicaciones de iluminación?

El LED blanco es la nueva tecnología de iluminación más emocionante desde la introducción de las lámparas fluorescentes. Los LED de alta intensidad ahora son populares debido a sus altos requisitos de baja corriente. Los LED blancos de alto brillo se utilizan cada vez más en aplicaciones de iluminación como una medida para ahorrar energía. Las aplicaciones del LED blanco incluyen retroiluminación en teléfonos móviles, retroiluminación LCD, iluminación del hogar y de vehículos, paneles de visualización, etc. Los LED son de tamaño extremadamente pequeño y consumen poca energía y convierten la electricidad en luz de manera eficiente.


¿Por qué se prefiere el LED blanco?

Un LED de alto vatio generalmente produce alrededor de 75-100 lúmenes por vatio a expensas de 350 miliamperios de corriente. La pérdida de energía por calor es prácticamente nula en los LED y tienen una vida muy larga de miles de horas. Los LED son dispositivos ecológicos ya que no contienen plomo ni mercurio. A diferencia de las lámparas fluorescentes, los LED no emiten rayos UV.

El LED blanco de 1 vatio proporciona un flujo luminoso de alrededor de 100 lm que es suficiente para iluminar un área confinada. La cantidad de luz emitida por una fuente de luz se mide en términos de lumen. Por ejemplo, una bombilla de 60 vatios emite 730 lúmenes y la de una lámpara halógena de 50 vatios es de 900 lúmenes.Cada chip LED tiene un área de solo un milímetro cuadrado, lo que genera una luminosidad general muy concentrada.

La caída de voltaje directo del LED blanco de 1 vatio es de 3.3 voltios y consume 350 miliamperios de corriente. Por lo tanto, el LED blanco ordinario requiere 3 voltios y alrededor de 40 mA de corriente para brindar el máximo brillo.

Los LED blancos de alta potencia se pueden manejar a una corriente alta de cientos de miliamperios a un amperio para producir luz de alta intensidad. Algunas marcas pueden producir más de mil lúmenes. Los HPLED deben montarse en un disipador de calor para permitir la disipación de calor, de lo contrario, el dispositivo se dañará fácilmente.

2 formas de construir LED blanco

  • El método consiste en recubrir un chip LED (principalmente azul hecho de nitruro de indio y galio, InGaN) con fósforo de diferentes colores para producir la luz blanca. La parte del espectro de luz correspondiente a la luz azul se transfiere a la longitud de onda más larga, mediante un proceso conocido como desplazamiento de Stokes. La luz blanca de los LED blancos proviene del azul de banda estrecha que emiten naturalmente los LED de GaN, más un amarillo de amplio espectro generado por una capa de fósforo en la matriz que absorbe una proporción del azul y lo convierte en amarillo. InGaN puede producir longitudes de onda operativas de verde a ultravioleta variando las cantidades relativas de indio y galio durante la producción. El material de fósforo comúnmente utilizado es el granate de itrio aluminio dopado con cerio o Ce3 + YAG.
  • Los LED blancos también se pueden fabricar recubriendo los LED que emiten rayos ultravioleta cercanos con una mezcla de fósforos emisores de rojo y azul a base de europio de alta eficiencia más cobre de emisión verde y sulfuro de zinc dopado con aluminio. Este es un método similar al funcionamiento de las lámparas fluorescentes. Este método es menos eficiente que el LED azul con fósforo, ya que el desplazamiento de Stokes es mayor y, por lo tanto, se convierte más energía en calor. Otro inconveniente es que la luz ultravioleta puede filtrarse de un LED que funciona mal y causar daño a los ojos o la piel de las personas.

3 Aplicaciones que involucran el LED como fuente de luz

  • Lámpara de emergencia basada en LED

Se puede enchufar a la toma de CA y se enciende en el momento de la falla de energía. Emite luz blanca fría en la habitación, que también es suficiente para fines de lectura. Está alimentado por una batería de teléfono inalámbrico de 4.5 voltios y usa un LED blanco de 1 vatio.

Funcionamiento del sistema

El circuito utiliza un pequeño transformador reductor de 4,5 voltios y 300 mA, un puente rectificador que comprende D1 a D4 y el condensador de suavizado C1 como fuente de alimentación para cargar la batería recargable de 4,5 voltios. El transformador de 4.5 voltios está disponible y generalmente se usa en Luces LED de emergencia . Baja los 230 voltios CA a CA de bajo voltaje que luego es rectificado por el rectificador de onda completa. El condensador C1 libera la ondulación de CC para la carga. La resistencia R1 proporciona alrededor de 80 miliamperios de corriente para la carga. Dado que el circuito siempre está enchufado, la corriente baja es ideal para cargar. La batería recargable utilizada en el circuito es una batería de teléfono inalámbrico de 4,5 voltios.
Cuando la red eléctrica está disponible, la batería se carga a través de R1 y D5. Al mismo tiempo, el transistor PNP obtiene polarización positiva a través de R1 y permanece apagado. Cuando falla la energía, D5 se polariza en sentido inverso y la base de T1 se volverá negativa. Luego conduce y enciende el LED. Cuando se reanuda la energía, el LED se apaga automáticamente.

Lámpara-LED-Emergencia 1W

Lámpara-LED-Emergencia 1W

¿Cómo establecer?

El circuito se puede montar en una pequeña pieza de placa de perforación. Incluya el circuito, el transformador y la batería en una caja adaptadora tipo enchufe. Fije el LED fuera de la caja preferiblemente con un fondo reflectante. Puede pegar papel de aluminio para este propósito, que también actuará como disipador de calor para el LED. Dado que una alta corriente fluye a través de T1 cuando el LED se enciende, T1 requiere un disipador de calor. El LED blanco de 1 vatio cuesta alrededor de 50 rupias y la batería 150 rupias.

  • Lámpara automática con LED de 1 W

Aquí hay un Lámpara automática con alta potencia LED blanco que se enciende por la noche y permanece encendido hasta la mañana. Los LED blancos se utilizan en estos días, ya que necesitan una fuente de alimentación de CC simple para alimentarlos y controlarlos, a diferencia de las lámparas de descarga de gas incandescente. El LED utilizado tiene una potencia de 1 W y la fuente de alimentación regulada sin transformador se utiliza para alimentar el dispositivo.

Funcionamiento del sistema

Los condensadores c1 y c2 reducen el voltaje de CA a un valor más bajo. Normalmente se utilizan condensadores de alto valor. La sección del puente rectificador produce una salida de CC pulsante a partir de la señal de CA. El condensador elimina las ondulaciones de CA presentes en la señal de CC. Esta señal filtrada se aplica a través del diodo Zener, que proporciona una salida de CC regulada a través de su terminal. El condensador c3 generalmente permite que la señal de CA pase a través de él y bloquea la señal de CC. Actúa como un elemento de derivación. LDR y T1 forman un interruptor sensible a la luz para encender / apagar el LED. LDR ofrece alta resistencia en la oscuridad y baja resistencia en la luz. Por lo tanto, durante el día, los conductos LDR y la base de T1 se llevarán al potencial de tierra y permanecerán apagados para apagar el LED blanco. Durante la noche, cuando cesa la luz del día, aumenta la resistencia de LDR y T1 obtiene suficiente polarización y conductas de base. A continuación, se enciende el LED conectado al colector T1. BD 139 es un transistor NPN de potencia media y sus conexiones de pines son Base - Colector - Emisor desde el lado frontal. El disipador de calor es necesario para T1 ya que el LED pasa alrededor de 100 miliamperios de corriente. El LED utilizado en el circuito es el LED blanco de 1 vatio que tiene una caída de voltaje directo de 3.3 voltios y requiere una corriente de 350 miliamperios para obtener el brillo completo.

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  • Lámpara de emergencia portátil con cargador móvil

Aquí está la lámpara de emergencia portátil con el cargador móvil. Utiliza un LED blanco de alto brillo que puede dar suficiente luz en la habitación cuando falla la alimentación de red. Un LED blanco puede ser un LED de nitruro de indio y galio que emite una luz blanca azulada, que se puede filtrar usando un filtro de fósforo en la lente o usando una mezcla de LED multicolores. También se puede utilizar como cargador móvil en el modo de enchufe y durante el viaje.

Funcionamiento del sistema

La fuente de alimentación para el circuito se deriva de un transformador reductor de 0-6 voltios 300 mA, un rectificador de onda completa que comprende D1 a D4 y el condensador de suavizado C1. El circuito de luz de emergencia consta del diodo D5, la resistencia R2 y el transistor T1. Cuando la red eléctrica está disponible, el diodo D5 se polariza hacia adelante y la batería de 6 voltios se carga a través de la resistencia R2. Al mismo tiempo, el transistor PNP T1 estará fuera de conducción ya que su base se mantiene alta a través de R1. El LED blanco conectado al colector de T1 permanece apagado. Cuando falla la alimentación de red, D5 se polariza en sentido inverso y la base de T1 obtiene una polarización negativa y conduce. Luego, el LED blanco se enciende usando la energía de la batería. La sección de cargador móvil del circuito consiste en una fuente de alimentación regulada basada en Zener. La corriente de carga se puede extraer de los puntos A y B utilizando un conector adecuado.

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Cargador móvil portátil con luz de emergencia cum

Ahora espero que tengas una idea sobre el concepto de las fuentes de luz LED y si tienes alguna duda del artículo y de los proyectos de electrónica eléctrica, deja la sección de comentarios a continuación.