Een nieuwe horizon van licht –LED-verlichting en toepassingen
De ontwikkeling van licht-emitterende diodes
Sinds de komst van de gloeilamp in de 19e eeuw heeft verlichting de moderne menselijke levensstijl getransformeerd. In de 21e eeuw heeft groene verlichting steeds meer aandacht gekregen bij het nastreven van duurzame ontwikkeling voor de planeet. Nu gloeilampen steeds meer verouderd raken, zijn light-{4}}emitting diodes (LED's) de meest veelbelovende opvolger van de verlichtingsindustrie geworden, waardoor er nieuwe mogelijkheden ontstaan voor toepassingen in de verlichtingsindustrie.
LED's zijn een soort solid{0}}verlichting, die voordelen biedt zoals compact formaat, kwik-werking, lange levensduur, hoge lichtopbrengst, schokbestendigheid en snelle respons. De kernstructuur van een LED bestaat uit een chip die bestaat uit p-type en n-type halfgeleiders. Wanneer een voorwaartse spanning wordt aangelegd op de pn-overgang, wordt er energie gegenereerd om de bandafstand tussen de materialen te overbruggen, waardoor recombinatie van elektronengaten ontstaat. Dit recombinatieproces kan worden gecategoriseerd als stralend of niet-stralend. Tijdens dit recombinatieproces komt energie vrij in de vorm van licht en warmte, wat het principe is van LED-lichtemissie.
De meest voorkomende kleuren worden samengesteld uit twee of meer primaire kleuren. De drie primaire kleuren van licht zijn rood (R), groen (G) en blauw (B). Door deze drie primaire kleuren te mengen, ontstaat wit licht en andere kleuren. Vroege LED's hadden beperkte toepassingen vanwege hun lage lichtopbrengst en het ontbreken van blauwe LED's.
Pas halverwege de -jaren negentig ontwikkelde Dr. Shuji Nakamura, een wetenschapper bij Nichia Chemical Corporation in Japan, de eerste blauwe LED met hoge helderheid door indium-galliumnitride (InGaN) op een saffiersubstraat te laten groeien. De uitvinding van de blauwe LED maakte de productie van witte LED's mogelijk door middel van kleurmenging, waardoor Dr. Nakamura werd geëerd als de "Vader van de Blauwe LED's". De komst van witte LED's stimuleerde de snelle ontwikkeling van de LED-industrie, waardoor LED's een van de meest concurrerende producten in de opto-elektronica-industrie werden.
In april 2012 maakte Cree, een grote Amerikaanse fabrikant, bekend dat zijn-sterke witte LED een nieuw record had gevestigd, met een lichtopbrengst van 254 lm/W bij een aandrijfstroom van 350 mA. Deze lichtefficiëntie overtreft die van andere huidige lichtbronnen, waardoor LED's een nieuwe generatie verlichtingsbronnen worden met een groot potentieel om traditionele lichtbronnen te vervangen.
LED's en menselijk zicht
Verlichting is gebaseerd op menselijke waarneming. Om toepassingen voor LED-lichtbronnen te ontwikkelen, is het daarom noodzakelijk om eerst de basisstructuur van het menselijk oog en zijn reactie op licht te begrijpen. Het menselijk netvlies bestaat uit talrijke fotoreceptorcellen, die op basis van hun vorm zijn onderverdeeld in staafjes en kegeltjes. Wanneer licht het oog binnendringt, zenden staafjes en kegeltjes respectievelijk helderheid en kleur naar de hersenen om een beeld te construeren.
Kegeltjes en fotopisch zicht: Kegeltjes voelen vooral kleur en zijn overdag gevoeliger. Ze zijn verder onderverdeeld in L-, M- en S-kegels. L-kegels detecteren voornamelijk rood, met een piekgolflengte van ongeveer 564-580 nm; M-kegels detecteren voornamelijk groen, met een piekgolflengte van ongeveer 534-545 nm; en S-kegels detecteren voornamelijk blauw, met een piekgolflengte van ongeveer 420-440 nm.
Omdat verschillende cellen verschillende gevoeligheden hebben bij verschillende lichtintensiteiten, heeft de Internationale Commissie voor Verlichting (CIE) standaard visuele functiecurven opgesteld. Als een persoon wordt geboren zonder L-, M- of S-kegelcellen, wordt hij als aangeboren kleurenblind beschouwd. Dit is een geslachts-gebonden genetische aandoening die vaker voorkomt bij mannen. Ze kunnen specifieke kleuren niet zien en hebben over het algemeen een slecht zicht.
Staafcellen en Scotopisch zicht: Staafcellen ontvangen alleen licht en kunnen geen kleur onderscheiden. Ze nemen zwart-witbeelden waar en functioneren voornamelijk bij weinig- lichtomstandigheden, zoals 's nachts. Bij extreem lage lichtintensiteiten vertrouwt het menselijk oog voornamelijk op staafcellen, vandaar de term 'scotopisch zicht'. Bij weinig licht is het oog extreem gevoelig voor licht, en de lichtgevoeligheid is zelfs nog groter.
LED-parameters
Een belangrijke specificatie voor LED-producten is de lichtstroom. De lichtstroom die een LED uitstraalt, wordt uitgedrukt in lumen (lm). De verhouding tussen de lichtstroom van een lichtbron en het verbruikte vermogen geeft de lichtefficiëntie weer (lm/W). Een hoger lichtrendement duidt op een energiezuiniger-lichtbron. Een andere belangrijke parameter is de kleurtemperatuur, die van invloed is op de kleureigenschappen die worden weergegeven door LED-verlichtingsproducten.
Kleurtemperatuur wordt gedefinieerd als de temperatuur waarbij een zwart lichaam, verwarmd tot het punt waarop het dezelfde kleur uitstraalt als de lichtbron, wordt uitgedrukt in graden Kelvin (K). Verschillende kleurtemperaturen zorgen voor verschillende visuele ervaringen. Wanneer de kleurtemperatuur bijvoorbeeld lager is dan 3.000 K, heeft de lichtkleur de neiging roodachtig te zijn, waardoor een warm en intiem gevoel ontstaat; wanneer de kleurtemperatuur hoger is dan 5.000 K, heeft de kleur de neiging blauwachtig te zijn, waardoor een koele en rustige indruk ontstaat. Variaties in de kleurtemperatuur van een lichtbron kunnen de binnenatmosfeer beïnvloeden. Een gloeilamp heeft bijvoorbeeld een kleurtemperatuur van 2.700K, waardoor hij ideaal is voor binnenverlichting. De kleurtemperatuur van een lichtbron heeft ook invloed op de eigenschappen van het verlichte object. Daarom geven verlichtingsproducten op de markt over het algemeen de kleurtemperatuur weer om aan verschillende consumentenbehoeften te voldoen.
Naast de kleurtemperatuur is ook de verlichtingssterkte een belangrijke specificatie. De verlichtingssterkte wordt gedefinieerd als de lichtstroom die per oppervlakte-eenheid op een bepaalde afstand wordt verdeeld, uitgedrukt in lux. De menselijke waarneming vertoont een subtiele relatie met kleurtemperatuur en verlichtingssterkte. Bij een lage kleurtemperatuur en veel licht voelt het menselijk lichaam bijvoorbeeld benauwd aan; bij een lage kleurtemperatuur en weinig verlichting voelt het menselijk lichaam warm aan. De meest voorkomende toepassingen van verlichting zijn LED-koplampen, schijnwerpers en zoeklichten.
Luminantie (ook bekend als helderheid) wordt gedefinieerd als de hoeveelheid licht die door een oppervlaktelichtbron wordt uitgezonden in een specifieke richting ten opzichte van het geprojecteerde gebied. Luminance heeft een breed scala aan toepassingen, waaronder LED-reclameborden, mobiele telefoonpanelen, verkeerslichten en autoachterlichten.
LED-karakteristieken en drivercircuits
Als nieuwe lichtbron verschillen LED-drivercircuits aanzienlijk van de voorschakelapparaten die in traditionele fluorescentielampen worden gebruikt. De primaire functie van LED-drivercircuits is het omzetten van wisselspanning in gelijkspanning en tegelijkertijd het afstemmen van de spanning en stroom van de LED. Daarom bestaan LED-lampen doorgaans uit twee componenten: het stuurcircuit en de lichtbron. Bij het bespreken van LED-drivercircuits is het het beste om eerst de elektrische kenmerken van LED's te begrijpen.
De spannings{0}}stroomkarakteristiek van LED's vertoont niet-lineair gedrag. Wanneer de spanning over de LED de aan-statusspanning overschrijdt, neemt de aan-statusstroom aanzienlijk toe. Deze eigenschap laat zien dat wanneer een LED wordt ingeschakeld, zelfs kleine spanningsschommelingen een dramatische verandering kunnen veroorzaken in de stroom die er doorheen vloeit. De karakteristieke curve van de LED-stroom-lichtopbrengst laat zien dat de lichtopbrengst van de LED ongeveer lineair evenredig is met de stroom. Op basis van deze belastingskarakteristieken maken typische LED-drivercircuits voornamelijk gebruik van constante stroomregeling om een nauwkeurige LED-werking onder de juiste bedrijfsomstandigheden te garanderen.
LED-specificaties
De wereldwijde LED-verlichtingsindustrie ontwikkelt zich snel. Naarmate LED-verlichtingsarmaturen steeds populairder worden, worden mondiale normen geleidelijk aan afgerond. Energy Star is een internationale standaard en programma voor energie-efficiënte consumentenproducten, die een reeks categorieën omvat, waaronder grote apparaten, kantoorapparatuur, verlichting en huiselektronica. Het testen van LED-verlichtingsproducten omvat het testen van de omgevingstemperatuur, het testen van de levensduur, het integreren van bolmetingen en lichtverdelingscurven. Bovendien worden de belangrijkste LED-verlichtingsparameters geregeld, zoals kleurweergave, powerfactor, kleurtemperatuur en lichtopbrengst. Gezien de wisselende kwaliteit van LED-producten op de markt, kunnen consumenten certificeringsmerken gebruiken om de kwaliteit en zekerheid van LED-verlichtingsproducten te garanderen.
LED-toepassingen
LED-technologie heeft zich snel ontwikkeld en de toepassingen ervan zijn divers. De meest voorkomende toepassingen zijn in residentiële, commerciële en industriële verlichting, waaronder wandkandelaars, nachtverlichting, leeslampjes, spots, lichtstrips, downlights en noodindicatoren.
LED-verlichting kan ook worden geïntegreerd met kunst en architectuur. Creaties met licht-thema zijn een veel voorkomend thema op het gebied van technologische kunst. Voor kunstenaars openen de unieke eigenschappen van LED-koudlichtbronnen nieuwe creatieve mogelijkheden vergeleken met traditionele lichtbronnen.
Naast bovengenoemde toepassingen zijn LED-kweeklampen een uitkomst voor agrarische producenten. Hun geoptimaliseerde kunstlichtspectrum creëert een optimale omgeving en omstandigheden voor planten. Het rode en blauwe licht dat doorgaans in kweeklampen wordt gebruikt, komt nauw overeen met de efficiëntiecurve die nodig is voor fotosynthese, waardoor ze de optimale lichtbron zijn voor plantengroei. Als we meer innovatieve toepassingen van LED's kunnen bevorderen en het vertrouwen van de consument in de kwaliteit van LED-producten kunnen vergroten, geloven we dat LED's zullen floreren op de verlichtingsmarkt!
In een wereld waarin de energie afneemt, is hoog-efficiënte verlichting een van de beste manieren om energie te besparen. In een typische elektriciteitsconsumptiestructuur kan verlichting maar liefst 19% van het totale elektriciteitsverbruik voor zijn rekening nemen. De hoge lichtefficiëntie van LED's maakt ze tot een veelbelovend alternatief voor traditionele lichtbronnen, waardoor ze een veelbelovende optie zijn voor energie-efficiënte verlichting. Bovendien kunnen LED-toepassingen zich uitbreiden van puntbronnen tot lijnen en zelfs oppervlakken, wat innovatieve verlichtingstoepassingen en een revolutie in verlichting inluidt. Verlichting gaat niet langer alleen maar over het verlichten van onze omgeving; het kan worden geïntegreerd met kunst, creativiteit, entertainment, gezondheidszorg en biotechnologie, waardoor nieuwe perspectieven in ons visuele en dagelijkse leven worden gebracht.
https://www.benweilight.com/lighting-buis-lamp/6000k-led-buis-120cm.html
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd
Telefoon: +86 0755 27186329
Mobiel(+86)18673599565
WhatsApp:19113306783
E-mail:bwzm15@benweilighting.com
Skypen:benweilight88
Web:www.benweilight.com
