LED lampa necə işləyir: dioddan işığa

Adi görünüşlü LED lampanın içində yarımkeçirici çip, fosfor, drayver və radiator birlikdə işləyir. Hər hissənin rolu və bundan çıxan praktik nəticələr.

Xaricdən baxanda LED lampa köhnə közərmə lampasına bənzəyir: eyni armud forması, eyni vintli altlıq. İçəridə isə tamamilə başqa proses gedir. Közərmə lampasında metal sap qızdırılaraq parlayırdı və enerjinin böyük hissəsi istiliyə gedirdi. LED-də isə işıq yarımkeçirici materialın içində, elektronların hərəkəti nəticəsində yaranır. Bu fərqi başa düşmək lampanı düzgün seçmək və istifadə etmək üçün də faydalıdır.

Yarımkeçirici keçid: işığın mənbəyi

LED ingiliscə "light-emitting diode", yəni işıq buraxan diod sözlərinin qısaltmasıdır. Diod elektrik cərəyanını bir istiqamətdə buraxan yarımkeçirici elementdir. Onun içində iki təbəqə var: birində sərbəst elektronlar çoxdur, digərində isə elektron çatışmayan yerlər, yəni "deşiklər".

Diodun uclarına düzgün istiqamətdə gərginlik veriləndə elektronlar və deşiklər iki təbəqənin sərhədinə doğru hərəkət edir və orada birləşir. Hər birləşmədə elektron enerjinin bir hissəsini kiçik işıq kvantı — foton şəklində buraxır. Fotonun enerjisi, deməli, işığın rəngi yarımkeçirici materialın xassəsindən, qadağan zonanın enini müəyyən edən kimyəvi tərkibdən asılıdır. Buna görə müxtəlif materiallardan qırmızı, yaşıl və ya mavi işıq verən LED-lər hazırlanır.

Burada vacib nəticə var: LED, közərmə lampası kimi, işıq yaratmaq üçün qızmalı deyil. Bu, onun səmərəliliyinin əsas səbəbidir.

Ağ işıq haradan gəlir

Tək LED çipi dar rəng diapazonunda işıq verir, ağ işıq isə bir çox rəngin qarışığıdır. Ev lampalarında ağ işığı almaq üçün ən geniş yayılmış üsul mavi işıq verən çipi fosfor adlanan xüsusi təbəqə ilə örtməkdir. Mavi işığın bir hissəsi fosfordan keçərək sarı və qırmızımtıl işığa çevrilir, qalan mavi işıqla qarışaraq göz üçün ağ işıq yaradır.

Fosforun tərkibi və qalınlığı işığın çalarını müəyyən edir. Qırmızı komponenti çox olan fosfor isti ağ işıq, daha az çevirən fosfor isə soyuq ağ işıq verir. Rəng ötürmə keyfiyyəti də əsasən fosfor qarışığından asılıdır: spektrdə boşluqlar nə qədər azdırsa, əşyaların rəngi bir o qədər təbii görünür.

LED lampaya yaxından baxsanız, bəzən çiplərin üzərində sarı rəngli kiçik kvadratlar görərsiniz — bu, həmin fosfor təbəqəsidir. Filament LED lampalarda isə çiplər nazik zolaqlar üzərində ardıcıl düzülür və fosforla örtülür, bu da köhnə közərmə sapına bənzər görünüş yaradır.

Lampanın içindəki hissələr

Adi E27 LED lampanı açsanız, bir neçə əsas hissə görərsiniz:

• səpələyici kolba — çiplərin nöqtəvi parlaq işığını yumşaldır və bərabər yayır;
• LED lövhəsi — çiplərin yerləşdiyi, adətən, istiliyi yaxşı ötürən alüminium əsaslı lövhə;
• radiator və ya gövdə — çiplərdən gələn istiliyi ətraf havaya ötürür;
• drayver — şəbəkənin dəyişən cərəyanını LED-lər üçün lazım olan sabit cərəyana çevirən kiçik elektron sxem;
• altlıq — lampanı patrona bağlayan və elektrik kontaktını təmin edən vintli hissə.

Hər LED çipi aşağı sabit gərginliklə işləyir, şəbəkədə isə dəyişən və xeyli yüksək gərginlik var. Buna görə drayver olmadan LED-i birbaşa rozetkaya qoşmaq mümkün deyil. Drayver həm də cərəyanı məhdudlaşdırır, çünki LED-dən keçən cərəyan nəzarətsiz artarsa, çip tez sıradan çıxar.

İstilik: LED-in gizli məsələsi

LED işığı qabağa, istiliyi isə arxaya — lövhəyə və gövdəyə verir. İşığın özü demək olar ki, istilik şüalanması daşımır, amma çipin içində enerjinin bir hissəsi yenə də istiliyə çevrilir. Bu istilik kənarlaşdırılmazsa, çipin temperaturu yüksəlir. Yüksək temperatur işıq axınının daha tez azalmasına, fosforun köhnəlməsinə və drayver elementlərinin ömrünün qısalmasına səbəb olur.

LED-lərin ömrü, adətən, "yanıb sönmə" anı ilə deyil, işıq axınının müəyyən səviyyəyə düşməsi ilə ölçülür. Məsələn, L70 göstəricisi işıq axınının başlanğıc dəyərin 70 faizinə enənə qədər keçən müddəti bildirir. Beləliklə, LED lampa bir gün qəfil sönmək əvəzinə, çox vaxt illər ərzində tədricən zəifləyir.

Bu bilik praktikada nəyə kömək edir

Lampanın necə işlədiyini bilmək gündəlik seçimi də asanlaşdırır:

• tam qapalı, havasız plafonlarda istilik yaxşı çıxmır, belə svetilniklər üçün məlumat vərəqində buna icazə verilən lampa seçmək lazımdır;
• adi lampa dimmerə qoşulanda titrəyir və ya vızıldayırsa, səbəb çox vaxt drayverdir: dimmerlə işləmək üçün tənzimlənən modellər nəzərdə tutulur;
• lampa söndürüləndən sonra zəif parıldayırsa, bu, adətən, lampanın deyil, qoşulma sxeminin və ya işıqlı açarın təsiridir;
• isti və soyuq işıq arasındakı fərq çipdə deyil, əsasən fosforda olduğu üçün eyni güclü lampalar müxtəlif çalarlarda istehsal oluna bilir.

Zaferoğlu Elektrik 2021-ci ildən Gəncədəki zavodda Zəfər İşığı adı ilə LED lampalar buraxır; çeşiddə standart A formalı E27 modellərdən filament və spot lampalara qədər müxtəlif tiplər var.