LED гэрэлтүүлгийн технологи: бүтэц, чанарын үзүүлэлт ба Монголын хүйтэн нөхцөл

LED-ийн ажиллах физик зарчим

Гэрэл цацаргах диод (LED — Light Emitting Diode) нь хагас дамжуулагчийн p-n шилжилтээр урагш чиглэлд гүйдэл нэвтрэх үед электрон нүхтэй рекомбинацлаж, ялгарсан энергийг фотон хэлбэрээр цацаргах үзэгдэлд (электролюминесценц) суурилдаг. Цацрах гэрлийн долгионы урт нь хагас дамжуулагч материалын хориглох бүсийн өргөнөөс хамаарна. Практикт цагаан гэрлийг ихэвчлэн хөх LED кристалл дээр шар люминофор бүрхэж, өнгө нэмэх аргаар үүсгэдэг.

LED-ийн эрчим хүчний үр ашгийг гэрлийн гарц (люмен/ватт) буюу нэгж чадлаас цацрах гэрлийн урсгалаар хэмждэг. Орчин үеийн гэрэлтүүлгийн LED 120–180 лм/Вт хүрсэн нь улайсдаг чийдэн (10–15 лм/Вт), люминесцент хоолойноос (60–90 лм/Вт) хэд дахин үр ашигтай. Энэ давуу тал нь ялангуяа гудамж, дэд станцын талбай зэрэг олон цагаар асдаг гэрэлтүүлэгт эрчим хүчний томоохон хэмнэлт өгдөг.

Жолоодогч хэлхээ ба дулаан менежмент

LED нь вольт-амперын огцом бус шугаман шинжтэй тул тогтмол гүйдлээр тэжээх ёстой. Иймд бүрэн бүтээгдэхүүнд жолоодогч хэлхээ (драйвер) зайлшгүй ордог бөгөөд 220 В хувьсах хүчдлийг тохирох тогтмол гүйдэл болгон хувиргана. Драйверын чанар нь системийн найдвартай ажиллагаа, гэрлийн анивчилт (flicker), хуваарилах сүлжээнд үзүүлэх нөлөөг тодорхойлдог гол хүчин зүйл юм.

LED кристаллын p-n шилжилтийн температур (junction temperature) нэмэгдэх тусам гэрлийн гарц буурч, насжилт богиносдог. Тиймээс дулаан зайлуулах хайлуур (радиатор), дулаан дамжуулах суурь зэрэг дулаан менежмент чухал. Энэ шалтгаанаар LED-ийн ашиглалтын хугацааг ихэвчлэн L70 буюу гэрлийн урсгал анхны утгынхаа 70%-д хүртэл буурах цаг (25,000–50,000 цаг)-аар илэрхийлдэг. Металл их биетэй гэрэлтүүлэгчийг заавал газардуулгад холбож, хүрэлцэх хүчдэлийн эрсдэлээс хамгаална.

Өнгөний үзүүлэлт

Өнгөний температур (Кельвин)-ээр гэрлийн өнгө аясыг тодорхойлно: 2700–3000 К дулаан цагаан, 4000 К саармаг, 5000–6500 К хүйтэн цагаан. Өнгө дамжуулах илтгэлцүүр (Ra буюу CRI) нь гэрэлд байгаа биетийн жинхэнэ өнгийг хэр үнэн харуулахыг 0–100 хооронд үнэлнэ; орон сууц, ажлын байранд Ra≥80 зөвлөдөг.

Монголын хүйтэн нөхцөлд ажиллагаа

Улайсдаг болон люминесцент гэрэлтэй харьцуулахад LED хүйтэнд давуу талтай. Бага температурт хагас дамжуулагчийн гарц бүр нэмэгдэж, шууд асдаг бол люминесцент хоолой −20°С-аас доош асахад бэрхшээлтэй. Гэвч −40°С хүрдэг Монголын гадна гэрэлтүүлэгт драйверын электролит конденсатор, удирдлагын хэлхээний хүйтэнд тэсвэрлэх чадвар, чийгнээс хамгаалах IP зэрэглэл нь бодит насжилтыг шийдвэрлэдэг тул сонголтод анхаарах ёстой.

Дүгнэвэл LED технологи нь өндөр үр ашиг, урт насжилт, хүйтэнд тэсвэртэй байдлаараа Монголын нөхцөлд хамгийн тохиромжтой шийдэл боловч эцсийн чанар нь кристаллаас илүү драйвер, дулаан менежментийн шийдэлд оршдогийг мартаж болохгүй.