Танилцуулга: Өмнөд Шинжлэх Ухаан Технологийн Их Сургуулийн Чен Шумин болон бусад хүмүүс тунгалаг дамжуулагч индий цайрын ислийг завсрын электрод болгон ашиглан цуврал холбогдсон квант цэгийн гэрэл ялгаруулах диодыг бүтээжээ. Диод нь эерэг ба сөрөг хувьсах гүйдлийн мөчлөгийн дор ажиллах боломжтой бөгөөд гадаад квантын үр ашиг тус тус 20.09% ба 21.15% байна. Нэмж дурдахад хэд хэдэн цуврал холбогдсон төхөөрөмжийг холбосноор самбарыг нарийн төвөгтэй арын хэлхээний шаардлагагүйгээр өрхийн хувьсах гүйдлийн хүчээр шууд удирдаж болно. 220 В/50 Гц-ийн хөтчийн дор улаан залгуур болон тоглуулах самбарын эрчим хүчний үр ашиг нь 15.70 лм W-1 бөгөөд тохируулж болох гэрэлтүүлэг нь 25834 cd m-2 хүртэл хүрч чаддаг.
Гэрэл ялгаруулах диод (LED) нь эрчим хүчний хэмнэлт, байгаль орчны тогтвортой байдлын дэлхийн эрэлт хэрэгцээг хангаж, өндөр үр ашигтай, удаан эдэлгээтэй, хатуу төлөвт болон байгаль орчны аюулгүй байдлын давуу талуудын улмаас гэрэлтүүлгийн гол технологи болсон. Хагас дамжуулагч pn диодын хувьд LED нь зөвхөн бага хүчдэлийн шууд гүйдлийн (DC) эх үүсвэрийн хөтөч дор ажиллах боломжтой. Нэг чиглэлтэй, тасралтгүй цэнэглэлтээр цэнэглэгддэг тул цэнэг болон Жоуль халаалт нь төхөөрөмжийн дотор хуримтлагдаж, улмаар LED-ийн үйл ажиллагааны тогтвортой байдлыг бууруулдаг. Түүнчлэн, дэлхийн эрчим хүчний хангамж нь ихэвчлэн өндөр хүчдэлийн хувьсах гүйдэл дээр суурилдаг бөгөөд LED гэрэл зэрэг олон гэр ахуйн цахилгаан хэрэгсэл нь өндөр хүчдэлийн хувьсах гүйдлийг шууд ашиглах боломжгүй юм. Иймд LED гэр ахуйн цахилгаанаар ажиллах үед өндөр хүчдэлийн хувьсах гүйдлийг бага хүчдэлийн тогтмол гүйдэл болгон хувиргах нэмэлт хувьсах гүйдлийн хувиргагч зуучлагчийн хувьд шаардлагатай. Ердийн хувьсах гүйдлийн хувиргагч нь сүлжээний хүчдэлийг бууруулах трансформатор ба хувьсах гүйдлийн оролтыг засах Шулуутгагч хэлхээг агуулдаг (Зураг 1а-г үз). Ихэнх хувьсах гүйдэлтэй гүйдлийн хөрвүүлэгчдийн хувиргах үр ашиг нь 90% -иас дээш байж болох ч хувиргах явцад эрчим хүчний алдагдал хэвээр байна. Нэмж дурдахад LED-ийн гэрлийг тохируулахын тулд тогтмол гүйдлийн тэжээлийн хангамжийг зохицуулж, LED-ийн хамгийн тохиромжтой гүйдлийг хангах тусгай жолоодлогын хэлхээг ашиглах хэрэгтэй (Нэмэлт Зураг 1b-г үзнэ үү).
Жолоочийн хэлхээний найдвартай байдал нь LED гэрлийн бат бөх байдалд нөлөөлнө. Тиймээс AC-DC хувиргагч болон тогтмол гүйдлийн драйверуудыг нэвтрүүлэх нь нэмэлт зардал (нийт LED чийдэнгийн зардлын 17 орчим хувийг эзэлдэг) төдийгүй эрчим хүчний зарцуулалтыг нэмэгдүүлж, LED чийдэнгийн эдэлгээг бууруулдаг. Иймээс 50 Гц/60 Гц-ийн 110 В/220 В хүчдэлээр нарийн төвөгтэй арын электрон төхөөрөмж ашиглахгүйгээр шууд удирдаж болох LED эсвэл цахилгаан гэрэлтэгч (EL) төхөөрөмжүүдийг хөгжүүлэх нь зүйтэй юм.
Сүүлийн хэдэн арван жилд хувьсах гүйдлээр ажилладаг цахилгаан гэрэлтэгч (AC-EL) төхөөрөмжүүдийг харуулсан. Ердийн хувьсах гүйдлийн электрон тогтворжуулагч нь хоёр тусгаарлагч давхаргын хооронд хавчуулагдсан флюресцент нунтаг ялгаруулдаг давхаргаас бүрдэнэ (Зураг 2a). Тусгаарлагч давхаргыг ашиглах нь гадны цэнэгийн тээвэрлэгчийг шахахаас сэргийлдэг тул төхөөрөмжөөр дамждаг шууд гүйдэл байхгүй. Төхөөрөмж нь конденсаторын функцтэй бөгөөд өндөр хувьсах гүйдлийн цахилгаан талбайн хөтчийн дор дотооддоо үүссэн электронууд нь барьж авах цэгээс ялгарлын давхарга хүртэл туннел хийж чаддаг. Хангалттай кинетик энергийг олж авсны дараа электронууд гэрэлтэгч төвтэй мөргөлдөж, өдөөлт үүсгэж, гэрэл ялгаруулдаг. Электродын гаднаас электрон оруулах боломжгүй тул эдгээр төхөөрөмжүүдийн гэрэл гэгээ, үр ашиг нь мэдэгдэхүйц бага байгаа нь гэрэлтүүлэг, дэлгэцийн салбарт ашиглах боломжийг хязгаарладаг.
Түүний гүйцэтгэлийг сайжруулахын тулд хүмүүс нэг тусгаарлагч давхарга бүхий хувьсах гүйдлийн электрон тогтворжуулагчийг зохион бүтээсэн (Нэмэлт Зураг 2b-г үзнэ үү). Энэ бүтцэд хувьсах гүйдлийн хөтөчийн эерэг хагас мөчлөгийн үед цэнэгийн тээвэрлэгчийг гадаад электродоос ялгаруулах давхаргад шууд шахдаг; Үр ашигтай гэрлийн ялгаралтыг дотооддоо үүссэн өөр төрлийн цэнэг зөөгчтэй дахин нэгтгэх замаар ажиглаж болно. Гэсэн хэдий ч хувьсах гүйдлийн жолоодлогын сөрөг хагас мөчлөгийн үед тарьсан цэнэг зөөгч төхөөрөмжөөс чөлөөлөгдөх тул гэрэл гаргахгүй. Гэрэл ялгаралт нь зөвхөн жолоодлогын хагас мөчлөгийн үед л гардаг тул энэхүү хувьсах гүйдлийн төхөөрөмжийн үр ашиг тогтмол гүйдлийн төхөөрөмжүүдээс бага байна. Нэмж дурдахад төхөөрөмжүүдийн багтаамжийн шинж чанараас шалтгаалан хувьсах гүйдлийн хоёр төхөөрөмжийн цахилгаан гэрэлтэх чадвар нь давтамжаас хамаардаг бөгөөд хамгийн оновчтой гүйцэтгэл нь ихэвчлэн хэд хэдэн килогерц өндөр давтамжтай байдаг бөгөөд энэ нь тэдгээрийг гэр ахуйн ердийн хувьсах гүйдлийн хүчин чадалтай нийцүүлэхэд хэцүү болгодог. давтамж (50 герц/60 герц).
Саяхан хэн нэгэн 50 Гц/60 Гц давтамжтай ажиллах боломжтой хувьсах гүйдлийн электрон төхөөрөмжийг санал болгосон. Энэ төхөөрөмж нь хоёр зэрэгцээ тогтмол гүйдлийн төхөөрөмжөөс бүрдэнэ (Зураг 2c-г үзнэ үү). Хоёр төхөөрөмжийн дээд электродуудыг цахилгаан богино холболтоор холбож, доод талын электродыг хувьсах гүйдлийн тэжээлийн эх үүсвэрт холбосноор хоёр төхөөрөмжийг ээлжлэн асааж болно. Хэлхээний үүднээс авч үзвэл энэхүү AC-DC төхөөрөмжийг урагш болон урвуу төхөөрөмжийг цувралаар холбосноор олж авдаг. Урагшаа төхөөрөмж асаалттай үед урвуу төхөөрөмж унтарч, резисторын үүрэг гүйцэтгэдэг. Эсэргүүцэл байгаа тул электролюминесценцийн үр ашиг харьцангуй бага байна. Түүнчлэн хувьсах гүйдлийн гэрэл ялгаруулах төхөөрөмжүүд нь зөвхөн бага хүчдэлд ажиллах боломжтой бөгөөд 110 В/220 В стандартын гэр ахуйн цахилгаантай шууд холбох боломжгүй юм. Нэмэлт Зураг 3 ба Нэмэлт Хүснэгт 1-д үзүүлснээр өндөр хувьсах гүйдлийн хүчдэлээр удирддаг AC-DC тэжээлийн төхөөрөмжүүдийн гүйцэтгэл (гэрэлт ба эрчим хүчний үр ашиг) нь тогтмол гүйдлийн төхөөрөмжүүдийнхээс доогуур байна. Одоогийн байдлаар 110 В/220 В, 50 Гц/60 Гц-ийн гэр ахуйн цахилгаанаар шууд хөдөлгөх чадвартай, өндөр үр ашигтай, удаан эдэлгээтэй хувьсах гүйдлийн цахилгаан төхөөрөмж байхгүй байна.
Өмнөд Шинжлэх Ухаан Технологийн Их Сургуулийн Чен Шумин болон түүний баг ил тод дамжуулагч индий цайрын ислийг завсрын электрод болгон ашиглан цуврал холбогдсон квант цэгийн гэрэл ялгаруулах диод бүтээжээ. Диод нь эерэг ба сөрөг хувьсах гүйдлийн мөчлөгийн дор ажиллах боломжтой бөгөөд гадаад квантын үр ашиг тус тус 20.09% ба 21.15% байна. Нэмж дурдахад хэд хэдэн цуврал холбогдсон төхөөрөмжүүдийг холбосноор самбарыг нарийн төвөгтэй арын хэлхээ шаардлагагүйгээр шууд гэр ахуйн хувьсах гүйдлийн хүчээр удирдаж болно. 220 В/50 Гц-ийн хөтөчийн дор улаан залгуур болон тоглуулах самбарын эрчим хүчний үр ашиг нь 15.70 байна. lm W-1, тохируулах боломжтой гэрэлтүүлэг нь 25834 cd m-2 хүртэл хүрч болно. Боловсруулсан залгагдаж тоглодог квант цэгийн LED самбар нь гэр ахуйн хувьсах гүйдлийн цахилгаанаар шууд тэжээгдэх боломжтой, хэмнэлттэй, авсаархан, үр ашигтай, тогтвортой хатуу төлөвт гэрлийн эх үүсвэрийг үйлдвэрлэх боломжтой.
Lightingchina.com сайтаас авав
Шуудангийн цаг: 2025 оны 1-р сарын 14-ний хооронд