Ներածություն. Չեն Շումինգը և մյուսները Հարավային գիտության և տեխնոլոգիայի համալսարանից մշակել են մի շարք միացված քվանտային կետային լուսարձակող դիոդ՝ օգտագործելով թափանցիկ հաղորդունակ ինդիումի ցինկի օքսիդը որպես միջանկյալ էլեկտրոդ: Դիոդը կարող է աշխատել դրական և բացասական փոփոխական հոսանքի ցիկլերի ներքո, արտաքին քվանտային արդյունավետությամբ համապատասխանաբար 20,09% և 21,15%: Բացի այդ, միացնելով մի քանի սերիայի միացված սարքեր, վահանակը կարող է ուղղակիորեն շարժվել կենցաղային AC հոսանքի միջոցով՝ առանց բարդ հետին սխեմաների անհրաժեշտության: 220 Վ/50 Հց լարման դեպքում կարմիր վարդակից և միացման վահանակի էներգիայի արդյունավետությունը 15,70 լմ W-1 է, իսկ կարգավորվող պայծառությունը կարող է հասնել մինչև 25834 cd m-2:
Լույս արտանետող դիոդները (LED) դարձել են հիմնական լուսավորության տեխնոլոգիան՝ շնորհիվ իրենց բարձր արդյունավետության, երկար սպասարկման, պինդ վիճակում և շրջակա միջավայրի անվտանգության առավելությունների՝ բավարարելով էներգաարդյունավետության և շրջակա միջավայրի կայունության համաշխարհային պահանջարկը: Որպես կիսահաղորդչային pn դիոդ, LED-ը կարող է գործել միայն ցածր լարման ուղղակի հոսանքի (DC) աղբյուրի շարժիչի ներքո: Միակողմանի և շարունակական լիցքավորման ներարկման շնորհիվ սարքի ներսում կուտակվում են լիցքեր և Ջոուլ ջեռուցում, ինչը նվազեցնում է LED-ի գործառնական կայունությունը: Բացի այդ, համաշխարհային էներգիայի մատակարարումը հիմնականում հիմնված է բարձր լարման փոփոխական հոսանքի վրա, և շատ կենցաղային տեխնիկա, ինչպիսիք են LED լույսերը, չեն կարող ուղղակիորեն օգտագործել բարձր լարման փոփոխական հոսանքը: Հետևաբար, երբ LED-ը շարժվում է կենցաղային էլեկտրաէներգիայի միջոցով, անհրաժեշտ է լրացուցիչ AC-DC փոխարկիչ՝ որպես միջնորդ՝ բարձր լարման փոփոխական հոսանքը ցածր լարման մշտական հոսանքի վերածելու համար: Տիպիկ AC-DC փոխարկիչը ներառում է տրանսֆորմատոր՝ ցանցի լարումը նվազեցնելու համար և ուղղիչ շղթա՝ AC մուտքն ուղղելու համար (տես Նկար 1ա): Թեև AC-DC փոխարկիչների մեծ մասի փոխակերպման արդյունավետությունը կարող է հասնել ավելի քան 90%, փոխակերպման գործընթացում դեռևս էներգիայի կորուստ կա: Բացի այդ, LED-ի պայծառությունը կարգավորելու համար պետք է օգտագործվի հատուկ շարժիչ միացում՝ DC էլեկտրամատակարարումը կարգավորելու և LED-ի համար իդեալական հոսանքը ապահովելու համար (տես Լրացուցիչ նկար 1b):
Վարորդի շղթայի հուսալիությունը կազդի LED լույսերի ամրության վրա: Հետևաբար, AC-DC փոխարկիչների և DC դրայվերների ներդրումը ոչ միայն առաջացնում է լրացուցիչ ծախսեր (կազմում է LED լամպերի ընդհանուր արժեքի մոտ 17%-ը), այլև ավելացնում է էներգիայի սպառումը և նվազեցնում LED լամպերի ամրությունը: Հետևաբար, LED կամ էլեկտրալյումինեսցենտային (EL) սարքերի մշակումը, որոնք կարող են ուղղակիորեն շարժվել կենցաղային 110 Վ/220 Վ 50 Հց/60 Հց լարման միջոցով, առանց բարդ էլեկտրոնային սարքերի անհրաժեշտության, շատ ցանկալի է:
Վերջին մի քանի տասնամյակների ընթացքում ցուցադրվել են մի քանի AC շարժիչ էլեկտրալյումինեսցենտ (AC-EL) սարքեր: Տիպիկ AC էլեկտրոնային բալաստը բաղկացած է լյումինեսցենտային փոշի արձակող շերտից, որը գտնվում է երկու մեկուսիչ շերտերի միջև (Նկար 2ա): Մեկուսիչ շերտի օգտագործումը կանխում է արտաքին լիցքակիրների ներարկումը, ուստի սարքի միջով ուղղակի հոսանք չի անցնում: Սարքն ունի կոնդենսատորի գործառույթ, և բարձր AC էլեկտրական դաշտի շարժիչի ներքո ներքին գեներացվող էլեկտրոնները կարող են թունել գրավման կետից մինչև արտանետման շերտ: Բավարար կինետիկ էներգիա ստանալուց հետո էլեկտրոնները բախվում են լյումինեսցենտ կենտրոնի հետ՝ առաջացնելով էքսիտոններ և լույս արձակելով։ Էլեկտրոդներից դրսից էլեկտրոններ ներարկելու անկարողության պատճառով այս սարքերի պայծառությունն ու արդյունավետությունը զգալիորեն ցածր են, ինչը սահմանափակում է դրանց կիրառությունը լուսավորության և ցուցադրման ոլորտներում:
Դրա կատարումը բարելավելու համար մարդիկ նախագծել են AC էլեկտրոնային բալաստներ մեկ մեկուսիչ շերտով (տես Լրացուցիչ նկար 2b): Այս կառուցվածքում AC շարժիչի դրական կես ցիկլի ընթացքում լիցքի կրիչը ուղղակիորեն ներարկվում է արտաքին էլեկտրոդից արտանետվող շերտի մեջ. Արդյունավետ լույսի արտանետումը կարելի է դիտարկել ներքին գեներացվող մեկ այլ տեսակի լիցքակիր կրիչի հետ վերահամակցելով: Այնուամենայնիվ, AC շարժիչի բացասական կես ցիկլի ընթացքում ներարկվող լիցքի կրիչները կազատվեն սարքից և, հետևաբար, լույս չեն արձակի: Հաշվի առնելով այն հանգամանքը, որ լույսի արտանետումը տեղի է ունենում միայն վարման կես ցիկլի ընթացքում, այս AC սարքի արդյունավետությունը ցածր է DC սարքերից: Բացի այդ, սարքերի հզորության բնութագրերի պատճառով երկու AC սարքերի էլեկտրալյումինեսցենտային կատարումը կախված է հաճախականությունից, և օպտիմալ կատարումը սովորաբար ձեռք է բերվում մի քանի կիլոհերց բարձր հաճախականություններում, ինչը դժվարացնում է նրանց համատեղելիությունը ստանդարտ կենցաղային AC հոսանքի հետ ցածր պայմաններում: հաճախականություններ (50 Հերց/60 Հերց):
Վերջերս ինչ-որ մեկն առաջարկեց AC էլեկտրոնային սարք, որը կարող է աշխատել 50 Հց/60 Հց հաճախականությամբ: Այս սարքը բաղկացած է երկու զուգահեռ DC սարքերից (տես Նկար 2c): Երկու սարքերի վերին էլեկտրոդների էլեկտրական կարճ միացումով և ներքևի համակողմանի էլեկտրոդները միացնելով AC հոսանքի աղբյուրին, երկու սարքերը կարող են հերթով միացնել: Շրջանակային տեսանկյունից այս AC-DC սարքը ձեռք է բերվում միացնելով առաջընթաց սարքը և հակադարձ սարքը հաջորդաբար: Երբ առաջ սարքը միացված է, հակադարձ սարքն անջատվում է՝ հանդես գալով որպես դիմադրիչ։ Դիմադրության առկայության պատճառով էլեկտրալյումինեսցենցիայի արդյունավետությունը համեմատաբար ցածր է: Բացի այդ, AC լույս արտանետող սարքերը կարող են աշխատել միայն ցածր լարման դեպքում և չեն կարող ուղղակիորեն համակցվել 110 Վ/220 Վ ստանդարտ կենցաղային էլեկտրաէներգիայի հետ: Ինչպես ցույց է տրված Լրացուցիչ Նկար 3-ում և Լրացուցիչ Աղյուսակ 1-ում, բարձր AC լարման միջոցով հաղորդվող AC-DC էներգիայի սարքերի արդյունավետությունը (պայծառությունը և էներգիայի արդյունավետությունը) ավելի ցածր է, քան DC սարքերինը: Առայժմ չկա AC-DC սնուցման սարք, որը կարող է ուղղակիորեն աշխատել կենցաղային էլեկտրաէներգիայի միջոցով 110 Վ/220 Վ, 50 Հց/60 Հց և ունի բարձր արդյունավետություն և երկար կյանք:
Չեն Շումինգը և նրա թիմը Հարավային Գիտության և տեխնոլոգիայի համալսարանից մշակել են մի շարք միացված քվանտային կետերով լուսարձակող դիոդ՝ օգտագործելով թափանցիկ հաղորդունակ ինդիումի ցինկի օքսիդը՝ որպես միջանկյալ էլեկտրոդ: Դիոդը կարող է աշխատել դրական և բացասական փոփոխական հոսանքի ցիկլերի ներքո, արտաքին քվանտային արդյունավետությամբ համապատասխանաբար 20,09% և 21,15%: Բացի այդ, միացնելով մի քանի սերիայի միացված սարքեր, վահանակը կարող է ուղղակիորեն կառավարվել կենցաղային AC հոսանքի միջոցով՝ առանց բարդ հետին սխեմաների անհրաժեշտության: 220 Վ/50 Հց լարման տակ կարմիր վարդակից և միացման վահանակի էներգիայի արդյունավետությունը 15,70 է: lm W-1, իսկ կարգավորվող պայծառությունը կարող է հասնել մինչև 25834 cd m-2: Մշակված plug and play քվանտային կետային LED վահանակը կարող է արտադրել տնտեսական, կոմպակտ, արդյունավետ և կայուն պինդ վիճակի լույսի աղբյուրներ, որոնք կարող են ուղղակիորեն սնուցվել կենցաղային AC էլեկտրականությամբ:
Վերցված է Lightingchina.com կայքից
Հրապարակման ժամանակը` Հունվար-14-2025