LED发光

人不用手触碰屏幕就能完全用手势隔空操作手机?还能利用环境光照自动充电?这些“黑科技”或许在不久的将来都能实现,关键得益于一种既能发光又能吸收外部光源的新型发光二极管阵列。

姓名:刘哲宁

来自美国伊利诺伊大学厄巴纳-尚佩恩分校和位于马萨诸塞州马尔伯勒的陶氏电子材料公司的研究人员,近日在美国《科学》杂志上发表了相关研究进展。他们展示了新型胶体半导体纳米棒,可以让单一设备在产生光电效应生成电流的同时,也产生电致发光,将电能转换为光能。

【嵌牛导读】:LED的发光原理同传统照明不同,是靠P-N结发光,同功率的LED光源,因其采用的芯片不同,电流电压参数则不同,故其内部布线结构和电路分布也不同,导致了各生产厂商的光源对调光驱动的要求也不尽相同,因此控制系统和光源电器不匹配也成了行业内的通病,同时LED的多元化也对控制系统也提出了更高的挑战。如果控制系统和照明设备不配套,可能会造成灯光熄灭或闪烁,并可能对LED的驱动电路和光源造成损坏。

这些直径不足5纳米的纳米棒由三种半导体材料组成,其中一种能发射和吸收可见光,另两种则用于控制电荷在第一种材料内的流动。三种材料协同工作就能使LED面板在发光的同时感应外部光照并做出亮度调整。

【嵌牛鼻子】:LED发光光源,前沿调光,后沿切调光

由于这种LED在发光和感光两种功能之间切换的频率极快,肉眼无法识别这种切换,因此显示面板看上去就是常亮的。同时,不同于目前手机上的光线感应器,这种LED面板的测光和调光都发生在像素级别,因此不仅能根据外部环境光源调整面板亮度,还能感应屏幕上方手指掠过带来的细微光线差别,从而允许非触碰屏幕的手势操作。

【嵌牛提问】:LED光源的好处与缺点有哪些?

研究人员还发现,这种LED在发光的同时,还能吸收外部光源并转化成电流,类似于太阳能电池板的功能,因此,未来采用这种LED屏的手机还能通过光照来充电,变成“自供电”手机。

【嵌牛正文】:

此外,这种新型LED显示屏还能作为大型并行通信阵列,彼此之间实现大数据交换。

  市场上有五种LED照明设备控制方式:

目前研究人员已经成功地用红色新型LED阵列演示了相关功能,正试图组合红、蓝、绿三色LED实现彩色阵列显示,同时通过调整纳米棒的成分组成来改进LED的吸光能力。

  

  1. 前沿切相(FPC),可控硅调光

  

  2. 后沿切相(RPC)MOS管调光

  

  3. 1-10V调光

  

  4. DALI(数字可寻址照明接口)

  

  5. DMX512(或DMX)调光

  

  前沿切相控制调光

  

  前沿调光就是采用可控硅电路,从交流相位0开始,输入电压斩波,直到可控硅导通时,才有电压输入。其原理是调节交流电每个半波的导通角来改变正弦波形,从而改变交流电流的有效值,以此实现调光的目的。

  

  前沿调光器具有调节精度高、效率高、体积小、重量轻、容易远距离操纵等优点,在市场上占主导地,多数厂家的产品都是这种类型调光器。前沿相位控制调光器一般使用可控硅作为开关器件,所以又称为可控硅调光器。

  

  在LED照明灯上使用FPC调光器的优点是:调光成本低,与现有线路兼容,无需重新布线后沿切相控制调光。劣势是FPC调光性能较差,通常导致调光范围缩小,且会导致最低要求负荷都超过单个或少量LED照明灯额定功率。因为可控硅半控开关的属性,只有开启电流的功能,而不能完全关断电流,即使调至最低依然有弱电流通过,而LED微电流发光的特性,使得用可控硅调光大量存在关断后LED仍然有微弱发光的现象存在,成为目前这种免布线LED调光方式推广的难题。E-Linker易联专业研发的前沿切相LED调光驱动很好的解决了这个问题,通过驱动电路的“C-TURN OFF”技术优化避免“关不断”和“频闪坏灯”等难题。匹配E-Linker易联前切相LED调光驱动的各类灯具可以与其他可控硅调光系统完美匹配,为用户节省了线材及布线工时,解决了可控硅LED调光匹配性及不可关断的混乱格局。

  

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