A nagyteljesítményű LED-ek beltéri világításban való kifejlesztéséhez szükséges technikai támogatás
1. A LED -es világítási piacon elérhető üzleti lehetőségek végtelen fantáziát hoztak az iparágba. A LED -es világítási alkalmazások a múltban a kültéri LED -ekről a beltéri világítási alkalmazásokra ugrottak. A Strategies Unlimited szerint a LED beltéri világítás fejlesztése exponenciális növekedési tendenciát mutat a következő öt évben. Becslések szerint 2011 -re a kibocsátási értéke eléri a tízmilliárd dollárt. Különösen 2009-ben az Európai Unió vezető szerepet vállalt az izzólámpák betiltására vonatkozó terv végrehajtásában, és az energiatakarékossági kérdések nagy figyelmet keltettek, hatalmas piaci lehetőségeket és optimista kilátásokat teremtve a LED beltéri világítás számára. Az alábbiakban elemezzük a nagy teljesítményű LED-ek fejlődését a beltéri világítás területén a lámpatest-technológia igényei szerint, mint például a hőelvezetési technológia, az optikai tervezés és a hajtástervezés.
A nagy teljesítményű LED-es világítás fejlesztése A nagy teljesítményű LED-világítás kifejlesztése két fő elemtől függ: az egyik maga a chip; a másik a lámpa technológia, beleértve a hőelvezetést, az optikát és a vezetést.
2 Chip támogatás
Jelenleg a LED -chip -technológia fejlődésének kulcsa a hordozóanyagban és az epitaxiális növekedési technológiában rejlik. Az alapanyag a hagyományos zafír anyagokból, szilíciumból és szilícium -karbidból olyan új anyagokká fejlődött, mint a cink -oxid és a gallium -nitrid. Legyen szó nagy teljesítményű chipekről az ékezetes világításhoz és az általános világításhoz, vagy a kis teljesítményű chipekről a dekoratív világításhoz és néhány egyszerű kiegészítő világításról, a technológiai fejlesztések kulcsa a hatékonyabb és stabilabb chipek kifejlesztésének módja. Mindössze néhány év alatt, a sorozatos technológiai fejlesztések segítségével, beleértve a forgácsszerkezetet, a felületi érdesítést és a többkvantumú kútszerkezet kialakítását, a LED hatalmas áttörést ért el a fényhatékonyság terén. Az 1. ábra a LED -es chipszerkezet fejlődésének sematikus diagramja. A gyártási technológia fokozatos érettségével a LED -kvantumhatékonyság tovább javul, és a LED -chipek fényhatékonysága is javulni fog.
A vékonyréteg-chip technológia az ultrafényes LED-chipek előállításának alaptechnológiája, amely minden oldalról csökkentheti a fénykibocsátást, és az alján található fényvisszaverő felületet felhasználva a fénykibocsátás több mint 97% -át teszi ki. elülső (lásd a 2. ábrát). Ez nem csak jelentősen javítja a LED fényhatását, hanem kiváló, kényelmes körülményeket teremt a lencse tervezéséhez.
3 A világítástechnika szükségessége
3.1 Hőelvezetési technológia
A lakosságot mindig is foglalkoztatta a lámpák és lámpák élettartama. Ha csak az alacsony hőellenállású LED -alkatrészek használatára támaszkodva nem lehet jó hőelvezetési rendszert építeni a lámpatesthez, és a PN csomópont és a környező környezet közötti hőellenállást hatékonyan csökkenteni kell a PN csomópont nagymértékű csökkentése érdekében A LED hőmérséklete és a sikeres gyakorlat kiterjed A LED -lámpák élettartama és a tényleges fényáram növelésének célja. A hagyományos hagyományos lámpáktól eltérően a nyomtatott áramkör nemcsak a LED tápegysége, hanem a LED hőelvezetési hordozója is, ezért a hűtőborda és a nyomtatott áramkör hőelvezetési terve nagyon fontos. Ezenkívül a lámpatest gyártójának olyan tényezőket is figyelembe kell vennie, mint a hőelvezető anyag minősége, vastagsága és mérete, valamint a hőelvezető felület kezelése és csatlakoztatása.
3.2 Optikai kialakítás
A hagyományos lámpákkal összehasonlítva az irányíthatóság és a pontszerű fényforrás a LED -ek két legjellemzőbb jellemzője, és a lámpák optikai kialakításának kulcsa az, hogy a LED -ek e két jellemzőjét megfelelően használják -e ki.
A LED kettős optikai kialakításának köszönhetően a LED -lámpák jobb fényeloszlási görbét érhetnek el. Például beltéri világítási alkalmazásokban a lámpák fényének nagyon erősnek kell lennie, és nagy fényáteresztő képességű lámpaernyők használhatók a fénykibocsátás hatékonyságának javítására. Vagy alkalmazza a fényvezető lemez technológiát a lámpákra, ezáltal a LED pontfényforrást felszíni fényforrássá változtatva, ami nemcsak javíthatja a lámpa fényeloszlásának egyenletességét, hanem megakadályozza a vakítást. Ezenkívül egyes kiegészítő világítási és hangsúlyos világítási alkalmazásokban a megvilágítandó tárgy kiemeléséhez speciális kondenzációs hatás szükséges. Ebben az esetben néhány kondenzációs lencsével vagy reflektorral használható az ideális optikai hatás eléréséhez. .
3.3 Hajtás kialakítása
Biztosítani kell, hogy a LED meghajtóáram állandó áramkimenet legyen. Amikor a LED előremenő áram alatt működik, a csomópont feszültségének relatív változása nagyon kicsi. Ezért az állandó LED meghajtóáram biztosítása alapvetően egyenértékű az állandó LED kimeneti áram biztosításával. Ezenkívül a világításvezérlés a jelenlegi mainstream hajtástervek egyike. Leggyakrabban környezeti világítási alkalmazásokban használják. Különféle fényerőszinteket érhet el a különböző környezeteknek megfelelően, és teljes mértékben elérheti az energiatakarékos célokat. Jelenleg a hajtástervezés fő trendje a teljesítménytényező javítására, a meghajtó energiafogyasztásának csökkentésére, a vezérlés pontosságának optimalizálására és a válaszsebesség felgyorsítására összpontosít. A tervezési folyamat során figyelembe kell venni a tápegység kialakítását, a nyomtatott áramköri lap elrendezését és a soros párhuzamos csatlakozást.
4 A nagy teljesítményű LED-es világítás technikai kihívásai
Annak ellenére, hogy a LED -ek kielégítően teljesítenek a beltéri kiemelő és dekoratív világítási alkalmazásokban, még mindig sok kihívással kell szembenézniük az általános és környezeti világítási alkalmazásokban, beleértve a kezdeti költségeket, a fényhatékonyságot alacsony színhőmérsékleten, a színvisszaadási indexet és a rendszer megbízhatóságát stb.
4.1 A kezdeti beszerzési költségek további csökkentése
A költségek viszonylag érzékeny tényezők a beltéri világításban, különösen az otthoni világítási alkalmazásokban. Bár egyre több LED -es modell létezik, és a fényhatás folyamatosan javul, a magas árak problémája továbbra is fennáll. Ha azonban a LED -es fényforrások árát csökkentik, és a rendszer általános kialakítását optimalizálják, a teljes költség elkerülhetetlenül csökkenni fog. Emlékezzünk vissza, hogy amikor a kompakt energiatakarékos fénycsövet először forgalomba hozták, az ára körülbelül 15 amerikai dollár volt, de mára 1,50 dollár alá csökkent. Ezért arra lehet következtetni, hogy a piac folyamatos fejlődésével a LED -es lámpák ára hamarosan eléri a nyilvánosság számára elfogadható szintet.
4.2 Javítsa a fényhatást alacsony színhőmérsékleten
A 4000K alatti alacsony színhőmérséklet általában az első választás beltéri otthoni világításhoz. A meleg fehér fény melegebbé és pihentetőbbé teszi az egész környezetet; míg a hideg fehér fény tiszta, hatékony és ragyogó érzést kölcsönöz az embereknek, ami inkább alkalmas irodai és kültéri világításra. A foszfor miatt a LED fényhatása alacsony színhőmérsékleten általában körülbelül 30% -kal alacsonyabb, mint magas színhőmérsékleten.
4.3 A fényhatékonyság és a színvisszaadási index kezelése
Általánosságban elmondható, hogy minél nagyobb a LED fényereje, annál alacsonyabb a színvisszaadási index. A beltéri világítás általában megköveteli, hogy a LED -ek magasabb színvisszaadási mutatóval rendelkezzenek, hogy objektíven megjelenítsék a tárgyak fényerejét és színét, és elérjék a külső táj szabad szemmel történő közvetlen megfigyelésének valódi hatását. Ezért a LED -ek fényhatékonyságának javítása mellett tovább kell növelni a színvisszaadási indexet. Egy másik módszer az, hogy a lámpa felületére adunk egy kis vörös fényt, hogy a színvisszaadási index hatását 90 felett érjük el.
4.4 A hatékonyság növelése nagy áramú vezetés közben
Jelenleg általában lehetséges az 1 W -os LED áramának 350 mA -ról 1000 mA -ra történő növelése. Nagy áram mellett azonban, még ha a fényáram is növekszik, az általános teljesítmény általában viszonylag jelentősen csökken. Ezért a rendszer teljes költségét és a fényhatékonyságot kiegyensúlyozni kell. Ha a LED-ek fényereje nagy áramerősség mellett javítható, mindaddig, amíg a rendszer nagyobb fényereje biztosítható, a szükséges LED-ek száma jelentősen csökkenthető, ezáltal jelentősen csökkentve a költségeket.
4.5 Csökkentse tovább a LED csomag méretét
A beltéri LED-ek a környezetvédelem, az energiatakarékosság és a környezetszennyezés-mentesség mellett a művésziség, a kis méret és az egyéniség jellemzőivel is rendelkeznek. És tovább csökkentve a LED -csomag méretét, a lámpa kialakítása rugalmasabb és innovatívabb lehet. Azokban az alkalmazásokban, amelyek a színvisszaadás javítása érdekében vegyes megvilágítást igényelnek, a kisebb csomag mérete nagyon hasznos a vegyes fénylencse és a vegyes fényhatás kialakításának megvalósításában.
4.6 Hosszabbítsa meg az élettartamot és javítsa a rendszer megbízhatóságát
Általános világítási alkalmazásokban a LED -ek általános hatékonyságát, élettartamát és megbízhatóságát javítani kell a rendszer optimalizálásával. A hagyományos lámpák rendszer összeszerelése viszonylag egyszerű, míg a LED -es világítási rendszer több összetevőből áll, amint az a 3. ábrán látható.
LED fényforrás: kompakt, hatékony, sokféle szín és kimeneti teljesítmény közül választhat.
Áramátalakítás: A váltakozó áramú, akkumulátoros és egyéb áramforrásokat biztonságos alacsony feszültségű, állandó áramú áramforrásokká alakíthatja hatékonyan.
Vezérlés és meghajtás: Elektronikus áramkörök segítségével állandó áramerősségű hajtást és LED -ek vezérlését érheti el.
Hőkezelés: A hosszabb élettartam elérése érdekében nagyon fontos a LED csomópontok hőmérsékletének szabályozása, és a hőelvezetési elemzés is nélkülözhetetlen.
Optikai alkatrészek: A lencse, a reflektor vagy a fényvezető lemez anyaga szükséges optikai alkatrész a fénynek a célterületre való fókuszálásához.
5 Bevezetés a beltéri világításban használt LED fényforrásokba
Amint fentebb említettük, a kis méret és a nagy hatékonyság fontos szempontok a LED fényforrásként való kiválasztásakor. Az OSLON SSL LED az Osram Opto Semiconductors legújabb terméke, teljesítménye körülbelül 1 W. Amint a 4. ábrán látható, ez a LED főként általános beltéri világításra készült. Kicsi a mérete, és a csomag mérete csak 3 mm x 3 mm. Stabil és megbízható teljesítménye és kiváló fényhatása van. A maximális fényhatás meghaladja a 100 lm/w -ot. Még nagy áram alatt is kiváló fényhatást képes fenntartani, ezáltal hatékonyan csökkentve a lámpa összköltségét. Rendkívül nagy megbízhatósággal és 80 ° -os sugárzási szöggel rendelkezik, így simán kivetítheti a fényt a külső lencsére. Ez a LED ideális fényforrás beltéri spotlámpákhoz, asztali lámpákhoz és mennyezeti fényszórókhoz is.
Mivel ez a LED hatékonyan képes kezelni a nagy áramokat, segíthet a fogyasztóknak rendkívül energiatakarékos és költségtakarékos világítási megoldások létrehozásában. E tekintetben az OSLON SSL LED minden olyan tulajdonsággal rendelkezik, hogy&", zöld &" színűvé válik. fényforrás a jövőben. Ennek a LED -nek a hő ellenállása már 7K/W, a hőelvezetés egyszerűbb, és kompakt formája lehetővé teszi a tervezők számára, hogy rugalmasabban készítsenek komplex és kifinomult világítási megoldásokat. Ha várnia kell más erős fényre, használhatja néhány lámpával. Az ultra-fehér fény (5.700 ~ 6.500K színhőmérséklet) verzió mellett van közepes fehér fény és meleg fehér fény (színhőmérséklet 2700 ~ 4.500K) is
Az OSLON SSL LED a legújabb chiptechnológiával készült, hogy rendkívül magas fényhatást biztosítson. Az OSLON SSL LED fő paramétereit az 1. táblázat tartalmazza. Jelenleg, amikor a munkaáram 350 mA, a fényforrás ultrafehér fényének (színhőmérséklete 5700K és 6500K) jellemző fényereje eléri a 110 lm, és a maximális fényáram 130 lm. Ha a munkaáram 350 mA, és a színhőmérséklet 3000 K, a tipikus fényhatás elérheti a 75 lm/W -ot, és a fényerő elérheti a 85 lm -t. Ha a működő áram 700 mA (meleg fehér fény), akkor a fényerő akár 155 lm is lehet, ami csökkentheti a lumenenkénti költséget és fenntarthatja a rendkívül magas fényhatást. Még kis számú LED is magas színvonalú világítást érhet el.
Például csak hét OSLON SSL LED szükséges egy körülbelül 15 W -os LED -es reflektor megtervezéséhez (lásd 5. ábra). Ha a meghajtó áram 700 mA, a LED -lámpa fényereje közel 1400 lm lehet, és mérete nagyon kicsi. A 80 ° -os fényszögnek köszönhetően, ha fényvisszaverővel vagy lencsével van felszerelve, a fényhatékonyság még mindig nagyon magas. Még a hőelvezetést és a fényveszteséget is figyelembe véve a lámpa végső fényárama meghaladhatja az 1000 lm -t. Ezenkívül, ha más színhőmérsékletre vagy színvisszaadási indexre van szükség, akkor a hét LED közül csak néhányat kell lecserélni meleg fehér vagy más monokromatikus OSLON SSL LED -ekre. Ily módon bármilyen színhőmérséklet vagy magasabb színvisszaadás érhető el, és a LED -lámpa tervezési rugalmassága jelentősen megnő.
A LED -technológia gyors fejlődésével és a LED -fényhatékonyság fokozatos javulásával a LED -alkalmazások egyre szélesebb körűek lesznek. Különösen a globális energiahiány egyre súlyosbodó problémájával az emberek egyre nagyobb figyelmet szentelnek a LED -ek fejlesztési kilátásainak a világítási piacon. A LED potenciális fényforrás lesz az izzólámpák, a wolframlámpák és a fénycsövek helyett. Ezenkívül a beltéri világítás kialakításában a LED energiatakarékos, humánus és művészi lesz.
Az OSLON SSL LED megfelel a beltéri világítási alkalmazások különböző követelményeinek: nemcsak a csomag mérete 3 mm x 3 mm, hanem a teljesítmény stabil és megbízható; maximális fényhatékonysága meghaladja a 100 lm/w -ot, és nagy fényáram mellett is kiváló fényhatást képes fenntartani. , Ezáltal hatékonyan csökkenti a lámpa összköltségét; emellett a 80 ° -os sugárzási szöge miatt simán kivetítheti a fényt a külső lencsére vagy reflektorra.
