Индекс цветопередачи (коэффициент цветопередачи, CRI)
Параметр, характеризующий уровень соответствия естественного цвета тела видимому (кажущемуся) цвету этого тела при освещении его данным источником света. Источник света с показателем цветопередачи CRI = 100 Ra излучает свет, оптимально отображающий все цвета, индекс цветопередачи у солнечного света также принимается за 100. Чем ниже значения Ra, тем хуже передаются цвета освещаемого объекта. Необходимость во введении CRI была вызвана тем, что два различных типа ламп могут иметь одну и ту же цветовую температуру, но передавать цвета по‑разному. В свою очередь, индекс цветопередачи определяется как мера степени отклонения цвета объекта, освещенного источником света, от его цвета при освещении эталонным источником света сопоставимой цветовой температуры. Различия в величинах CRI меньшие, чем пять единиц, незначительны. Это означает, что источники света с индексами цветопередачи, скажем, в 80 и 84, практически одинаковы.
Диммирование
Данная функция позволяет регулировать ток через светодиод или светодиодный модуль. Соответственно можно регулировать яркость свечения. Хорошо известно аналоговое или ШИМ-диммирование. При аналоговом диммированиии ток светодиода пропорционален управляющему напряжению диммирующего сигнала. ШИМ-диммирование заключается в подаче на светодиод импульсно-модулированного тока с частотой модуляции до нескольких тысяч герц, причем, ширина импульсов и пауз между ними варьируется в зависимости от необходимой яркости свечения светодиода. При этом достигается визуальное изменение яркости светодиода.
Драйвер светодиодный (источник питания для светодиодов)
Светодиоды и светодиодные модули необходимо подключать к питающей сети через специальное устройство — драйвер. Поскольку светодиод питается постоянным током, то функция драйвера — это обеспечение протекания через светодиод или светодиодный модуль стабилизирoванного номинальнoгo тока при различных перепадах питающей сети. В составе светодиодных драйверов используются новейшие схемотехнические решения и высококачественная элементная база, что обеспечивает не только высокий КПД, но и высокую точность стабилизации рабочего тока в широком диапазоне температур, также минимум помех в окружающую среду и питающую сеть. Драйверы могут иметь дополнительные функции диммирования, корректировки выходного тока и т.п.
Деградация кристалла светодиода
Ухудшение характеристик светодиода со временем. В большинстве случаев многих интересует снижение светового потока, которое может зависеть от многих причин, в том числе — качество светодиода, превышение номинального тока, нестабильность тока, несоблюдение теплового режима. Обычно под сроком службы понимается время до выхода устройства из строя, но светодиод теряет свою яркость постепенно (помимо некоторых других параметров). В целом считается нормальным срок службы 50000 часов работы светодиода до падения светового потока на 25‑30 %, хотя эти цифры могут отличаться как в большую сторону, так и в меньшую и в настоящее время не существует стандарта определяющего срок службы.
Вторичная оптика
Вторичная оптика для светодиодов позволяет сформировать нужную диаграмму рассеивания света при использовании СИД в конструкции различных светильников. В зависимости от типа и области применения, оптика может быть изготовлена из высококачественного стекла, поликарбоната или акрила.
Блок аварийного питания (БАП) светильника
Представляет собой автономный источник питания для светильника, который включается в работу в аварийной ситуации — например, при отключении питания. Эта функция может быть полезна в помещениях, где нежелательно пропадание основного источника света при отключении питания. БАП может представлять собой независимое устройство, используемое вместе с основным драйвером, комплектуется аккумулятором. В основном режиме работы БАП заряжает аккумулятор, а аварийном питает светильник. Как правило, световой поток в аварийном режиме гораздо меньше по сравнению с основным световым потоком, это связано с экономией энергией аккумулятора.
Бин (bin) светодиода.Что, как, зачем?
Что такое бин (bin) светодиода, как происходит отбиновка и зачем это нужно.
Первый возникающий вопрос человека, который слышит это слово — зачем нужен бин, что это означает и зачем так усложнять систему обозначения светодиодов. Чёткое понимание что скрывается за двумя незнакомыми словами бин, и кит позволит в дальнейшем правильно подобрать светодиод, который лучше всего походит для решения конкретной технико-экономической задачи по разработке светильника.
Сначала о понятии бин и всей процедуре, а уж в конце можно добавить, что такое кит. Бин (англ. bin — элемент дискретизации) — слово, обозначающее некоторую элементарную единицу, неделимый элемент, частица минимально возможного размера. Для светодиодов бин обозначает диапазон параметра, минимальный для данной системы сортировки по параметрам. Иногда встречается термин rank (англ. rank — располагать в определённом порядке, ранжировать) — имеет тот же смысл, что и бин. Теперь проще, своими словами.
Например: На заводе-компании по производстве светодиодов подготовили кристалл для финишной сборки диодов (порезали или закупили уже в порезанном виде полупроводниковую, Кремниевую пластину). То есть, есть сам так называемый LED чип светодиода — на основе которого нужно собрать конечный продукт — светодиод. А именно расположить его в корпусе с уже подобранным люменофором, подвести выводы питания Катод и Анод, нанести защитный слой, возможно полимерный светофильтр-первичную оптику. Как бы производитель знает — какие характеристики должны получится у конечного продукта той или иной партии, исходя из исходных данных. Например: полупроводниковая основа рассчитана на питание током 1000mA(макс) с падением напряжения 3.5v — при этом диод будет потреблять порядка 2.8Wat затраченной энергии. Собрав остальные известные и утвержденные параметры — производитель может высчитать световой поток, цветовую температуру(CCT), индекс цветопередачи(CRI) и так далее. Но есть такой фактор — как погрешность, не значительное отклонение параметров от заявленных. И вот представим — что у нас исходных данных-параметров порядка 10-ка только основных и у каждого может быть погрешность. Отсюда и пошло понятия отбиновка, то есть практическое испытания параметров выходной продукции каждой партии. У каждого производителя светодиодов (не считая, Но-нейм, копеечного барахла) есть официальная документация на каждую модель диода, в которой есть таблицы расшифровки бин кода с 2-3мя классификаторами. Например, у торговой марки Prolight, модели диода (что я привык использовать — как холодный белый) PK2N-3LWE-R8 таблицы выглядят так:
Световой поток Prolight Падение напряжения Prolight CCT Prolight
Вывод: Например, мой диод PK2N-3LWE-R8 дальше бин код W1/B/X0 имеет следующие точные характеристики: минимальный световой поток 130lm/W; минимальное падение напряжения 3.1v; световой индекс(CCT) 6655K.
Для наглядности можно самостоятельно взглянуть тех. документацию (мануал) на данную модель диода PK2N-3LWE
Руководствуясь точными параметрами — мы можем видеть, что данный диод имеет наилучшую эффективность, мы уже тщательно и точно можем составить требуемую спектральную модель нашего LED светильника. Тем более если у нас общая спектральная модель составляется из нескольких типов-групп диодов (особенно для рифового-морского освещение). Такой подход или бин диода привычно называть «топовым».
Теперь немного отойдем от ТМ Prolight и поговорим не только о понятии бин.
Обычно светодиоды сортируются (бинируются) по цвету и световому потоку, некоторые сортируются ещё и по прямому падению напряжения, иногда встречаются производные от этих базовых системы бинировки, например, по энергоэффективности, то есть отношению светового потока к потребляемой мощности.
Наибольшее число вопросов возникает по бинировке белых мощных светодиодов, для других светодиодов системы разбиения по бинам или аналогичные или проще, поэтому далее будем рассматривать только бинировку белых мощных светодиодов Cree, а именно их наборы кит.
Объединение бинов светодиодов в набор — кит.
При массовом производстве очень сложно изготовить светодиод с заранее заданным конкретным бином (об этом было выше), поэтому заказ у производителя Cree светодиодов конкретного бина невозможен, что является не только технологическим и ценовым ограничением, но и связан с малым шагом бинировки. Заказать можно только набор бинов светодиодов — кит. Важное замечание: заказ бина невозможен, но возможно получение светодиода с конкретным бином со склада дистрибьютора.
Наборы (киты), как и бины для белых мощных светодиодов Cree формируются по двум параметрам: световой поток и цветовые координаты(CCT). Наборы кодируются одним символом по световому потоку и двумя символами по цвету, а полученный трех символьный код является окончанием номера для заказа или наименованием светодиода. Пример наименования светодиода XREWHT-L1-0000-00C01, где C01 — это код набора, а в нём C — код набора по световому потоку, 01 — код набора по цвету.
Рассмотрим три наиболее распространённых набора с кодами наборов по цвету 01, 02 и 03. В набор 02 входят только 4 бин-кода по цвету: WC, WD, WF, WG, в набор 03 входит 8 бинов, а в набор 01 все возможные бины, относящиеся к холодному белому.
Выводы
Мы рассмотрели определения бин и кит, определились что они означают, но необходимо отметить некоторые дополнительные особенности и выводы из системы бинировки, которые с первого взгляда не являются очевидными:
— одна заводская упаковка светодиода (для мощных белых Cree в большинстве случаев это 1000шт.) содержит светодиоды только одного бина;
— светодиоды с одинаковым бином могут быть получены при заказе под разными номерами наборов (китов);
— возможно получение светодиода конкретного бина со склада дистрибьютора, не невозможно заказать светодиод с конкретным бином у производителя, равно как и невозможна поставка конкретного бина через дистрибьютора, но под заказ;
— заранее неизвестно какими конкретно бинами из возможных для данного набора будут обладать светодиоды. Бины известны только по получению светодиодов от производителя.
— наборов существует очень много, в документации производителя указаны только основные номера наборов, полной информацией о возможных наборах и какие бины эти наборы включают обладают официальные дистрибьюторы.
Cree XHP50.2 COB LEDs
Параллельно с разработками качественного света производители светодиодов по всему миру делают упор на выходную мощность, а также на эффективность лм / Вт или какой-либо другой эффективности. Cree продолжает оставаться на переднем крае в максимизации мощности излучения и эффективности, а второе поколение портфеля продуктов Extreme High Power (XHP), которое дебютировало в конце 2016 года, является хорошим примером. Светодиоды XHP50.2 (также новая схема маркировки продукта для Cree) измеряют 5 × 5 мм и включают в себя четыре излучателя в дискретном светодиодном корпусе. Новые светодиоды обеспечили увеличение мощности люмен на 7% и улучшение эффективности на 10% по сравнению с оригинальными продуктами XHP50, анонсированными двумя годами назад, когда Cree выпустила свою технологическую платформу SC5 (Silicon Carbide 5). Cree также имеет светодиоды XHP70 в форм-факторе 7 × 7 мм и XHP35 в форм-факторе 3,5 × 3,5 мм. Cree, конечно, подтолкнул производительность во всем своем мощном светодиодном портфеле XLamp.
Светодиодный прототип Eviyos революция в разработке умных фар.
Прообраз прототипа Eviyos, разработанный Osram Opto Semiconductors, является первым гибридным светодиодом в мире и представляет собой значительный прогресс в отношении первого интеллектуального управляемого светодиодного дисплея с высоким разрешением. Как только встречный трафик обнаружен, соответствующие пиксели автоматически выключаются, поэтому ослепление водителей встречных транспортных средств не происходит. Прототип, интегрированный в демонстратор от Osram Specialty Lighting, был показан впервые в ISAL с 25 по 27 сентября 2017 года в Дармштадте.
Eviyos имеет свою основу в исследовательском проекте μAFS, который был завершен осенью 2016 года. В проекте участвовали различные партнеры из промышленного сектора и координировались Osram Opto Semiconductors. Прототип объединяет две технологии в одном компоненте: светоизлучающий кристалл и отдельную электронную систему управления пикселями. Эта комбинация означает, что 1024 пикселя Eviyos все размещены в рамках 4 мм х 4 мм. Источник света имеет минимальный световой поток на пиксель 3 лм при 11 мА. Первые прототипы уже показали более 4,6 лм на пиксель. Клиенты могут варьировать количество гибридных светодиодов в своих приложениях и дополнить их обычными светодиодами в зависимости от конкретных требований, которые необходимо выполнить.
Eviyos обладает высокими характеристиками по свето-излучению, гарантирует, что другие участники дорожного движения и сами водители не ослепнут прямыми бликами или отраженным бликом от дорожных знаков и тому подобного.
«Гибридный светодиод — еще один пример наших продуктов, вносящий важный вклад в улучшение качества жизни во многих разных областях. С Eviios мы помогаем сделать дороги более безопасными и улучшить комфорт и удобство для водителей. Мы гордимся тем, что можем представить первый прототип вскоре после завершения исследовательского проекта. Мы сделали еще один шаг к серийному производству», — сказал Томас Кристл, менеджер по маркетингу Osram Opto Semiconductors.
Теплопроводящий пластик становится популярным компонентом в светодиодном освещении.
Теплопроводящий пластик все чаще используется для замены металлических термальных компонентов LED светильников, из него изготовляют заменяемые детали, включая держатель лампы, теплоотвод и корпус. По сравнению с металлом, проводящий пластик имеет преимущество выравнивания тепла, он легкий и гибкий.
Быстрое развитие сферы LED освещения не только дает толчок развитию самой отрасли, а также способствует открытиям в разработках высокотехничных материалов. Проводящий пластик используется в LED светильниках, включая: упаковочные материалы светодиодных кристаллов, светодиодные оптические линзы, компоненты рассеивателей света, и эффективные компоненты охлаждения.
Светодиоды – это рациональное альтернативное решение освещения; они дают возможность сэкономить от 30 до 80% по сравнению с люминесцентными лампами и лампами накаливания. LED светильники излучают малое количество тепла, а их теплопроводящие компоненты имеют решающее влияние на энергоэффективность и срок службы LED светильников. Таким образом, разработчики используют теплопроводящий наполнитель для равномерного заполнения полимерным связующим материалом, улучшения тепловых характеристик и разработки эффективного теплопроводящего пластика.
По сравнению с традиционными металлическими деталями, теплопроводящий пластик имеет много преимуществ, подвести им итог можно в следующих четырех пунктах:
1) Тепло распределяется равномерно, без нагревания в каком-либо месте, поэтому отсутствует деформация из-за высокой температуры.
2) Легкий вес, на 40-50% легче алюминия.
3) Простота производства, нет вторичной обработки.
4) Изделие можно проектировать без ограничений.
Использование теплопроводящего пластика дает больше возможностей при проектировании освещения и уменьшает вес светильника. Кроме того, теплопроводящий пластик может повысить эффективность освещения и снизить потребление энергии. С увеличением количества технологических инноваций и инвестиций в разработку этого материала, он будет иметь хорошие перспективы и потенциал развития.
Сегодня человечество очень обеспокоено выбросами углекислого газа в атмосферу, и все больше внимания уделяет рациональному использованию энергоресурсов и защите окружающей среды. Развитие LED технологии поможет людям достичь цели устойчивого развития.