Эффективное применение LED

Светодиод (далее СИД) — это полупроводниковый прибор, преобразующий электрический ток непосредственно в световое излучение.

На современном рынке мощных светодиодов происходит бурный рост. Так из последних рекордов компания Cree представила 1 Вт светодиод со световым потоком 129 лм/Вт для белого свечения. Это более чем в 10 раз эффективнее традиционной лампы накаливания. Потенциал развития технологии — 270 лм/Вт недостижим существующим технологиям традиционных источников свет.

На основе аналитических данных по развитию светодиодной техники можно спрогнозировать развитие данной технологии, представив результаты в графике 1:

Рисунок 1. Диаграмма прогнозирования развития СИД

На графике представлены данные по эффективности СИД. Заметим, что указаны показатели средние по сфере (сегодня минимально встречаются образы светодиодов с эффективностью от 70 лм/Вт и до 110 лм/Вт), т.е. образцы сбалансированные по соотношению цена/производительность.

Помимо высочайшей эффективности есть еще множество плюсов СИД:

• Срок службы светодиодов до 50000-100000 часов (по данным компании Cree при температуре 85^оС срок деградации на 30% светового потока — 50000 часов. Данные можно прочитать в официальном релизе.
• Угол обзора от 6 до 180 градусов позволяет делать оборудование с требуемой кривой силы света, не теряя на рефлекторах и отражающих системах. А на стандартных системах отражения и фокусировки света используемых в бытовых и промышленных решениях высокие потери — от 30 до 60% драгоценного светового потока.
• Отсутствие затрат на обслуживание осветительных систем: срок службы светодиодного источника света до 20 лет непрерывной работы в зависимости от условий эксплуатации.
• Отсутствие затрат на утилизацию: изделия не требуют специальных условий по утилизации.
• Бесперебойная работа в широком диапазоне температур и климатических условий.
• Мгновенный выход на полный уровень освещения.

После таких высоких показателей задаешься вопросом: «Почему при таком уровне развития технологий СИД не занял главенствующее положение в области светодиодной техники?».

Ответ достаточно сложен. Факторов много и основные из них:

1. Высокая цена представленного на рынке оборудования. Данный пункт останавливает потенциального покупателя, но сегодня появляются доступные решения.
2. Лоббирование стандартных технологий крупными компаниями, обусловленное необходимостью менять линейки изделий, вкладывать в новые направления и возможностью потери положений на рынке
3. Неблагоприятное наследие от неудачных попыток использования светодиодной техники по причинам:

• Присутствия на рынке низкосортной китайской продукции, выпущенной с нарушением технических требований;
• Нарушения многими производителями условий правильной работы светодиодной техники (обеспечения стабильного тока и тепловых режимов).

Так первые два пункта не касаются тематики данной статьи, а третий пункт заслуживает рассмотрения.

Главная задача это правильно использовать СИД в составе светильника — стабилизированный ток питания и оптимальные тепловые режимы.

Сегодня на рынке представлено много продуктов, но в 70% этих продуктов нарушены если не оба эти условия, так одно из них. Самая частая ошибка — непонимание концепции светодиодного освещения и попытка использовать стандартные осветительные приборы из существующего модельного ряда. Это естественно, т.к. не требует больших затрат на запуск производства. А в связке с нестабильным спросом на зарождающемся рынке не позволяет пойти на серьезные вложения в новое оборудование.

Итак, а по какому же пути надо идти, чтобы эффективно использовать СИД? Главное учесть вышеперечисленные условия. Не буду приводить методику расчетов, а просто дам несколько ссылок для изучения (при необходимости):

• Тепловые режимы
• Стабилизация тока ("Применение светодиодов — проблемы их решения", "LED luminaire design guide")

В итоге, следуя данным расчетам и желанию сделать высококачественное изделие требуется использовать материалы обеспечившие максимальный отвод тепла от кристалла СИД (обеспечить минимальное тепловое сопротивление материалов). Обеспечить это можно используя:

• Корпуса светильников принципиально отличающиеся от стандартных (с максимальной площадью соприкосновения поверхности СИД модуля и корпуса);
• Модуль СИД на металлизированной основе;
• Достаточную площадь для рассеивания тепла, выделенного СИД.

Все это мы проделали и реализовали в новом продукте — прожектор серии LuxON Turtle LP01.