Мощные светодиоды CREE XLAMP® XHP (Ч.2)

09.05.2017 |
143

В статье приведена краткая информация о светодиодах XHP (экстремально большой мощности), которые могут работать длительное время при температуре кристалла до 125 °С без снижения эффективности излучения. Светодиоды XLAMP® XHP позволяют создавать высокоэффективные светильники малых габаритов c высоким значением светового потока.

Продолжение, начало читать здесь.

Цвет и яркость свечения светодиодов слегка изменяется в зависимости от рабочей температуры кристалла. В среднем, этот сдвиг предсказуем, но все же в большой степени он зависит от того, насколько характеристики кристалла соответствую типичным значениям его параметров. Опять же, это не так важно для уличных светильников, которые расположены на большой высоте и содержат большое количество светодиодов, однако проблема возникает, когда светодиоды используются в полосковом светильнике. Но если можно достаточно эффективно протестировать индивидуальные кристаллы и рассортировать их на основе их характеристик, то производители светильников смогут гораздо точнее контролировать распределение цвета и яркости, которое соответствует реальным рабочим условиям.

В табл. 2 приведены значения светового потока светодиодов серии XHP70.2 от температуры.

xlamp-xhp-article-3

В [6] для различных значений цветовой температуры приведены подробные данные бинов для каждой из групп.

Учитывая, что технологии изготовления подложки и люминофора для светодиодов XHP70A и XHP70.2 одинаковы, стандарт LM-80 допускает использование существующих для светодиодов серии XHP70A данных испытаний на деградацию светового потока для прогнозирования срока службы светодиодов XHP70.2. Результаты теста деградации светового потока от времени в соответствии со стандартом LM-80 [7] приведены в табл. 3. Так как светодиоды XHP70A и XHP70.2 имеют близкие характеристики и выполнены по одинаковой технологии, то в табл. 3 [7] приведены данные только для одной модификации светодиодов, о чем есть соответствующее предупреждение. В [7] приведены данные тестов LM-80 и для других серий светодиодов XHP.

xlamp-xhp-article-4

Однако при изготовлении светильников, кроме эффективности и стоимости светодиодов, необходимо учитывать и степень их безопасности для зрения человека.

xlamp-xhp-article-5Для оценки безопасности светового излучения видимого спектра был принят и введен в действие 31.03.2009 международный стандарт EN 62471 “Фотобиологическая безопасность ламп и ламповых систем”. В настоящее время это стандарт IEC 62471:2006 Photobiological safety of lamps and lamp systems.

В соответствии с этим стандартом, выделяются четыре группы риска, в которых указывается максимальное безопасное время воздействия освещения от исследуемого источника света на зрение человека:

Нулевая группа риска (отсутствие риска). Лампы накаливания и галогенные лампы накаливания. Воздействие излучения от таких источников света может производиться 10000 секунд и более.

Первая группа риска (низкий риск). Все типы ламп, кроме ламп накаливания. Максимальное время воздействия может быть от 100 до 10000 секунд.

Вторая группа риска (умеренный риск). Все типы ламп, кроме ламп накаливания. Максимальное время воздействия светильников этой группы возможно от 0,25 до 100 секунд.

Третья группа риска (высокий риск). Все типы ламп, кроме ламп накаливания. Время воздействия не должно превышать 0,25 секунды.

Галогенные лампы это чистые источники света непрерывной волны излучения безопасны для зрения человека. Однако энергоэффективность таких ламп намного уступает светодиодным светильникам.

xlamp-xhp-article-6

Светодиодные лампы являются источником опасности для зрения человека. Степень опасности зависит от мощности излучения светодиодного освещения, продолжительности воздействия света на зрение человека и спектральных характеристик излучения светодиодов.

Основой светодиода белого цвета свечения является синий светодиод, излучающий свет с длиной волны 470 нм, на который сверху нанесен люминофор, излучающий в широком диапазоне видимого спектра и имеющий максимум в его желтый части. Человеческий глаз комбинацию такого рода воспринимает как белый цвет.

xlamp-xhp-article-7Наиболее опасным для зрения человека является излучение в ультрафиолетовой и близких к ней областях. Т.е. синий цвет наиболее опасен. Стандарт IEC 62471:2006 [8] регламентирует превышение уровня излучения синего цвета над спектральными составляющими в желтой области спектра (рис. 2). Из рис. 2 следует, что интенсивность излучения в области 400…500 нм не должна превышать интенсивность в области желтого цвета более чем в 100 раз.

Для обеспечения требований безопасности компания Cree разработала две технологии нанесения люминофора. Для многокристальных матриц предназначена технология Cree TrueWhite® Technology with Mixing LEDs (BSY+R), а для одиночных светодиодов – Cree TrueWhite® Technology with Phosphor Conversion. На рис. 3 приведены зависимости мощности излучения от длинны волны для этих двух технологий.

Как следует из рис. 3 интенсивность излучения в области длин волн 400…500 нм превышает интенсивность излучения в области 600…650 нм не более чем в 1.5 раза, чем и обеспечивается безопасность такого люминофора для зрения человека.

Графики относительной спектральной мощности светодиодов XLamp® XHP70.2 приведены на рис. 4.

xlamp-xhp-article-8На рис. 5 приведена зависимость относительного светового потока светодиодов XLamp® XHP70.2 от температуры перехода, а на рис. 6 – зависимость максимального тока от температуры окружающей среды.

Так как все светодиоды XHP второго поколения имеют такое же конструктивное исполнение и габаритные размеры, как и светодиоды XHP первого поколения, то этим обеспечивается совместимость держателей, рефлекторов, радиаторов и других аксессуаров для обеих серий светодиодов.

Преимущества светодиодов XHP, выпускаемых по технологии SC5, наглядно иллюстрирует рис. 7.

xlamp-xhp-article-10

Дополнительную информацию о светодиодах XHP компании Cree можно найти в [2…7] и на сайте компании Cree.

 

Литература

Червинский М. Светодиоды CREE XHP – 1500 люмен от одного кристалла / Новости электроники + светотехника, №1 (10), 2015, с. 3-9.

http://www.cree.com/led-components/media/documents/sh-XHP-3.pdf

http://www.cree.com/led-components/media/documents/ds-XHP50.pdf

http://www.cree.com/led-components/media/documents/ds-XHP502.pdf

http://www.cree.com/led-components/media/documents/ds-XHP70.pdf

http://www.cree.com/led-components/media/documents/ds-XHP702.pdf.

http://www.cree.com/led-components/media/documents/LM80_Results-30.pdf.

http://nprpss.ru/public/Standarty/Discussion/4.pdf