Жарықдиодты чиптердің эволюциясы: өнертабыс, орау және жаһандық қабылдау | KEOU жарықтандыру

Қатты дене физикасы жылу жіпті қыздыру шамын және нәзік газ разрядты түтіктерді ауыстырған кезде жарықтандыру технологиясы түбегейлі өзгеріске ұшырады. Бүгінгі таңда жарық диодты (LED) жарықтандыру тұрғын үй, коммерциялық және өнеркәсіптік секторлардағы жаһандық жарықтандыру сатылымының көпшілігін құрайды. Бұл жаһандық ауысудың негізінде микроскопиялық электронды компонент жатыр: жарықдиодты чип.

Жарықдиодты чиптің өнертабысы мен қолданылуын түсіну жартылай өткізгіштер физикасының жоғары тиімді сәулет және өнеркәсіптік шамдарға қалай дамығанын көрсетеді. Электролюминесценциямен алғашқы зертханалық тәжірибелерден бастап Нобель сыйлығының иегері материалдардың жетістіктеріне және заманауи Chip-on-Board (COB) модульдеріне дейін жарықдиодты жарықтандыру құрылғыларының эволюциясы материалтану, жылу техникасы және өндіріс ауқымының тарихы болып табылады.

1. Жарықдиодты чиптің физикасы және өнертабыс тарихы

Қатты күйдегі жарықтандыруға саяхат бір ғасырдан астам уақытты қамтиды, физикалық ашылудың және жартылай өткізгіш инженериясының үш түрлі дәуірінен өтеді.

1906–1927: Электролюминесценцияның ашылуы (дөңгелек және Лосев)

1962: Бірінші көрінетін қызыл жарық диоды (Ник Холоняк кіші / General Electric) 1990 жылдар: Жоғары жарықтығы бар көк GaN жарық диодты серпінді (Накамура, Акасаки, Амано) Қазіргі уақытта: Ақ фосфорды түрлендіру және заманауи жоғары тиімділіктегі жарықдиодты қаптама

1.1 Ерте негіздер: қатты денелі электролюминесценция

Заманауи микрочип пайда болмай тұрып, зерттеушілер қатты материалдар арқылы өтетін электр тогы жылу қыздырусыз жарық шығара алатынын анықтады. 1907 жылы британдық экспериментатор Генри Джозеф Раунд құжаттады жартылай өткізгіш диодтардағы электролюминесценция . кремний карбиді (SiC) кристалдарына ток қолдану кезінде Орыс ғалымы Олег Лосев 1927 жылы диодтық жарық сәулеленуі туралы егжей-тегжейлі теориялық мақалаларды жариялады. Дегенмен, бұл алғашқы құрылғылар әлсіз жарық шығаратын және жартылай өткізгіштерді жасаудың практикалық әдістері болмағандықтан, ондаған жылдар бойы зертханалық қызығушылықтар сақталды.

1.2 1962: Доктор Ник Холоняк кіші және бірінші көрінетін қызыл жарық диоды

Жарықдиодты чиптің шынайы практикалық шығу тегі 1962 жылдың қазан айында General Electric компаниясының жетілдірілген жартылай өткізгіштер зертханасында болды. Физик Доктор Ник Холоняк-кіші әлемде бірінші рет инженерия жасады 1962 жылы көрінетін спектрлі қызыл жарық диоды . галлий арсениді фосфиді (GaAsP) pn түйіспелерін пайдаланып

Дәл сол кезеңде жасалған инфрақызыл жартылай өткізгішті лазерлерден айырмашылығы, Холоняк диоды алға бағытталған кезде көрінетін қызыл жарық шығарды. Жартылай өткізгіш диапазондағы электрондар саңылауларымен қайта біріктірілгенде, энергия жылу емес, көрінетін фотондар ретінде босатылды. Бұл серпіліс Холонякты «Көрінетін жарықдиодтың әкесі» ретінде тануға ие болды. 1970 жылдар бойы зерттеушілер электронды аспаптар, сандық сағаттар және басқару панелдері үшін сары және қызғылт сары жарықдиодты индикаторларды өндіру үшін GaAsP және Галлий фосфиді (GaP) химиясын кеңейтті.

1.3 «Сағыныш көк» серпіліс және 2014 жылғы Нобель сыйлығы

Қызыл және жасыл индикаторлы диодтармен ерте прогреске қарамастан, қатты дененің жалпы жарықтандыруы отыз жыл бойы мүмкін болмады, өйткені ғалымдар жоғары жарықтықтағы көк жарықты шығара алмады. Ақ жарық генерациясы RGB қоспасын немесе люминесцентті люминесцентті жабынды қызықтыратын көк жарықты қажет етеді.

Тиімді көк жарық диодты жасау үшін кең диапазондық энергиясы бар жартылай өткізгіш материал қажет, атап айтқанда галлий нитриді (GaN). Жоғары сапалы GaN кристалдарын өсіру дәстүрлі сапфир субстраттарында термиялық штамм мен ақаулардың тығыздығына байланысты өте қиын болды.

Жетістік 1980 жылдардың соңы мен 1990 жылдардың басында жапон ғалымдары Исаму Акасаки, Хироси Амано және Шуджи Накамураның тәуелсіз және бірлескен жұмысының арқасында болды. Nichia корпорациясында жұмыс істей отырып, Накамура негізгі металл-органикалық химиялық буларды тұндыру (MOCVD) өсіру әдістерін және p-типті GaN допинг әдістерін әзірледі. Бұл галлий нитридінің ультра ашық көк жарық диодтарын жасауға мүмкіндік берді.

Энергия үнемдейтін ақ жарықтың орасан зор қоғамға әсерін мойындай отырып, Нобель комитеті Акасаки, Амано және Накамураны марапаттады. Көк GaN жарықдиодтары үшін 2014 жылғы физика бойынша Нобель сыйлығы.

Негізгі нәтиже : Ашықтығы жоғары көк GaN жарықдиодының өнертабысы ақ жарық диодты жарықтандыруды физикалық мүмкін етіп, төмен люменді электронды индикаторлардан жоғары қуатты жалпы жарықтандыруға ауысуды ашатын негізгі ғылыми жетістік болды.

1.4 Фосфорды түрлендіру: көк чиптер ақ жарықты қалай жасайды

Қазіргі ақ жарықдиодты чиптер табиғи түрде ақ жарық шығармайды. Оның орнына олар фосфорға түрлендірілген ақ жарық диодты (pc-LED) деп аталатын процесті пайдаланады:

1. GaN жартылай өткізгіш қалыбы : бастапқы GaN чипі 450 нм мен 460 нм арасындағы ең жоғары толқын ұзындығында монохроматикалық көк жарық шығарады.

2. YAG фосфорлы жабыны : чиптің пішіні құрамында церий қосылған итрий алюминий гранаты (YAG:Ce⊃3;⁺) бар шайыр немесе силикон қабатымен қапталған.

3. Фотонды түрлендіру : жоғары энергиялы көк фотондардың бір бөлігі YAG люминофорын қоздырады, кең спектрлі сары-жасыл жарықты қайта шығарады.

4. Спектрлік синтез : жұтылмайтын көк жарық сары-жасыл люминесценциямен араласып, сәулеттік және коммерциялық қолданбаларға жарамды қытырлақ ақ жарық береді.

Фосфор құрамдарын өзгерту (нитридтер немесе фторидтер қосу) арқылы өндірушілер Корреляциялық түс температурасын (CCT 2700K жылы ақтан 6500K күндізгі жарыққа дейін) және Түсті көрсету индексін (CRI Ra > 80, Ra > 90 немесе Ra > 97) дәл басқара алады.

2. Қаптаманың физикалық эволюциясы: диодтық индикаторлардан біріктірілген шамдар архитектурасына дейін

Жартылай өткізгіш чиптің өнімділігі жақсарған сайын, жарықдиодты матрицаны қоршап тұрған физикалық қаптама жылулық шектеулерді еңсеру және әртүрлі оптикалық тарату талаптарын қанағаттандыру үшін дамыды.

2.1 DIP диодтары (қос желілік пакет)

Ең ерте коммерциялық жарықдиодты чиптер екі ұзартқыш сым өткізгіштері бар оқ тәрізді эпоксидті шайыр қабықшаларының ішіне қапталған. DIP жарық диодтары ретінде белгілі, бұл компоненттер жылуды тарату үшін жұқа қорғасын жақтауларына сүйенді. Эпоксидті шайыр нашар жылу өткізгіш болғандықтан, DIP жарық диодтарын 0,1 Вттан жоғары айдау термиялық деградацияға әкелді. Демек, DIP жарық диодтары төмен люменді индикатор шамдарымен және сыртқы белгілердің негізгі дисплейлерімен шектелді.

2.2 SMD жарықдиодты чиптері (үстіне орнатылған құрылғылар)

1990 жылдардың аяғында енгізілген беттік құрылғы (SMD) қаптамасы қатты күйдегі жарықтандыру жинағында төңкеріс жасады. SMD бумасында (стандартты 2835, 3030 немесе 5050 пішімдері сияқты) жеке жарықдиодты қалыптар миниатюралық керамикалық немесе синтетикалық корпустарға жабыстырылады және тікелей схема беттеріне дәнекерленген.

SMD чиптері бірнеше инженерлік артықшылықтарды ұсынды:

• Оптикалық сәуленің кең бұрыштары : 110° пен 140° аралығындағы табиғи сәуле шығару бұрыштары аумақты біркелкі жарықтандыруды қамтамасыз етеді.

• Жоғары автоматтандырылған құрастыру : Беткейге орнату технологиясы (SMT) таңдау және орналастыру машиналары өндіріс шығындарын төмендетті.

• Масштабталатын термиялық таралу : бірнеше шағын SMD микросхемаларын металл ядролы баспа схемасы (MCPCB) арқылы орналастыру термиялық жүктемелерді үлкен бет аймағына таратады.

SMD қаптамасы T8 жарықдиодты түтіктерді, тұрмыстық шамдарды және икемді жарықдиодты жолақтарды қоса алғанда, жаппай нарықтағы жаңарту өнімдерінің бірінші толқынына мүмкіндік берді.

2.3 COB технологиясы (борттағы чип)

SMD чиптері бөлінген аумақты жарықтандыруда жақсы болғанымен, шоғырланған, жоғары қарқынды бағытталған жарықты қажет ететін қолданбалар (мысалы, сәулеттік жарықтандыру шамдары, бөлшек сауда шамдары және өнеркәсіптік жоғары аралықтар) аралық SMD массивтерімен оптикалық көп көлеңкелеу мәселелеріне тап болды.

Chip-on-Board (COB) технологиясы мұны ондаған немесе жүздеген өңделмеген жарықдиодты қалыптарды үздіксіз фосфорлы гель матрицасымен байланыстырылған ортақ металл негізгі ПХД немесе керамикалық негізге тікелей орнату арқылы шешеді.

COB LED чиптерінің негізгі артықшылықтары:

• Люменнің жоғары тығыздығы : 120-ден 200 лм/мм⊃2;ге дейін жеткізу, көп көлеңкелі артефактілерсіз шоғырланған бір нүктелі жарық көзін жасау.

• Тікелей термиялық қосылыс : Аралық орауыш сымдарды жою қосылыстардың жылу кедергісін азайтады (R_θj-c 0,3–1,2 °C/Вт дейін), жоғары жетек токтары кезінде чиптің қызмет ету мерзімін ұзартады.

• Жоғары оптикалық сәулені басқару : айқын сәуле бұрыштары (15°, 24°, 36°) үшін параболалық рефлекторлармен және толық ішкі шағылысу (TIR) ​​линзаларымен таза түрде жұптасады.

2.4 Шамдарды жаңартудан біріктірілген мақсатқа арналған шамдарға дейін

Жарықдиодты жарықдиодты ертерек қолдану жартылай өткізгіш жарық көздерін бұрынғы шам пішіндеріне (E27 бұрандалы шамдар, GU10 прожекторлар, флуоресцентті түтіктер) орнатуға бағытталған. Дегенмен, мәжбүрлеп қайта жаңарту пішіндері жылуды таратуды және драйвердің қызмет ету мерзімін бұзды.

Заманауи арматура дизайны көшті біріктірілген қатты күйдегі шамдарға . Ауыстырылатын шамды орналастырудың орнына, шам корпусының өзі негізгі жылу қабылдағыш, құрылымдық жақтау және оптикалық диффузор ретінде әрекет етеді. Бұл ауысу жартылай өткізгіштердің ұзақ қызмет ету мерзімі үшін арнайы оңтайландырылған ультра жұқа төбелік панельдерді, ауыр ауа райынан қорғалған прожекторларды және модульдік коммерциялық құрылғыларды қосуға мүмкіндік берді.

3. Неліктен жарықдиодты жарықтандыру кең тарады: жаһандық қабылдаудың негізгі драйверлері

Бұрынғы жарықтандырудан жаһандық жарықдиодты қабылдауға жылдам көшуге мәжбүрлі физика, агрессивті шығындар дефляциясы және халықаралық энергетикалық саясат себеп болды.

Жаһандық жарықдиодты қабылдаудың Драйверлері

1. Жарық тиімділігіне секіру | 15–20 лм/Вт (қыздыру) → 160–200+ лм/Вт

2. Ұзартылған қызмет мерзімі | 1 000 сағ → 50 000–100 000 сағ (L₇₀)

3. Жылу техникасы | Алюминийден құйылған, MCPCBs, түйіспелерді салқындату

4. Жетілдірілген электроника | Жоғары тиімді тұрақты ток / DOB

5. Нормативтік өкілеттіктер | Қыздыру және сынапты CFL-ге жаһандық тыйымдар

6. Жалпы шығындар экономикасы | 12 айлық коммерциялық ROI

3.1 Жарық тиімділігі секірулері (лм/Вт)

Жарық тиімділігі жарық көзінің электр қуатын (ватт) көрінетін жарыққа (люменге) қаншалықты тиімді түрлендіретінін өлшейді.

Халықаралық энергетикалық агенттік (IEA) қадағалаған деректерге сәйкес, заманауи коммерциялық жарықдиодты пакеттер 160 лм/Вт пен 200+ лм/Вт аралығындағы тиімділікке қол жеткізеді, бұл жоғары тиімділіктегі жарықдиодты шамдарға жаһандық көшу . соңғы он бес жыл ішінде

Бұрынғы технологиялармен салыстырғанда:

• Қыздыру шамдары : 12–18 лм/Вт (энергияның 90% жылу ретінде босқа кетеді)

• Галогендік шамдар : 18–24 лм/Вт

• Шағын люминесцентті лампалар (CFL) : 55–70 лм/Вт

• Жоғары қысымды натрий (HPS) : 80–110 лм/Вт

• Заманауи коммерциялық жарықдиодты шамдар : 130–180 лм/Вт жүйе тиімділігі

Бұл тиімділік алшақтығы қыздыру шамымен салыстырғанда 80% -дан 85% -ға дейін және дәстүрлі флуоресцентті жүйелермен салыстырғанда 40% -дан 50% -ға дейін энергияны үнемдеуге мүмкіндік береді.

Кеңес : Жарықдиодты шамдарды бағалау кезінде әрқашан ажыратыңыз чиптер пакетінің тиімділігі мен жүйе шамының тиімділігін . Жүйе тиімділігі оптикалық диффузорды сіңіру шығындарын және драйвер тиімділігін түрлендіру шығындарын есептейді.

3.2 Жоғары жылуды басқару және ұзартылған қызмет ету мерзімі

Дәстүрлі шамдар вольфрам жіптері күйіп кеткенде немесе газ электродтарының тығыздағыштары нашарлағанда істен шығады. Жарықдиодты чиптер кенеттен апатты жіптердің күйіп кетуіне ұшырамайды. Оның орнына олар уақыт өте келе люменнің бірте-бірте тозуын сезінеді.

Өнеркәсіптің стандартты қызмет ету мерзімі бойынша сандық түрде анықталады L₇₀ B₅₀ эталоны : сынақтан өткен халықтың 50%-ында жарық шығысының бастапқы люмендердің 70%-ына дейін төмендеуі үшін қажетті жұмыс уақыты. Заманауи коммерциялық жарықдиодты шамдар 50 000-нан 100 000 сағатқа дейінгі L₇₀ рейтингтеріне үнемі жетеді.

Бұл ұзақ өмір сүруге қол жеткізу үшін арматура өндірушілер озық жылу диссипация құрылымдарына сүйенеді:

• Металл ядролы ПХД (MCPCB) : жартылай өткізгіш тоғысынан жылуды тез тартып алатын алюминийден жасалған платалар.

• Құйылған авиациялық алюминий корпустары : табиғи конвективтік ауа ағынын барынша арттыру үшін термиялық салқындатқышпен жасалған жоғары тығыздықтағы алюминий радиаторлары.

• Жылу интерфейсінің материалдары (TIM) : микроауа саңылауларын жою үшін тақта мен радиатордың арасына орналастырылған жоғары өткізгіштігі бар силикон пасталары немесе фазаны ауыстыратын төсемдер.

GaN жартылай өткізгішті өлшегіш

↓ (R_θj-c: Корпустың жылу кедергісі)

Металл ядролы ПХД (MCPCB)

↓ (TIM термиялық интерфейс материалы)

Алюминийден құйылған жылу қабылдағыш

↓ (конвективті ауаны салқындату)

Қоршаған орта атмосферасы

Ішкі қосылыстардың температурасын (Tⱼ) 85°C төмен қауіпсіз ұстау арқылы жоғары сапалы арматура түс консистенциясын сақтайды және люменнің мерзімінен бұрын бұзылуын болдырмайды.

3.3 Драйвер электроникасының және DOB схемаларының жетілуі

Жарықдиодты чиптер - бұл токтың дәл реттеуін қажет ететін төмен вольтты, тұрақты ток (DC) құрылғылар. Қоректендіру кернеуінің ауытқуы тікелей токтың (I f) экспоненциалды өзгерістерін тудырады, бұл реттелмеген жағдайда термиялық қашуға әкелуі мүмкін.

Жоғары сенімді электронды жарықдиодты драйверлердің дамуы нарықты қабылдауды жылдамдатты:

• Тұрақты ток (CC) коммутациялық драйверлері : микросхемаларды электр желісінің тітіркенуінен қорғай отырып, кіріс кернеуінің кең диапазонында (мысалы, 350mA, 700mA, 1050mA) дәл шығыс тогын сақтаңыз.

• Driver-on-Board (DOB) интеграциясы : DOB архитектурасында IC драйверінің құрамдастары SMD жарықдиодтары сияқты бірдей алюминий PCB-ге тікелей біріктірілген. Сыртқы электролиттік конденсаторларды жою ультра жұқа арматура конструкцияларына мүмкіндік береді, тасымалдау көлемін азайтады және сыртқы прожекторлар үшін өндіріс шығындарын азайтады.

3.4 Нормативтік мандаттар және сынапты жою кезеңдері

Энергия тиімділігін арттырудың мемлекеттік ережелері ескі жарықтандыруды кезең-кезеңмен тоқтатуды айтарлықтай жылдамдатты:

• Қыздыру шамдарына тыйым салу : АҚШ-тың EISA ережелері, Еуропалық Одақтың экодизайн талаптары және Таяу Шығыстағы GSO тиімділік стандарттары сияқты директивалар төмен тиімділігі вольфрам шамдарын сатуға тиімді тыйым салды.

• Сынап туралы Минамата конвенциясы : Халықаралық қоршаған ортаны қорғау келісімдері құрамында сынап бар флуоресцентті түтіктер мен ықшам флуоресцентті лампаларды (CFLs) өндіруді және импорттауды шектеп, қатты күйдегі жарықтандыруды институционалдық жаңартуға түрткі болды.

3.5 Өндіріс ауқымы және 12 айлық коммерциялық өтелу

MOCVD пластина реакторының өткізу қабілеті кеңейген сайын, 2008 және 2020 жылдар арасында мың люменнің құны ($/клм) 90%-дан астамға төмендеді. Бүгінгі таңда жұмыс істейтін қуат тұтынудың және ғимаратты күтіп ұстауға кететін шығындардың төмендеуі коммерциялық нысандарға, өнеркәсіптік қоймаларға және қонақжайлылық орындарына 6-12 ай ішінде жарықдиодты жаңартуға жұмсалған күрделі шығындарды өтеуге мүмкіндік береді.

4. Коммерциялық жарықтандыруды сатып алуды таңдау бойынша практикалық нұсқаулық

Электр дистрибьюторлары, мердігерлер және нысандарды сатып алу менеджерлері үшін жарықдиодты чиптің дұрыс архитектурасын және шам құрастыру сапасын таңдау жобаның ROI-ге, жарықтандыру ыңғайлылығына және кепілдік сенімділігіне тікелей әсер етеді.

ҚОЛДАНБАЛАРДЫ ТАҢДАУ НҰСҚАУЛЫҒЫ

Сіз кең жабық кеңсені немесе төбені жарықтандырып жатырсыз ба?

ИӘ ЖОҚ COB модулі DOB / Жоғары қуатты SMD люмен тығыздығы жоғары, ауа райына төзімді тар сәулені басқаратын сыртқы прожектор

ИӘ SMD чип массиві Жоғары біркелкі, жарқырауы төмен панель шамы (мысалы, KEOU панельдері)

ЖОҚ Сіз фокусталған биіктік, нүктелік немесе сыртқы прожекторды жобалап жатырсыз ба?

4.1 COB және SMD таңдау матрицасы

Коммерциялық жобалар үшін арматураны таңдағанда, чип топологиясын сәулеттік жарықтандыру талаптарына сәйкестендіріңіз:

• SMD негізіндегі шамдарды таңдаңыз (мысалы коммерциялық жарықдиодты панельді шамдар ) біркелкі, жарқырамайтын кең сыртқы жарықты бөлу қажет жабық кеңсе, мектеп және денсаулық сақтау орталарына арналған.

• COB негізіндегі шамдарды таңдаңыз (мысалы ойық COB және SMD ішкі жарықтандыру шамдары .коммерциялық бөлшек саудаға, екпінді жарықтандыруға, мұражай дисплейлеріне және өткір сәулелік бұрыштар мен жоғары орталық сәуле шамының қуаты (CBCP) қажет болатын терең төбеге арналған төменгі шамдарға арналған

• Біріктірілген DOB шешімдерін таңдаңыз (мысалы Сыртқы периметрдің қауіпсіздігіне, өндірістік аулаларға және муниципалды ғимараттардың қасбеттеріне арналған кіріктірілген жүргізушіге арналған борттағы (DOB) прожекторлары ) ықшам, ауа-райынан қорғалған корпустар мен үнемді техникалық қызмет көрсету басымдықтар болып табылады.

4.2 Proof-Led өндіріс және сапа сигналдары

Жарықтандыру OEM және зауыттық жабдықтау серіктестерін бағалау кезінде мына негізгі өндірістік параметрлерді қарап шығыңыз:

1. Жылулық субстрат стандарты : Жоғары қуатты құрылғыларда мөрленген қаңылтыр немесе пластик жақтаулардан гөрі дәл құйылған авиациялық алюминий корпустарымен жұптастырылған жоғары өткізгіштігі бар алюминий MCPCB (жылу өткізгіштігі K > 2,0 Вт/м·К) пайдаланылғанын тексеріңіз.

2. Оптикалық жарқыраудан қорғау : кеңсе өнімділігі мен көзге жайлылық үшін UGR 19-дан төмен Бірыңғай жарқырау рейтингтеріне қол жеткізетін бал ұяшықты жарқырауға қарсы диффузорларды, призматикалық линзаларды немесе шетінен жарықтандырылған жарық бағыттағыш тақталарды (LGP) іздеңіз.

3. Электр драйверін қорғау : Бейнекамера кедергісі мен көздің оптикалық шаршауын болдырмау үшін драйверлерде орнатылған асқын кернеуден қорғау (4кВ-тан 10кВ-қа дейінгі желі) және жыпылықтаусыз жұмыс (толқын тоғы < 3%) болуын қамтамасыз етіңіз.

Зауытта 13 жыл жұмыс істейтін тәжірибелі B2B LED жарықтандыру өндірушісі ретінде, KEOU Lighting тәуелсіз COB/SMD зерттеулері мен әзірлемелерін дәл құйма өндірісімен біріктіреді. 116 елдегі коммерциялық дистрибьюторларға, инженерлік мердігерлерге және көтерме сатушыларға қызмет көрсететін KEOU көзді қорғайтын бал ұяшығы оптикасына, берік жылу диссипациясына және OEM/ODM жан-жақты теңшеу қызметтеріне назар аударады.

5. Жиі қойылатын сұрақтар (ЖҚС)

1-сұрақ: Алғашқы жарықдиодты чипті кім ойлап тапты және ақ жарықдиодты жарықтандыруды кім мүмкін етті?

Доктор Ник Холоняк Кіші 1962 жылы General Electric компаниясында жұмыс істеген кезде бірінші практикалық көрінетін спектрлі қызыл жарық диодты ойлап тапты. 1990 жылдардың басында жапондық ғалымдар Исаму Акасаки, Хироси Амано және Шуджи Накамура жоғары тиімді көк галий нитриді (GaN) жарықдиодтарын жасаған кезде ақ жарықдиодты жарықтандыру отыз жылдан кейін мүмкін болды — бұл жетістік 2014 жылғы физика бойынша Нобель сыйлығымен танылды.

2-сұрақ: Коммерциялық қондырғылардағы COB және SMD LED чиптерінің негізгі айырмашылығы неде?

SMD (Serface Mounted Device) чиптері панельдік шамдар мен сызықтық шамдар үшін өте ыңғайлы кең, біркелкі, аз жарқыраған жарықты шығаратын схемалық тақшаға дәнекерленген жеке оралған диодтарды пайдаланады. COB (Chip-on-Board) пакеттері бір фосфорлы гель матрицасы астындағы бірнеше шикі қалыптарды бір-біріне тығыз орналастырады, бұл жоғары люмен тығыздығын және төменгі шамдар, жарықтандырғыштар және биік шамдар үшін өте қолайлы шоғырланған сәулені береді.

3-сұрақ: Неліктен жарықдиодты шамдар дәстүрлі жарықтандыру құрылғыларына қарағанда ұзағырақ жұмыс істейді?

Жарық диодты шамдар нәзік вольфрам жіптерін немесе қызықты сынап газын қыздырмай, қатты күйдегі электролюминесценция арқылы жұмыс істейді. Күйіп кететін механикалық жіптер немесе сынатын шыны түтіктер болмағандықтан, тиімді қыздырғыштармен қамтамасыз етілген жоғары сапалы жарық диодтары 50 000-нан 100 000 сағатқа дейін (L₇₀) жұмыс істеу мерзіміне жетеді.

4-сұрақ: Температура мен жылуды басқару LED чипінің өнімділігіне қалай әсер етеді?

Жартылай өткізгіштердің максималды номиналды температураларынан (Tⱼ) асып кету фосфордың деградациясын жылдамдатады, корреляциялық түс температурасын (CCT дрейф) өзгертеді және жарық тиімділігін төмендетеді. Сапалы шамдар жылу энергиясын қоршаған ауаға тез тарату үшін құйылған алюминий жылу қабылдағыштарды және жоғары өткізгіштікке ие металл ядролы ПХД пайдаланады.

6. Қорытынды және келесі қадамдар

Жарықдиодты чиптің төменгі люменді зертханалық қызыл диодтан Нобель сыйлығының иегері көк GaN жартылай өткізгіштеріне дейін эволюциясы жаһандық энергия тұтынуды және сәулеттік жарықтандыру дизайнын өзгертті. Бүгінгі таңда қатты күйдегі жарықтандыру бұрын-соңды болмаған жарық тиімділігін, дәл оптикалық бақылауды және коммерциялық және өнеркәсіптік нысандар үшін ұзақ мерзімді экономикалық үнемдеуді ұсынады.

Коммерциялық жарықтандыру дистрибьюторлары, мердігерлер және жоба менеджерлері үшін жетілдірілген жылу диссипациясымен және теңшелетін OEM/ODM опцияларымен жасалған үйлесімді, жоғары тиімділіктегі жарықдиодты шамдарды іздейтіндер үшін техникалық фотометрияларды және зауыттық құрылыс сипаттамаларын қарау жобаның сәттілігінің алғашқы қадамы болып табылады.

Инженерлік топқа хабарласу арқылы өнімнің толық техникалық парақтарын, фотометрикасын және зауыттық OEM мүмкіндіктерін зерттеңіз. KEOU жарықтандыру.