Компания LUMILEDS стала прочно ассоциироваться с понятием «инновация» в мире светодиодного освещения. Неугасающий интерес к теме и огромные инвестиции в исследования и разработки по созданию уникальных рецептур люминофора давно позволяют LUMILEDS не только предугадывать, но и опережать потребности рынка. Продолжая развивать продуктовую линейку, эта компания регулярно добавляет в свой ассортимент новые серии, не забывая при этом совершенствовать старые и не оставляя без внимания гарантию надежности и сохранности спектра.

Развитие светодиодных технологий продвигается в направлении увеличения количества люмен на единицу площади. Повинуясь этой тенденции, компания LUMILEDS анонсировала новое поколение светодиодов формата 3535 – LUXEON V2 (см. рис. 1). Их запуск состоялся в октябре 2018 г.

 

Все, что нужно знать о 3535

Прежде чем перейти к обзору новинки, мы рассмотрим класс светодиодов 3535 как таковой. Светодиоды в формате 3535 давно стали общепризнанной классикой, и в настоящее время подобные решения можно приобрести у любого крупного (и не только) производителя.

Такие светодиоды характеризуются, в первую очередь, возможностью получать высокий световой поток от одного источника света, что определяет необходимость их питания сравнительно высоким током в диапазоне 350 мА…1 А и более. Такое требование, в свою очередь, приводит к тому, что в составе светодиодов необходимо использовать кристаллы больших размеров, как правило, 1 кв.мм и более. Это обусловлено, во-первых, физическими ограничениями на плотность тока (отношение силы протекающего тока к площади кристалла), которую способна пропустить через себя излучающая структура полупроводника. Во-вторых, известной проблемой падения КПД (светоотдачи) светодиодной структуры с увеличением плотности протекающего тока. В-третьих, необходимостью уменьшить тепловое сопротивление от кристалла до корпуса светодиода для более эффективного отвода нежелательного тепла, выделяемого в процессе работы. Улучшению теплоотвода также способствует использование теплопроводящих материалов корпуса, на которые непосредственно монтируется полупроводниковый кристалл.

Все эти особенности определяют отличительные признаки этого класса светодиодов: керамический корпус, наличие одного кристалла, работающего на сравнительно большом токе, а также первичная оптика, необходимая для оптимального вывода света и корректной работы со вторичной оптикой. Мощные светодиоды 3535 предназначены, в основном, для уличного применения.

Появление на рынке светодиодов LUXEON V2 от LUMILEDS стало настоящим «ноу-хау» в классе светодиодов типоразмера 3535 для уличного освещения. Использование технологии монтажа перевернутого кристалла (flip-chip) площадью 2 кв.мм позволило не только увеличить максимально допустимый ток до 2400 мА (увеличив, тем самым, световой поток), но и сохранить высокую светоотдачу при данном токе. Усовершенствованная методология нанесения люминофорного слоя в сочетании с использованием первичной линзы позволила значительно уменьшить зависимость цвета от угла излучения по сравнению с аналогичными продуктами на рынке (см. рис. 2–3).

В свою очередь, использование указанных технологий корпусирования позволило существенно уменьшить долю излучения, выходящего под углами более 60°, сделав кривую силы света ближе к косинусной (ламбертовой), что позволяет сократить потери света на ~3–5% при использовании вторичной оптики (см. рис. 4).

Можно сделать вывод, что светодиоды LUXEON V2 действительно достойны внимания. Однако, для максимально эффективной работы светодиоды должны не конкурировать, а дополнять друг друга…

 

Все, что нужно знать о 5050

Как уже было отмечено ранее, светодиоды типоразмера 3535 стали классикой (см. рис. 5). Однако имеется и другое популярное решение, ставшее на сегодняшний день одним из самых модных трендов – использование мощных светодиодов в корпусе 5050. Не так давно тип корпуса 5050 считался устаревшим из-за дороговизны и затрат на материалы. Однако они снова обрели популярность благодаря кардинальной переработке дизайна корпуса и применяемых материалов. Первое, что стоит отметить, – LUXEON 5050, по сути, представляет собой многокристальную сборку в одном корпусе. Внутрь устанавливаются восемь кристаллов средней мощности, которые соединяются либо последовательно (версия на 24 В), либо в четыре параллельные цепочки по два кристалла (6-В версия).

Применение многокристальной сборки в сочетании с увеличенной площадью электрических SMD-контактов позволяет одновременно уменьшить тепловое сопротивление от кристаллов до выводов до 2 К/Вт (против 3 К/Вт у светодиодов в корпусе 3535), а также увеличить квантовый выход излучения из кристаллов за счет увеличения эффективной площади боковых граней, что, в конечном счете, приводит к увеличению общей эффективности светодиода по сравнению со светодиодами 3535 аналогичной мощности.

Если говорить о применяемых материалах, то корпус LUXEON 5050 выполнен из эпоксидного компаунда, гораздо более устойчивого к фото- и термодеградации, чем популярные пластики, из которых обычно изготавливаются подобные корпуса. Применение специального силиконового состава с люминофором в светодиодных кристаллах обеспечивает устойчивость светодиода к агрессивным средам, в т.ч. к парам серы.

В то же время отказ от дорогих материалов в пользу не менее качественных открывает путь к использованию LUXEON 5050 как для решений с высокой светоотдачей, так и с более низкой стоимостью люмена. Это преимущество дополняется очень широким набором сочетаний цветовых температур и индексов цветопередачи, подходящих для любого применения.

LUXEON 5050 идеален практически по всем параметрам за исключением того, что, обладая широкой светоизлучающей поверхностью, требует учитывать ряд нюансов при работе с оптикой.

Доступен протокол испытаний по LM-80. В нем же имеется прогноз по TM-21, в соответствии с которым при температуре корпуса 105°С и максимальном токе 800 мА (для 6-В версии) оценочный срок службы L70 составит более 68 тыс. ч.

Поскольку светодиоды LUXEON 5050 и LUXEON V2 были разработаны для применения в агрессивных условиях (наружное освещение, промышленность и т.д.), по ним имеются результаты испытаний по стандартизованным методикам на устойчивость к разным воздействиям, в т.ч. паров серы, повышенной температуры и влажности.

 

Выводы

Завершая обзор, отметим, что компания LUMILEDS всегда отличалась очень структурированной сегментацией светодиодов, учитывающей каждое конкретное применение. Эта особенность делает их весьма привлекательными для многих производителей конечных светодиодных решений. Однако заметим, что идеального светодиода все же не существует, поскольку все зависит от условий применения!

Вдохновленные опытом LUMILEDS, инженеры «ТРИОН» собрали прототипы светодиодных модулей на базе LUXEON V2 и LUXEON 5050. Презентация нового продукта, обещающего поднять уличное и промышленное освещение на новый уровень, состоится в ближайшие дни – на мероприятии, приуроченном к ежегодной международной промышленной выставке Interlight 2018. За подробностями обращайтесь в отдел маркетинга.

Мансур Бадгутдинов, инженер по применению, «Трион»