Потужні світлодіоди провідних світових виробників

Про компанію LUMILEDS HOLDING BV

XLamp - сімейство надяскравих світлодіодів Cree

Компанія Cree - світовий лідер у виробництві кристалів світлодіодів з дуже високою ефективністю. Унікальні параметри світлодіодів обумовлені використанням технології виробництва на підкладках з карбіду кремнію (SiC). Ця технологія забезпечує найкраще співвідношення ціна-ефективність для світлодіодних джерел світла. Головні переваги кристалів Cree: низька пряму напругу, Надмалий кількість дефектів кристала, низьке виділення тепла, висока стійкість до електростатичних розрядів, великий термін експлуатації.

У таблицю 1 зведені параметри серій найбільш цікавого сімейства XLamp.

Таблиця 1. Основні параметри ультраяскравих світлодіодів XLamp компанії Cree

Найменування Розмір
корпусу,
мм Iмакс.,
мА Колір Світловий
потік Зовнішній вигляд XR-E 7,0х9,0 тисячі Білий холодний 250 лм Найменування Розмір корпусу, мм Iмакс Білий нейтральний 182 лм Білий теплий 170 лм Синій Royal 1100 мВт Синій 88 лм Зелений 150 лм XR-C 7,0 × 9,0 700 Білий холодний 114 лм Білий нейтральний 80,6 лм Білий теплий 80,6 лм Синій Royal 455 мВт Синій 31 лм Зелений 87 лм Жовтий - бурштиновий (amber) 51,7 лм Червоний - помаранчевий 93 лм Червоний 93 лм MC-E 7,0 × 9,0 700
(На один
світлодіод) Білий холодний 750 лм Білий нейтральний 640 лм Білий теплий 550 лм XP-E (New!) 3,45 × 3,45 700 Білий холодний 182 лм Білий нейтральний 160 лм Білий теплий 137 лм XP-C (New!) 3,45 × 3,45 500 Білий холодний 122 лм Білий нейтральний 105 лм Білий теплий 81 лм 4550 4,5х4,5 125 Синій Royal 60 мВт Синій 8,2 лм Зелений 13,9 лм Жовтий - бурштиновий (amber) 13,9 лм Червоний 10,7 лм

Продукція компанії Cree завжди відрізняється високою якістю і надійністю. Серії XR-E, XR-C, MC-E мають розмір корпусу 7,0х9,0 мм, що дозволяє розмістити в корпусі досить великий розмір кристала і отримати світловий потік до 750 лм в серії MC-E, що складається з декількох світлодіодів в одному корпусі. Серія XR-C відрізняється найбільш широким діапазоном кольорів. Серія XR-E характеризується найбільш потужними кристалами, що дозволяє їм працювати при струмі до 1000 мА. Виробник звертає особливу увагу на нові серії XP-E і XP-C з розмірами корпусу 3,45х3,45 мм. Незважаючи на відносно малі розміри корпусу в порівнянні з попередніми серіями, максимально допустимий струм світлодіодів серій XP-E і XP-C становить 700 і 500 мА відповідно. Малі розміри корпусу дозволяють створювати компактні високоефективні джерела світла. Малопотужна серія 4550 з розмірами корпусу 4,5х4,5 мм з відносно невеликим робочим струмом до 125 мА доповнює сімейство XLamp і має набагато меншу ціну в порівнянні з серіями, розглянутими вище. Потужні світлодіоди Cree доступні з максимальним струмом до 1 А і відповідають найвищим стандартам світлодіодним промисловості. Термін експлуатації потужних світлодіодів Cree досягає 50 ... 100 тисяч годин, що на порядок більше ресурсу роботи ламп розжарювання. Над'яскравих світлодіодів Cree випускаються в економічних корпусах для SMD-монтажу зі стандартною технологією без використання клею і додаткових пристосувань. Сайт компанії Cree: www.cree.com.

Потужні світлодіоди фірми Lumileds

Можна вважати, що історія компанії Lumileds почала свій відлік близько 40 років тому, коли виникло оптоелектронні підрозділ американської компанії Hewlett-Packard (HP). У 1999 році HP виділила оптоелектронні напрямок в окрему компанію під назвою Agilent Technologies. У листопаді того ж року відбулося об'єднання зусиль Agilent Technologies і Philips. Нова спільна компанія стала називатися Lumileds. Зараз Lumileds займає лідируючі позиції в світі по виробництву потужних ультраяскравих світлодіодів. Науково-дослідні та дослідно-конструкторські центри Lumileds знаходяться в Сан-Хосе (Каліфорнія), а виробництво - в Нідерландах, Японії і Малайзії. Зареєстрована торгова марка випускаються ультраяскравих світлодіодів - LUXEON.

Світлодіоди LUXEON випускаються в декількох варіантах:

LUXEON I Emitter - базова модель світлодіода для освітлення (LUXEON III Emitter має більш високу яскравість при струмі 700 мА (див. Таблицю 2);
LUXEON I Star і LUXEON III Star - світлодіоди виконання Emitter, закріплені на теплоотводе «Зірка» з вирізами для кріплення (див. Таблицю 2). LUXEON III Star мають допустимий струм до 1000 мА.
LUXEON K2 Emitter - нова серія світлодіодів LUXEON з підвищеною світловою віддачею;
LUXEON K2 Star - нові світлодіоди LUXEON K2 Emitter, закріплені на теплоотводе «Зірка». Основні параметри світлодіодів LUXEON K2 Star наведені в таблиці 3.

Таблиця 2. Основні параметри деяких ультраяскравих білих світлодіодів LUXEON

Параметри Emitter Star Emitter LUXEON I LUXEON III LUXEON I LUXEON III LUXEON K2 LUXEON K2 Світловий потік, типове значення, лм 45 65 45 65 45/60 100/120 Струм, мА 350 700 350 1000 350 1000 Максимальна температура переходу, ° С 135 135 135 135 150 150 Теплове сопро-
тивление, ° С / Вт 15 13 20 17 9 9 Розмір, мм 14,5 × 8,0x5,9 19,9 × 19,0x7,4 11,7 × 7,3 × 5,8 Наймену-
вання LXHL-PW01 LXHL-PW09 LXHL-MW1D LXHL-LW3C LXK2-PW12-R00 LXK2-PW14-U00 LXK2-PW12-S00 LXK2-PW14-V00

Таблиця 3. Основні параметри ультраяскравих світлодіодів серії LUXEON K2

Найновіша серія потужних білих світлодіодів LUXEON K2 with TFFC (Thin Film Flip Chip або кристал з тонкою плівкою і зворотним розташуванням) представлена в таблиці 4.

Таблиця 4. Основні параметри ультраяскравих світлодіодів нової серії LUXEON K2 with TFFC *

Ця серія відрізняється більш високою світловою віддачею і допустимим струмом до 1 А. Серія має три відтінки білого кольору - холодний, нейтральний і теплий. Необхідно звернути увагу на те, що на тепловідводної поверхні потужних світлодіодів може бути присутнім потенціал напруги, тому потрібно забезпечити електричну ізоляцію від відводу тепла. Мала тепловіддача дозволяє зробити світильники на основі світлодіодів легкими і мініатюрними. Низький нагрів освітлюваної поверхні дає незаперечну перевагу светодиодам при їх використанні в медичній техніці та при висвітленні предметів, що не переносять навіть слабкий нагрів (наприклад, деякі продукти харчування). Кілька відтінків білого кольору (визначається колірною температурою і бінамі) дозволяють підібрати оптимальний тип освітлення для конкретної ситуації. У поєднанні з потужними кольоровими світлодіодами користувач може оперативно змінювати колір освітлення в залежності від настрою або конкретного випадку. Сайт компанії Lumileds: www.philipslumileds.com.

Ультраяскравих світлодіоди Avago Technologies

Avago Technologies - одна з найбільших в світі приватних незалежних напівпровідникових компаній, заснована в 1961 році як напівпровідниковий підрозділ фірми Hewlett-Packard. У 1999 році це напівпровідниковий напрямок разом з виробництвом вимірювальної апаратури було виділено в компанію Agilent Technologies. У 2005 році Agilent Technologies була куплена Kohlberg, Kravis Roberts & Co. (KKR) і перетворена в нову компанію Avago Technologies. Таким чином, компанії Lumileds і Avago Technologies мають загального прабатька - фірму Hewlett-Packard. Головний офіс компанії Avago Technologies розташований в Каліфорнії. Оптоелектроніка - один з основних напрямків діяльності компанії. Особливе місце приділяється розвитку технології світлодіодів з високою світловою віддачею. Одна з найбільш цікавих лінійок цієї продукції - ультраяскравих світлодіоди в стандартних корпусах PLCC-4. Основні параметри світлодіодів цієї серії зведені в таблиці 5.

Таблиця 5. ультраяскравий світлодіоди в корпусі PLCC-4 фірми Avago Technologies

Найменування Корпус Колір кольорово
вая
темпера-
туру дли-
на
віл
ни,
нм Струм
(Макс.),
мА Струм
(Тип.),
мА Uпр.,
У віді-
мий
кут,
град. све
товой
потік,
лм Яскравість,
мкд ASMT-QWB2-NEF0E Super 0.5W
power PLCC-4 білий 8 відтінків (бінов) - 150 - 3,6 120 17,0 - ASMT-QAB2-FEF0E бурштиновий (amber) - 594,5 - 2,7 11,4 - ASMT-QHB2-FDE0E червоно
помаранчевий - 617,0 - 14,0 - ASMT-QRB2-FCD0E червоний - 624,0 - 3,1 9,8 - ASMT-QWBE-NFH0E білий x = 0,33 / y = 0,33 - 150 3,6 19,5 - ASMT-QYBE-NEG0E x = 0,437 / y = 0,413 - 150 18,0 - ASMC-QAB2-TAC0E Envisium 0.5W power PLCC-4 бурштиновий
(amber) - 593,5 150 - 2,64 120 6,6 - ASMC-QHB2-TCD0E червоно
помаранчевий - 619,3 - 9,3 - ASMC-PRB9-TV005 Envisium power PLCC-4 червоний - 630 50 - 2,8 120 2,6 ... 3,3 630 ... 1600 ASMC-PHB9-TW005 червоно
помаранчевий - 617 - 4,3 ... 5,0 1000 ... 2500 ASMC-PAB9-TV005 бурштиновий (amber) - 592 - 3,0 ... 3,8 630 ... 1600 ASMT-SWBM-NU803 Power PLCC-4 білий 8 відтінків (бінов ) - 30 - - 120 2,8 560 ... 1400 HSMA-A431-Y00M1 бурштиновий
(amber) - 592 50 - 2,2 30 - 2850 HSMC-A430-W50M1 червоний - 626 50 - 2,2 30 - 1125 ... 3550 HSMM-A430-W90M2 зелений - 518 30 - 3,9 30 - 1400 ... 4500 HSMV -A430-Y90M1 червоно
помаранчевий - 617 50 - 2,8 30 - 3500 HSMN-A430-U50M2 синій - 468 30 - 3,9 30 - 450 ... 1400 HSMA-A460-W50M1 бурштиновий
(amber) - 590 70 50 2,2 50 - 2100 HSMA-A461-X83M1 - 590 2,2 50 - 3300 HSMC-A460-U30M1 червоний - 626 2,2 50 - 580 HSMC-A461-V00M1 - 626 2,2 50 - 1750 HSML-A461-W40M1 помаранчевий - 605 2,2 50 - 1850 ASMT-QTB2-0A002 PLCC-4 multi color червоний - 628 20 - 2,06 120 - 505 зелений - 526 - 3,32 - 1015 синій - 472 - 3,32 - 325 QSMF-A367-FP9J1 червоний - 635 30 - 1,9 - 250 зелений - 523 20 - 3,4 - 800 синій - 468 - 3,4 - 155 QSMF-A368-F99J1 червоний - 635 30 - 1,9 - 140 зелений - 523 20 - 3,4 - 355 синій - 468 - 3,4 - 72

Стандартні корпусу, високонадійна конструкція і широкий діапазон робочих температур від -40 до 100 ° С дозволяють здійснювати монтаж компонентів за допомогою стандартних автоматизованих технологій пайки. Доступні всі кольори - червоний, жовтий, зелений, синій (блакитний), помаранчевий і повнокольоровий варіант (три кристала різних кольорів в одному корпусі). Більшість світлодіодів в цих корпусах мають широкий кут випромінювання 120 °. Виробник гарантує низьку деградацію параметрів для цього класу продукції (менше 50% протягом 50000 годин при 25 ° С). Основні рекомендовані застосування світлодіодів Avago Technologies в корпусах PLCC-4:

архітектурна та декоративне підсвічування;
повнокольорові світлодіодні екрани;
підсвічування зовнішніх вивісок і контурів;
внутрішні і зовнішні автомобільні джерела світла.

Сайт Avago Technologies: www.avagotech.com .

Потужні світлодіоди OSRAM Opto Semiconductors

Історія компанії OSRAM налічує понад 100 років і починалася з випуску ламп розжарювання. Перші лампи розжарювання мали нитка з осмію. Пізніше для цієї мети стали використовувати вольфрам. Назва OSRAM було утворено шляхом злиття частин назви металів осмій (OS mium) і вольфрам (wolf RAM). У 1906 році була зареєстрована торгова марка OSRAM. Тривалу частину часу своєї історії OSRAM випускала (випускає і зараз) лампи розжарювання, галогенні світильники та енергозберігаючі люмінесцентні лампи. У 2001 році був побудований великий завод для виробництва світлодіодів. Оптоелектроніка стає найбільш перспективним напрямком підрозділи OSRAM Opto Semiconductors. Час експлуатації деяких серій світлодіодної продукції OSRAM Opto досягає 100 тисяч годин. У 2002 році компанією були розроблені органічні світлодіоди (OLEDs - Organic Light Emitting Diodes), придатні для масового виробництва.

Сімейство DRAGON - кілька серій ультраяскравих світлодіодів OSRAM

Серед ультраяскравих світлодіодів OSRAM Opto Semiconductors дуже популярні такі розширеного сімейства DRAGON (основні параметри серій світлодіодів DRAGON зведені в таблицю 6).

Таблиця 6. ультраяскравий світлодіоди сімейства DRAGON фірми OSRAM

Найменування Колір Довжина хвилі
або колірні
координати, нм Світловий потік
(тип.), лм Струм, мА Серія Golden DRAGON: LR W5SM Червоний (Red) 625 43 400 LA W5SM Жовтий-бурштиновий (Amber) 617 53 LY W5SM Жовтий (Yellow) 590 44 LT W5SM Зелений (True green) 528 63 350 LB W5SM Синій (Blue) 470 21 LD W5SM Синій насичений ( Deep Blue) 455 310 мВт ZW W5SG Білий (White) x / y 0,32 / 0,31 * 62 LW W5SM Білий (White) x / y 0,32 / 0,31 * 62 LUW W5SM Білий ультра (Ultra White) x / y 0,31 / 0,32 * 75 LCW W5SM Білий теплий (Warm White) x / y 0,42 / 0,40 * 45 Серія Platinum DRAGON: LR W5SN Червоний (Red) 625 71 700 LA W5SN Жовтий-бурштиновий (Amber) 617 91 LY W5SN Жовтий (Yellow) 590 69 LT W5SN Зелений (True green) 528 75 LB W5SN Синій (Blue) 470 37 LW W5SN Білий (White) x / y 0,33 / 0,33 * 113 LCW W5SN Білий теплий (Warm White) x / y 0,42 / 0,40 * 89 Серія Diamond DRAGON: LR W5AP Червоний (Red) 625 145 1400 LA W5AP Жовтий-бурштиновий (Amber) 617 180 LY W5AP Жовтий (Yellow) 590 130 LT W5AP Зелений (True green) 528 185 LB W5AP Синій (Blue) 470 75 LD W5AP Синій насичений (Deep Blue) 455 1250 мВт LW W5AP Білий (White) 5000К ... 5700К 225 LUW W5AP Білий (White) 5700К ... 6500К 260 LCW W5AP Білий теплий (Warm White) 2700К ... 4200К 160 Серія Golden DRAGON Plus: LUW W5AM Білий ультра (Ultra White) 6500К 110 350 LW W5AM Білий (White) 5700К 85 LCW W5AM Білий теплий (Warm White) 3000К 75 LA W5AM Жовтий-бурштиновий (Amber) 617 60 400 LR W5AM Червоний (Red) 625 53 LY W5AM жовтий (Yellow) 590 48 LB W5AM Синій (Blue) 470 27 350 LT W5AM Зелений (True green) 528 80 LD W5AM Синій насичений (Deep Blue) 455 419 мВт * Кольорові координати CIE 1931 (CIE = МКО = Міжнародна Комісія з висвітлення, 1931 рік)

Максимальний світловий потік в сімействі DRAGON забезпечує серія Diamond DRAGON (рекомендований робочий струм 1400 мА; максимальний струм може доходити до 2 А). Нова серія Golden DRAGON Plus забезпечує більш потужний світловий потік у порівнянні з серією попереднього покоління Golden Dragon при однакових робочих токах (див. Таблицю 6). Мініатюрний низькопрофільний корпус, герметизація кремній-органічної смолою для тривалого терміну експлуатації і низький тепловий опір забезпечують оптимальну ефективність світлодіодів сімейства DRAGON компанії OSRAM Opto Semiconductors. Поставляються в білому кольорі з колірною температурою від 2700 до 6500 ° К. Запатентована технологія ThinFilm / ThinGan забезпечує високу світлову віддачу і низьке пряме напруга. Тепловий опір знаходиться в межах від 8 до 15 К / Вт. Нанесений безпосередньо на кристалі люмінофор забезпечує чудовий білий колір.

OSTAR-Lighting - серія потужних білих світлодіодів OSRAM

Серія OSTAR-Lighting - це потужні твердотільні джерела білого світла з чотирьох або шести світлодіодів потужністю 10 або 15 Вт в одному корпусі, розміщених на підставі з низьким тепловим опором. Параметри світлодіодів цієї серії наведені в таблиці 7.

Таблиця 7. ультраяскравий потужні білі світлодіоди серії OSTAR-Lighting фірми OSRAM Opto Semiconductors

Наіме-
нование внеш-
ний
вид Колірна
темпе-ратура,
До Опис
і властивості Uпр.,
У віді-
мий
кут,
град. Струм,
(Тип.),
мА Світловий
потік
(Тип.)
(струм,
колірна
температура) Потуж-
ність
(Тип.),
Вт LE UW E3B Наіме- нование внеш- ний вид Колірна темпе-ратура, До Опис і властивості Uпр 5700 ... 6500
(Денне світло) 6 світлодіодів; лінза 130 ° 20,8 130 700 730 лм (700 мА, 6500К) 15 LE W E2A 4500 ... 7000
(Денне світло) 4 світлодіода без лінзи 14 120 280 лм (700 мА, 6000К) 10 LE W E2B 4 світлодіода, лінза 130 ° 14,0 130 410 лм (700 мА, 6000К) 10 LE W E3A 6 світлодіодів без лінзи 20, 8 120 430 лм (700 мА, 6000К) 15 LE W E3B 6 світлодіодів; лінза 130 ° 20,8 130 600 лм (700 мА, 6000К) 15 LE CW E2A 2800 ... 4200
(Білий теплий) 4 світлодіода без лінзи 14 120 210 лм (700 мА, 3000К) 10 LE CW E2B 4 світлодіода, лінза 130 ° 14 130 310 лм (700 мА, 3000К) 10 LE CW E3A 6 світлодіодів без лінзи 20,8 120 330 лм (700 мА, 3000К) 15 LE CW E3B 6 світлодіодів; лінза 130 ° 20,8 130 450 лм (700 мА, 3000К) 15

Об'єднання чотирьох або шести світлодіодів в один твердотільний джерело світла в серії OSTAR-Lighting зменшує розмір і вартість світлодіодних світильників. Особливості конструкції, наявність додаткових отворів в підставі для більш щільного прилягання до теплоотводу, низьке пряме напруга і знижене теплове опір дозволяють мінімізувати розмір радіатора і домогтися максимальної ефективності з меншим виділенням тепла. Різноманітність механічних, кольорових і оптичних варіантів забезпечує максимальну гнучкість при проектуванні на основі світлодіодів OSTAR-Lighting. Головне застосування світлодіодних збірок серії OSTAR-Lighting - проекційні системи високої яскравості і, звичайно, всі традиційні сфери застосування потужних світлодіодів, які вже розглядалися в цій статті для інших серій і сімейств потужних світлодіодів. Сайт OSRAM Opto Semiconductors: www.osram-os.com/osram_os/EN/ .

Біни і колірна температура для білих світлодіодів

Для кожного білого світлодіода в документації вказується колірна температура (вимірюється в градусах Кельвіна), що характеризує відтінок білого кольору (холодний, нейтральний або теплий). Однак такий грубої градації відтінків білого світіння в деяких випадках буває недостатньо, тому для більш точного визначення колірних характеристик застосовують поняття «бін». Бін задає колірну температуру випромінювання білого світлодіода в досить вузькому спектральному діапазоні. Це пояснюється за допомогою малюнків 1 і 2. На малюнку 1 показана діаграма колірного простору МКО 1931 (міжнародна комісія з освітлення; стандарт прийнятий в 1931 році). Зовнішня лінія на малюнку 1 обмежує колірний простір, сприймається середньостатистичним спостерігачем. Довжини хвиль спектральних (монохроматичних) квітів вказані в нм. Колірна температура білого світлодіодного випромінювання визначається порівнянням з так званим «абсолютно чорним тілом» і відображається лінією «чорного тіла». При зростанні температури кольору чорного тіла зростає синя (холодна) складова спектра при зменшенні частки червоної. При зменшенні температури кольору переважає червона (тепла) складова випромінюваного спектра. Це добре видно на малюнку 1.

Мал. 1. Діаграма колірного простору МКО 1931 (CIE 1931)

На малюнку 2 приведені біни (коди відтінків білого кольору) на прикладі кодування фірмою Lumileds. Виробник звертає увагу але те, що око людини не знаходить відмінностей у відтінках білого двох світлодіодів з сусідніми бінамі (відміну можна зареєструвати тільки за допомогою приладів).

Мал. 2. Приклад кодування бінов компанією Lumileds для деяких серій білих світлодіодів

Однак для отримання рівномірного освітлення при великій кількості близько розташованих світлодіодів бажано розміщувати джерела світла з однаковими бін-кодами, тоді відхилення відтінків білого кольору будуть непомітні. Виробники використовують різні системи кодування колірних відтінків для білих світлодіодів, тому в кожній серії світлодіодів білого світіння необхідно вивчати документацію конкретного виробника для кожного відповідного світлодіода.

На малюнку 3 показано відповідність усереднених колірних температур деяких джерел світла і характерний колір випромінювання кожним світильником.

Мал. 3. Кольорові температури деяких джерел світла

Психологи вважають, що холодний колір краще стимулює розумову діяльність, а тепле освітлення більш переважно для відпочинку. У правій частині малюнка 3 показаний діапазон колірних температур білих світлодіодів. Подальше розширення цього колірного інтервалу призведе до використання кольорових світлодіодів (жовтих, синіх та їх відтінків).

Підіб'ємо деякі підсумки.

Основні переваги потужних світлодіодів в порівнянні з традиційними джерелами світла:

великий термін експлуатації (в десятки і навіть сотні разів більший, ніж у випадку звичайних джерел світла) - це дозволяє набагато рідше робити заміну поламаних світильників, що особливо важливо для важкодоступних місць;
ефективність і висока віддача; при аналогічній яскравості світлодіодні світильники споживають в 3 ... 5 разів менше енергії, ніж галогенні лампи або лампи розжарювання;
зручність монтажу і компактність; поверхневий монтаж і малі розміри світлодіодів дозволяють дизайнерам вибрати більш цікаве і оптимальне рішення для створення системи освітлення;
широкий вибір відтінків білого кольору; кольорові і повнокольорові світлодіоди дозволяють реалізувати найрізноманітніші ідеї розробників засобів освітлення або декоративного підсвічування, домагатися динамічного зміни кольору і яскравості;
низький нагрів світлодіодних світильників дозволяє встановлювати їх в тих місцях, де застосування ламп розжарювання неприпустимо через їх високого нагріву.

За прогнозами фахівців, впровадження нових технологій світлодіодного освітлення поступово практично повністю замінить традиційні світильники у всьому світі, як свого часу напівпровідники витіснили електронні лампи. Схоже, що чекати залишилося недовго.

Отримання технічної інформації, замовлення зразків, поставка -
e-mail: [email protected]

Про компанію LUMILEDS HOLDING BV

...Читати далі