Achieving Luminous Efficacy Of >90 lm/W itin - mažas Φ60 mm tūris

Pasiekti šviesos efektyvumą>90 lm/W ultra - mažame Φ60 mm tūryje

Apšvietimo technologijų srityje pasiekti aukštą šviesos efektyvumą esant kompaktiškam garsui yra sudėtingas, tačiau labai svarbus siekis. Didelio - efektyvumo apšvietimo mažose - dydžio programose, pvz., nešiojamuose įrenginiuose, specializuotuose prožektoriuose ir tam tikruose architektūriniuose apšvietimo įtaisuose, paklausa paskatino tyrėjus ir inžinierius ieškoti naujoviškų sprendimų. Čia aptariame strategijas, kaip pasiekti didesnį nei 90 lm/W šviesos efektyvumą itin - mažame Φ60 mm tūryje.

1. Didelio - efektyvumo LED lustų pasirinkimas

Bet kurios didelio - efektyvumo apšvietimo sistemos esmė yra šviesos - šviesos diodo (LED) lustas. Pažangūs LED lustai su aukštuvidinis kvantinis efektyvumas (IQE)yra būtini. Pavyzdžiui, kai kurios - - art blue - šviesos diodų lustų, kurie dažnai naudojami kaip baltos šviesos generavimo konvertuojant fosforą pagrindas, būsenos -, IQE gali artėti prie 100 %. Šie lustai sukurti naudojant optimizuotas puslaidininkines medžiagas ir epitaksinio augimo metodus, kad būtų sumažinta ne - spinduliuotės rekombinacija, užtikrinant, kad didelė dalis įšvirkštų nešiklių rekombinuotųsi ir gamintų fotonus.

Renkantis LED lustus Φ60 mm tūriui, pirmenybė teikiama lustams, turintiems didelės galios - apdorojimo galimybes ploto vienete. Maži - dydžio lustai, kurie gali efektyviai išsklaidyti šilumą, kai veikia esant dideliam srovės tankiui, gali suteikti daugiau šviesos. Pavyzdžiui, kai kurie mikro - mastelio dizaino lustai, kurie sumažina vežėjų nukeliautą atstumą ir taip padidina efektyvumą, gali būti puikūs kandidatai. Be to, lustai su aukštos kokybės - kristalų struktūromis ir tiksliais dopingo profiliais prisideda prie geresnės elektronų - skylės rekombinacijos, todėl padidėja šviesos efektyvumas.

2. Šilumos išsklaidymo dizaino optimizavimas

Šilumos valdymas yra labai svarbus veiksnys siekiant išlaikyti aukštą šviesos efektyvumą, ypač ribotoje Φ60 mm erdvėje. Šviesos diodai veikimo metu generuoja šilumą, o jei ši šiluma nėra efektyviai išsklaidoma, lusto temperatūra pakils, o tai sukels reiškinį, vadinamą „efektyvumo kritimu“, kai šviesos efektyvumas žymiai sumažėja.

Siekiant išspręsti šią problemą, naudojamos pažangios šilumnešio - medžiagos, pasižyminčios dideliu šilumos laidumu. Dažniausiai naudojamos tokios medžiagos kaip varis ir aliuminis, tačiau naujoviškesnės galimybės, pvz., grafito - pagrindu pagaminti kompozitai arba deimantais - patobulintos medžiagos, gali pasiūlyti dar geresnes šilumos - perdavimo savybes. Šilumnešio konstrukcija - taip pat turėtų maksimaliai padidinti šilumos išsklaidymo paviršiaus plotą. Fin - tipo šilumnešiai - su daugybe plonų, glaudžiai - išdėstytų briaunų gali padidinti sąlyčio plotą su aplinkiniu oru, o tai palengvina efektyvesnį šilumos perdavimą.

Be to, naudojamos mažos šiluminės varžos šiluminės sąsajos medžiagos, užtikrinančios gerą šilumos perdavimą tarp LED lusto ir šilumnešio -. Šios medžiagos, pvz., aukštos - kokybės terminiai tepalai arba fazės - keitimo medžiagos, padeda užpildyti bet kokius mikroskopinius tarpus tarp lusto ir šilumnešio -, taip sumažindamos šiluminę varžą sąsajoje.

3. Optimalios optinės sistemos projektavimas

Optinė sistema atlieka gyvybiškai svarbų vaidmenį ištraukiant ir nukreipiant LED lusto skleidžiamą šviesą, kad būtų pasiektas didelis šviesos efektyvumas. Φ60 mm tūriui reikalingi kruopščiai suprojektuoti optiniai komponentai

Pirma, fosforo pasirinkimas yra labai svarbus baltą - šviesą - generuojantiems šviesos diodams. Pirmenybė teikiama fosforams, turintiems didelį konversijos efektyvumą, plačias sugerties juostas ir siaurus emisijos spektrus. Pavyzdžiui, kai kurie nauji retųjų - žemių - legiruoti fosforai gali labai efektyviai paversti mėlyną šviesą iš LED lusto į kitas spalvas, taip prisidedant prie labiau subalansuoto baltos - šviesos spektro. Taip pat reikia optimizuoti fosforo dangos storį ir vienodumą. Gerai - valdomas fosforo sluoksnis gali užtikrinti, kad šviesa būtų konvertuojama ir maišoma tolygiai, nesukeliant pernelyg didelės savaiminės - absorbcijos ar šviesos sklaidos, dėl kurių gali sumažėti bendras šviesos efektyvumas.

Antra, optiniai lęšiai arba atšvaitai yra skirti efektyviai kolimuoti ir nukreipti šviesą. Šviesos pluoštui formuoti gali būti naudojami tikslūs - formos lęšiai, pagaminti iš aukštos kokybės - optinio plastiko arba stiklo. Atšvaitai su didelio - atspindžio dangomis, pvz., aliuminiu su labai poliruotu paviršiumi arba specialiomis dielektrinėmis dangomis, gali nukreipti šviesą, kuri kitu atveju būtų prarasta, padidindami bendrą šviesos srautą norima kryptimi.

4. Išplėstinė tvarkyklės elektronika

Vairuotojo elektronika, maitinanti LED, taip pat turi įtakos šviesos efektyvumui. Didelio efektyvumo - LED tvarkyklės su mažais energijos nuostoliais yra būtinos. Perjungiamojo - režimo maitinimo šaltiniai, tokie kaip buck, boost arba buck - boost konverteriai, gali būti suprojektuoti taip, kad veiktų dideliu efektyvumu, paprastai viršijančiu 90 %. Šios tvarkyklės tiksliai reguliuoja srovę, tekančią per LED, užtikrindamos stabilų veikimą

Be to, vairuotojas gali būti suprojektuotas veikti optimaliu dažniu, kad būtų sumažinti perjungimo nuostoliai. Taip pat yra keletas pažangių tvarkykliųgalios - koeficiento - korekcijos (PFC) grandinės. PFC grandinės pagerina apšvietimo sistemos galios koeficientą, sumažindamos reaktyviąją galią ir užtikrindamos efektyvesnį elektros energijos panaudojimą. Sumažinus vairuotojo elektronikos galios nuostolius, daugiau elektros galios gali būti paversta naudingos šviesos išvestimi, taip prisidedant prie didelio Φ60 mm tūrio šviesos efektyvumo.

In conclusion, achieving a luminous efficacy of >90 lm/W itin - mažame Φ60 mm tūryje reikalauja visapusiško požiūrio, apimančio aukštos - kokybės LED lustų pasirinkimą, efektyvų šilumos išsklaidymą, optimizuotą optinį dizainą ir pažangią tvarkyklės elektroniką. Integruojant šias strategijas, galima sukurti itin efektyvias ir kompaktiškas apšvietimo sistemas, atitinkančias įvairių pramonės šakų poreikius.