19 paź 2011 / Cree /

Temperatura powietrza jako czynnik wpływający na zachowanie strumienia świetlnego

Cree przedstawił dane, które wykazały znaczenie temperatury powietrza, temperatury złącza i prądu zasilania w utrzymaniu strumienia światła diod LED. Producent diod LED - Cree opublikował niedawno raport omawiający problem długoterminowego utrzymania strumienia światła przez diody, w szczególnym odniesieniu do białych diod typu XR-E. Spółka zgromadziła milion godzin długoterminowych danych w różnych konfiguracjach testowych, z których część zgodna jest z niedawno wprowadzonym standardem LM-80. Jednym z kluczowych wyników jest wyraźny związek między deprecjacją strumienia świetlnego i temperaturą powietrza wokół lampy. Wyższa temperatura powietrza ma niewątpliwy wpływ na szybsze tempo deprecjacji światła, innymi słowy, na niższą żywotność L70. Cree określa prace nad badaniem i opisem utrzymania strumienia świetlnego LED jako "rozwijającą się nauką opartą na wynikach wieloletnich badań i prac przemysłu półprzewodnikowego”.

CREE przeprowadziła szczegółową charakterystykę Lamp XR-E i opracowała dokładny model przewidujący długoterminowe zachowanie się strumienia świetlnego.

Kluczowymi elementami są:

■  temperatura złącza diody LED (TJ) obliczana na podstawie temperatury punktu lutowania (TSP).

■  prąd przewodzenia (IF)

■  temperatura powietrza wokół lampy (Tair)

Z tych danych można z dużą dokładnością przewidzieć żywotność L70 dla diody LED.

Temat utrzymania strumienia światła cieszy się niesłabnącym zainteresowaniem od 2001, kiedy to Lumileds po raz pierwszy przedstawił diody LED dużej mocy. Po kilku latach prac na ten temat, skupiając się na wpływie temperatury złącza „The Lighting Research Center i ASSIST” opublikowały w 2005 rekomendacje dotyczące procedur mierzenia żywotności diod LED dużej mocy. Procedura ta została skorygowana w kolejnych latach i stała się podstawą dla opublikowanych w 2008 roku standardów IESNA LM-80-2008. Tymczasem Lumileds publikując w 2007 roku swój raport położył nacisk na znaczenie zarówno prądu zasilania jak i TJ. Firma zaproponowała nowy sposób prezentacji danych, które mają pomóc projektantom zrozumieć i ocenić wpływ temperatury i prądu zasilania na zachowanie strumienia światła oraz awaryjność diod LED. Najnowszy raport Cree uzupełnia zasób wiedzy o utrzymaniu strumienia światła i prezentuje ogromną ilość danych, które ilustrują wpływ Tair. Cree zapewnia ponadto, że Tair została uwzględniona także w ostatecznej wersji LM-80. Metoda LM-80 wymaga, aby Tair w komorze testowej podczas badań nie różniła się o więcej niż 5C od temperatury obudowy lampy TSp. Test Cree polega na zamontowaniu zestawu 30 diod LED na podłożu MCPCB, które z kolei przymocowane jest do radiatora (układu chłodzącego). Tsp każdej diody jest aktywnie monitorowane i kontrolowane przez ciągłą regulację temperatury radiatorów. Również Tair w komorze jeste monitorowana i kontrolowana poprzez regulację temperatury powietrza przepływającego przez komorę. Oba systemy kontroli temperatury są od siebie niezależne.

Dlaczego więc temperatura powietrza ma wpływ na żywotność?

Cree ustalił, że hermetyczna obudowa na bazie silikonu, używana przez wielu producentów LED ulega degradacji pod wpływem wysokiej temperatury. Podczas degradacji soczewka czipa transmituje mniej światła. Im wyższa temperatura powietrza, tym większej ulegają degradacji. To zjawisko dotyczy w większym lub mniejszym stopniu, wszystkich silikonowych soczewek, mających dobry indeks refrakcji dla sprawnej emisji światła. Degradacja jest spowodowana uwolnieniem wolnych związków z silikonu. W pewnym momencie proces ten ulega spowolnieniu i zatrzymaniu wtedy zachowanie strumienia jest zdominowane przez degradację chipa, co jest wolniejszym procesem. Cree udało się zaobserwować, że w przypadku białych diod typu XR-E zmiana ta następuje po 5000 godzin. Tak więc zachowanie się strumienia światła jest inne w porównaniu do kolejnego okresu czasu. Różne diody LEDs i różne produkty od innych producentów będą wykazywać nieco inne zachowanie. Najbardziej pasujący algorytm był rozwijany w celu opracowania dokładnego modelu zachowania utrzymania strumienia światła XR-E w oparciu o parametry krytyczne Tair, TJ, TSP i IF. Zostało to wykorzystane do tworzenia wykresów, takich jak na rys.1. Dane te pomogą konstruktorom zrozumieć wpływ, na przykład budowy oprawy, w którym diody doświadczenie podwyższonej temperatury otoczenia.

Mark McClear, dyrektor ds. rozwoju biznesu Cree porównał temperaturę powietrza do angielskiej przysłowiowej "trzeciej nogi od stołka" – złotego środka, który zapewnia mu stabilność a w procesie zachowania się światła ma na niego decydujący wpływ wraz z temperaturą złącza i prądem przewodzenia. Podobnie dla klientów, oczekujących dobrych produktów, utrzymanie światła będzie tą "trzecią noga od stołka", która wraz z wydajnością energii oraz oszczędnościami kosztów będzie stanowiła argument przemawiający za zakupem oświetlenia LED.

Góra
Komentarze
Brak komentarzy, podziel się swoją opinią jako pierwszy....
Katalog Firm
Realizacje firm

Kalendarium