Producenci diod mocy LED przy opracowywaniu nowych technologii wiele uwagi poświęcają zagadnieniom takim jak uzyskanie wysokich wartości strumienia świetlnego z jednostki mocy, który dla obecnie produkowanych diod LED barwy białej osiąga wartości do 186lm/W, oferowanie białych diod, które umożliwiają pokrycie widmowe pełnego zakresu definiowanego przez CCT (Correlated Color Temperature).
Ważne jest też utrzymanie stabilnej barwy w trakcje długiego procesu eksploatacji diody, podnoszenie wartości prądu zasilania diod (typowo 0,35–1A) oraz zapewnienie długiego czas życia wyrobu (typowo >50000h przy spadku strumienia świetlnego do 70%). Dodatkowymi zaletami przemawiającymi za użyciem diod mocy LED w szeregu aplikacjach techniki oświetleniowej są kierunkowość, zapewniająca efektywniejsze wykorzystanie strumienia światła, duża odporność mechaniczna i natychmiastowy start.
Tabela 1. Oferta fi rmy Cree diod z serii Power LED
Liczą się także łatwość sterowania i ściemniania, praca w szerokim zakresie temperatur i przyjazność dla środowiska naturalnego. Obecnie diody mocy LED znajdują zastosowania w instalacjach o-świetlenia architektonicznego, przemyśle motoryzacyjnym oraz do realizacji przenośnych źródeł światła. W ostatnim czasie pojawiają się pierwsze kompleksowe instalacje oświetlenia ulicznego oraz parkingów.
Przewiduje się, że w wyniku dalszego podnoszenia efektywności diod mocy LED, znajdą one zastosowanie w oświetleniu powierzchni mieszkalnych oraz dużych powierzchni użytkowych. Wśród producentów diod mocy LED na uwagę zasługuje firma Cree (www.cree.com) produkująca diody mocy LED w technologii azotków galu i indu InGaN, bazując na podłożach z węglika krzemu SiC. W technologii tej uzyskano wysoki strumień świetlny z jednostki mocy oraz dobre parametry termiczne.
W ofercie Cree można znaleźć diody XLamp barwy białej XR-E (700mA-1A), XR-C (0,5A) oraz chromatyczne XR-E (700mA), XR (350–700mA), 4550 (125mA). Pełna oferta diod firmy Cree z podaniem ich podstawowych parametrów przedstawiona została w tabeli 1. Diody XLamp oferowane są w obudowach do montażu SMD o rozmiarach podłoża 4,5×5mm (dla 4550) oraz 7× 9mm (XR, XR-E, XR-C).
Charakteryzują się niską rezystancją termiczną 8–12°C/W, ponadto podstawa diody montowana na radiatorze jest izolowana elektrycznie od zacisków zasilania, co jest bardzo wygodne w wielu zastosowaniach. Diody XLamp charakteryzują się odpornością ESD na poziomie 2kV. Postęp w zakresie technologii diod mocy LED jest tak szybki, że co kilka miesięcy wprowadzane są nowe biny mające poprawiony wskaźnik efektywności świetlnej (lm/W) od kilku do kilkunastu procent.
Tabela 2. Dostępne modele diod z serii MC-E
Czterostrukturowa dioda MC-E, z serii XLamp, zachowuje ten sam wymiar zewnętrzny obudowy 7mm×9mm, jak dotychczas istniejące diody z rodziny XR-E, XR-C, zapewniając jednocześnie cztery razy większą ilość światła. Taka kombinacja umożliwia zastosowanie tego typu komponentów do budowy żarówek LED-owych i uzyskanie podobnego strumienia świetlnego jak przy tradycyjnych wersjach z żarnikiem, przy kilkukrotnie niższym poborze mocy do 9,8W.
Obecnie, z tego typu diod możemy uzyskać nawet 900lm dla barwy białej zimnej o temperaturze barwowej około 6000K. Diody MC-E już cieszą się ogromnym powodzeniem w wielu aplikacjach, ponieważ klienci mogą w bardzo elastyczny sposób projektować swoje urządzenie, uzyskując znacznie więcej światła, przy niższych kosztach i mniejszej powierzchni potrzebnej na położenie diody.
Rodzina diod XP-G, XP-E, XP-C
Podstawową ich cechą jest bardzo mała powierzchnia obudowy o wymiarach zaledwie 3,45×3,45mm. Pomimo zmniejszonych wymiarów możemy uzyskać tyle samo światła lub nawet powyżej 114lm/W, jak ze starszych odpowiedników z serii XR-E i XR-C. W porównaniu do XR-E, XR-C został także rozszerzony kąt rozchodzenia się światła, który w tym przypadku wynosi 110°.
Tabela 3. Dostępne modele diod z serii XP-E i XP-G (na dole)
Dostępne barwy białego światła to: zimna (5000K–10000K), neutralna (5000K– 3700K) oraz ciepła (2600K–3700K). Nowością firmy Cree i absolutnym hitem roku 2009 są diody wykonane w najnowszej technologii z serii XP-G. Ich wymiary są zgodne z jej poprzednikami XP-E i XP-C, natomiast szerszy kąt – 125° i skuteczność świetlna aż 156lm @ 350mA/3V.
Jest to wynik, który deklasuje każdą inną konkurencyjną diodę. Niewiarygodna wydajność, niska rezystancja termiczna 6°C/W, prąd do 1000mA to parametry dające niewiarygodny strumień świetlny 390lm! Można z przekonaniem stwierdzić, że jest to najbardziej wydajne źródło światła, jakie istnieje, a zapewne to jeszcze nie koniec.
Temperatura barwowa diod XP-G na chwilę obecną to zakres 5000–8300K, na początku 2010 roku zostanie wprowadzona barwa neutralna i prawdopodobnie ciepła. Co więcej, 1.12.2009 r. firma podała, że osiąga już 186 lumenów z jednego wata, co jest jednoznacznym dowodem, że firma ciągle udoskonala technologię i śrubuje sprawności swoich struktur.
Tabela 4. Parametry diody MX6
MX6 to z kolei najnowsze dokonanie amerykańskiego producenta, jest to typowa dioda, głównie do zastosowania wewnątrz pomieszczeń, charakteryzująca się wysoką sprawnością do 122lm przy prądzie zaledwie 300mA. Obudowa diody jest w kształcie kwadratu o wymiarach 5×5mm, ma niską rezystancję termiczną 3°C/W i występuje w zakresie temperatury barwowej 2800–8300K.
Jej dodatkową zaletą jest niska cena. Diody łączą w sobie takie cechy jak niezawodność, wydajność, zachowując bardzo dobre parametry cenowe, pozwalające konkurować nawet z najtańszymi (przy tym dwukrotnie słabszymi, jeśli chodzi o wydajność i czas życia) diodami produkowanymi w Chinach.
Soczewki
Odpowiednią charakterystykę rozproszenia światła emitowanego przez diody LED uzyskuje się poprzez dobranie stosownej soczewki rozpraszającej. Fińska firma Ledil (www.ledil.com) oferuje grupę soczewek specjalnie opracowanych dla diod Cree:
- Rocket – przekrój okrągły 26mm, do pojedynczych diod,
- Rocket 3 – przekrój okrągły 50mm, do modułów zawierających trzy diody,
- CRS – o przekroju kwadratowym 21,5×21,6 mm,
- Boom – reflektory dla diod MC-E,
- CMC – dla diod MC-E,
- CXP – dla diod XP-C, XP-E,
- LXP – dla diod XP-C, XP-E.
Soczewki te charakteryzują się wysoką odpornością na promieniowanie UV, wysoką dopuszczalną temperaturą pracy (105–130°C), sprawnością optyczną do 90% oraz dobrą dystrybucją barw.
Gamma
www.gamma.pl
