|
|
Светодиоды
CREE XHP – 1500 люмен от одного кристалла
|
|
Новые мощные
светодиоды компании CREE серии XHP с рекордными показателями светимости
позволяют обойтись тремя (или даже одним – в пиковом режиме) светодиодами
в промышленном светильнике со световым потоком около 1000 лм. Предыдущим
рекорсдменам для этого требовалось четыре (серия XM-L, 2011 год) и девять
(серия XR-E, 2008 год) светодиодов, соответственно.
|
 |
|
Многочисленные преимущества
светодиодных светильников по сравнению со светильниками на основе традиционных
ламп накаливания, осознаны потребителями и востребованы рынком. При
этом светодиодные светильники все еще проигрывают в цене устаревшим
технологиям освещения, и проблема оптимизации себестоимости решений
актуальна практически для всех игроков рынка.
Наиболее очевидный путь снижения стоимости – поиск более дешевых аналогов
для каждого компонента – часто приводит производителей к снижению качества
продукта в целом. При этом, как показано в публикациях [1] и [2], даже
“бесплатные” светодиоды 0,5 Вт и 0,2 Вт в стандартных корпусах 5630
и 3535 не решают задачу радикального снижения стоимости светильников
для таких применений как уличное и промышленное освещение.
Альтернативным подходом к решению задачи по снижению стоимости и улучшению
потребительских качеств светильников, который предлагает компания CREE,
является применение светодиодов сверхвысокой мощности, которые позволяют
изменить конструкцию светильников и существенно уменьшить не только
количество светодиодов, но и размеры, и стоимость других компонентов
(радиатор, вторичная оптика, печатная плата).
|
|
|
|
В рамках этой концепции
компания CREE вводит в ассортимент продукты новой технологической платформы
SC5 [3] – серии XHP35, XHP50 и
XHP70
Обозначения новых светодиодов отличаются от традиционного для компании
подхода, используемого в семействах предыдущих поколений (XP-G2,XM-L2
и так далее). Аббревиатура XHP (Extreme High Power) подчеркивает
принадлежность этой платформы к принципиально новому классу светодиодов,
который отличается рекордными для индустрии показателями мощности, светимости
(OCF – Optical Control Factor, [5]) и надежности при работе при высоких
температурах и мощностях. Цифровой код после названия семейства в наименовании
новых светодиодов обозначает размер корпуса (
– 3,45×3,45 мм, – 5,0×5,0 мм,– 7,0×7,0 мм). Таким образом, новые светодиоды фактически используют
размеры существующих популярных серий XP-G2/XT-E/XP-L (XHP35), XM-L2
(XHP50) и MK-R (XHP70), обеспечивая более чем двукратное увеличение
светового потока по сравнению с предшественниками при совместимости
с существующим ассортиментом стандартных печатных плат и оптики. На
рисунке 2 показан модельный ряд семейства XHP, его совместимость с продуктами
предыдущих поколений и примерный диапазон светового потока для одного
светодиода.
Рис. 2. Модельный
ряд семейства XHP, его совместимость с продуктами предыдущих поколений
и примерный диапазон светового потока для одного светодиода
|
|
На рисунке
3 показаны параметры светодиодов XHP35.
Важно отметить, что
у XHP35 есть два варианта конструкции, являющиеся, фактически, разными
сериями:
XHP35 HD (High Density) – стандартное исполнение с куполообразной линзой,
оптимизирован для получения максимального светового потока;
XHP35 HI (High Intensity) – версия без стандартной куполообразной линзы,
обеспечивающая лучшую силу света при работе со вторичной оптикой в применениях,
требующих узкой однонаправленной КСС.
Рис. 3. Основные параметры
светодиодов и доступные для заказа комбинации ССТ/CRI серии
XHP35
Серия XHP35 HD унаследовала
размеры и форму линзы у предыдущего рекордсмена в форм-факторе XP/”3535”
– серии XP-L. При этом XHP35 имеет ряд уникальных свойств, позволяющих
отнести эту серию к классу XHP, а именно:
уровень достижимого светового потока со светодиода превышает 1000 лм;
светодиод использует инновационную архитектуру монолитного кристалла
с четырьмя активными областями, который имеет типовое падение напряжения
11…12 В, что позволяет использовать большой ассортимент драйверов со
стандартными токами на 350…1050 мА;
впервые в дискретном светодиоде такого размера применена технология
Easy White, обеспечивающая отличную повторяемость света до трех шагов
Мак-Адама, а также опции высокого CRI 90 во всем диапазоне КЦТ.
На рисунке 4 показано сравнение оптических параметров светодиодов XHP35
версий HD и HI и светодиодов предыдущего поколения – XP-G2, XP-L.
Рис. 4. Сравнение
оптических параметров светодиодов XHP35 версий HD и HI и светодиодов
предыдущего поколения – XP-G2, XP-L: а) XLamp XP-G2; б) XLamp XP-L High
Density; в) XLamp XP-L High Intensity; г) XLamp XHP35 High Density;
д) XLamp XHP35 High Intensity
Видно, что светодиод
XHP35 определяет принципиально новый уровень светового потока для светодиодов
в корпусе 3535 (до 1528 лм), при этом важным преимуществом по сравнению
с многокристальными решениями является то, что источник света у этого
светодиода компактный и монолитный. Отсутствие зазоров между кристаллами
делает этот светодиод более привлекательным для прецизионных оптических
задач, по сравнению со старшими четырехкристальными моделями платформы
XHP50 и
XHP70, которые в некоторых применениях приводят к появлению
искажений/артефактов КСС.
Как было отмечено выше, светодиод XHP35 – это не только самый производительный
светодиод формата 3535, но и первый в индустрии однокристальный светодиод,
в котором применена технология EasyWhite, обычно доступная только для
многокристальных светодиодов, например, светодиодных матриц. Технология
EasyWhite позволяет получать качественный продукт с отличной повторяемостью
цвета, используя при заказе светодиодов только нужную цветовую температуру
и допустимый разброс цветовых координат (пять или три шага Мак-Адама).
При этом производитель гарантирует повторяемость цвета в соответствии
с заданными условиями в любой поставке как внутри одной упаковки, так
и между светодиодами из различных партий, вне зависимости от даты заказа.
В качестве примера на рисунке 5 показаны доступные на момент написания
статьи опции заказа светодиодов
XHP35.
Рис. 5. Опции заказа
светодиодов
XHP35
|
|
Старшие
модели платформы XHP: XHP50 и XHP70.
На рисунке 6 приведены основные параметры
этих серий светодиодов.
Рис. 6. Основные параметры
светодиодов и доступные для заказа комбинации ССТ/CRI серий XHP50 и
XHP70
|
|
XHP50
– это четырехкристальный светодиод, способный развивать световой поток
до 2250 лм при потреблении 19 Вт, при этом корпус его совместим с сериями
MHB-A и XM-L2 (размер посадочного места – 5х5 мм).
XHP70 используют те же, что и XHP50, технологию кристаллов, материал
подложки, линзы и конструкцию (массив из четырех кристаллов под одной
линзой), и отличаются пропорционально большим размером и производительностью.
С точки зрения совместимости по посадочному месту XHP70 наследует форм-фактор
светодиодов серии MK-R, при этом уровень светового потока у новой серии
превышает возможности предшественника более чем в два раза.
На рисунке 7 показаны возможные достижимые значения светового потока
и эффективности светодиодов XHP50 и XHP70 по сравнению со светодиодами
предыдущих поколений и типовыми матрицами COB аналогичной мощности.
|
|
Рис. 7. Возможные достижимые
значения светового потока и эффективности светодиодов XHP50 и
XHP70
|
|
Важной особенностью
корпусов XHP50 и XHP70 является наличие четырех
выводов, образующих две независимые внутренние цепочки из двух последовательно
подключенных кристаллов. Как показано на рисунке 8, это позволяет в
зависимости от топологии печатной платы использовать последовательное
или параллельное подключение этих цепочек, обеспечивая типовое падение
напряжение на уровне 6 или 12 В. Такая опция позволяет разработчикам
более гибко проектировать системы питания и рассматривать широкий ассортимент
драйверов, а также использовать одну унифицированную топологию печатных
плат для разных напряжений.
Рис. 8. Подложка и
рекомендуемая топология посадочного места на печатной плате для светодиодов
XHP50 и XHP70
|
|
Поставляемые компоненты
|
