Caratteristiche funzionali e sviluppo del mercato dei LED utilizzati nell'illuminazione scenica

Caratteristiche funzionali e sviluppo del mercato dei LED utilizzati nell'illuminazione scenica 1. I LED sono la più recente alternativa alle sorgenti luminose tradizionali. I loro vantaggi includono lunga durata, dimensioni compatte, resistenza alle vibrazioni, funzionamento a bassa tensione (LVDC), costi di manutenzione minimi e impatto ambientale minimo. I LED non sono interessati dai problemi di smaltimento del mercurio che affliggono i tubi fluorescenti.

Tuttavia, i produttori hanno lavorato duramente per migliorare ulteriormente l'efficienza energetica dei chip LED. Qui iniziamo con la comprensione dei LED. Comprendere i LED confronta i LED con le sorgenti luminose tradizionali, spiega la rilevanza e l'importanza dei parametri LED e mette in evidenza i nuovi prodotti che guidano il design e la funzionalità dei LED. 1, Classificazione dei LED Utilizziamo i prodotti ufficiali Philips lumileds per spiegare, vedere l'immagine sottostante, dal punto di alimentazione, può essere ad alta potenza, media e piccola potenza, alta tensione, COB, moduli, ecc. In termini di colore: lunghezza d'onda infrarossa: maggiore di 800 nm, lunghezza d'onda rossa: 620~630 nm; lunghezza d'onda arancione: 600~620 nm; lunghezza d'onda gialla: 585-600 nm; lunghezza d'onda verde: 555~585 nm; lunghezza d'onda blu: 440-480 nm; lunghezza d'onda viola: 350-440 nm; lunghezza d'onda rosa: 360-380 nm; ultravioletti: inferiore a 350 nm (UV).

Ora tutti realizzano moduli LED tri-primari (luci piatte a LED) a bassa e media potenza, utilizzati principalmente per illuminare l'ambiente e le luci stroboscopiche a LED. L'alta potenza viene utilizzata principalmente per realizzare luci par a LED (LEDPAR), luci a effetto a LED, fari mobili a LED e COB. Vengono prodotte principalmente luci COBPAR, luci per il pubblico a due, quattro e otto occhi. I moduli ad alta potenza vengono utilizzati principalmente per realizzare fari a testa mobile a LED beam, luci a testa mobile a LED pattern, luci a testa mobile a LED tre in uno e luci a testa mobile a LED cutting. Attualmente, alcune luci a testa mobile a LED sono disponibili con pattern da 30 W, pattern da 60 W, beam da 80 W, pattern da 120 W, pattern da 150 W, tre in uno da 350 W, cutting da 400 W, cutting da 500 W, cutting da 600 W, ecc. 2. Per realizzare prodotti LED, è necessario conoscere il diagramma di cromaticità. Il diagramma di cromaticità è una vista in pianta di varie cromaticità rappresentate da punti in posizioni diverse.

Fu formulato dalla Commissione Internazionale per l'Illuminazione (CIE) nel 1931, per questo è chiamato diagramma di cromaticità CIE. Alcuni lo chiamano diagramma spettrale e diagramma di cromaticità. Nella figura, la coordinata x è il rapporto del colore primario rosso, la coordinata y è il rapporto del colore primario verde e la coordinata z che rappresenta il colore primario blu può essere ricavata da x+y+z=1. Ogni punto sull'arco in figura rappresenta un colore spettrale puro e questo arco è chiamato luogo spettrale.

La linea retta da 400 nm (violetto) a 700 nm (rosso) è la serie di colori viola-rosso (colori non spettrali) non presenti nello spettro. Il punto centrale C rappresenta il bianco, che è equivalente al colore della luce solare a mezzogiorno, e le sue coordinate cromatiche sono x=0,3101, y=0,3162. Se si aggiunge una piccola S al diagramma di cromaticità, si possono ottenere immediatamente la tonalità e la saturazione del colore rappresentato dal punto S.

Collegando CS, la sua linea estesa interseca il luogo spettrale nel punto O, la lunghezza d'onda nel punto O è la lunghezza d'onda dominante del colore S, che determina la tonalità del colore S. Il rapporto CS/CO delle distanze da C ai punti S e O è la saturazione del colore. Se si traccia una linea retta da un punto qualsiasi del luogo spettrale attraverso il punto C fino a un altro punto del luogo spettrale opposto, i colori a entrambe le estremità della linea retta sono colori complementari.

Traccia una linea retta da un punto qualsiasi P sulla retta che rappresenta la serie dei colori non spettrali, passando per il punto C, e interseca il luogo spettrale nel punto Q. Il colore nel punto Q è il colore complementare del colore non spettrale nel punto P. Il colore non spettrale si esprime aggiungendo una c dopo la lunghezza d'onda del suo colore complementare, ad esempio, 528c rappresenta il colore complementare del verde con una lunghezza d'onda di 528 nanometri, ovvero il viola. Quando si mescolano due colori qualsiasi, il punto del colore mescolato deve trovarsi sulla linea di collegamento dei primi due punti del colore.

Dal diagramma di cromaticità si può osservare che i tre colori primari, rosso, verde e blu, possono essere sintetizzati in qualsiasi colore. Il diagramma di cromaticità CIE ha un grande valore pratico. Qualsiasi colore, sia esso quello della sorgente luminosa o quello della superficie, può essere calibrato nel diagramma di cromaticità, il che rende la descrizione del colore semplice e accurata, e il percorso di sintesi di ogni colore luminoso è chiaro a colpo d'occhio. Per garantire la corretta identificazione dei colori, nel 1983 la CIE ha pubblicato lo standard "Visual Signal Surface Color". Questo documento specifica l'intervallo specifico di colore della superficie del segnale visivo sul diagramma di cromaticità CIE.

3. Caratteristiche della corrente diretta dei LED 4. Caratteristiche e corrente di emissione luminosa dei LED 5. Caratteristiche e temperatura di emissione luminosa dei LED 6. Relazione tra durata dei LED e temperatura 7. Parametri ottici dei LED, unità a, intensità luminosa (I, Intensità): unità T Candela, ovvero cd. Il flusso luminoso emesso da una sorgente luminosa in un angolo solido unitario in una data direzione è definito come l'intensità (luminosa) (gradi) della sorgente luminosa in quella direzione. L'intensità luminosa è per una sorgente luminosa puntiforme, ovvero la dimensione dell'illuminante è confrontata con la distanza di irradiazione in piccole occasioni. Questa quantità indica la capacità convergente del corpo luminoso emesso nello spazio.

Si può affermare che l'intensità luminosa descrive quanto è "brillante" la luce, poiché è una descrizione comune della potenza luminosa e della capacità di convergenza. Maggiore è l'intensità luminosa, più luminosa appare la sorgente luminosa e più luminoso è l'oggetto illuminato dalla sorgente luminosa nelle stesse condizioni. Pertanto, questo parametro è stato utilizzato in precedenza per descrivere la torcia. b. Flusso luminoso del LED (F, Flux): unità T lumen, ovvero lm.

La quantità di luce emessa da una sorgente luminosa per unità di tempo è chiamata flusso luminoso della sorgente luminosa. Analogamente, questa quantità si riferisce alla sorgente luminosa e descrive la quantità totale di luce emessa dalla sorgente luminosa, che è equivalente alla potenza luminosa. Maggiore è il flusso luminoso della sorgente luminosa, maggiore è la quantità di luce emessa. Per la luce isotropa (ovvero, la luce proveniente dalla sorgente luminosa viene emessa con la stessa densità in tutte le direzioni), allora F = 4πI.

Vale a dire, se la I della sorgente luminosa è 1cd, il flusso luminoso totale è 4π = 12,56 lm. Rispetto all'unità meccanica, il flusso luminoso è equivalente alla pressione e l'intensità luminosa è equivalente alla pressione. Per far apparire più luminoso il punto irradiato, non solo dobbiamo aumentare il flusso luminoso, ma anche aumentare il mezzo di convergenza, che in realtà consiste nel ridurre l'area, in modo da ottenere una maggiore intensità.

c. Illuminamento LED (E, Illuminanza): l'unità T lux è lx (precedentemente chiamata lux). L'illuminamento prodotto dal flusso luminoso di 1 lumen distribuito uniformemente sulla superficie di 1 metro quadrato. Di solito non utilizziamo molto questo parametro, quindi non lo introdurremo in dettaglio qui. d. Resa cromatica: il grado in cui la sorgente luminosa presenta il colore dell'oggetto stesso è chiamato resa cromatica, ovvero il grado di fedeltà del colore; la resa cromatica della sorgente luminosa è indicata dall'indice di resa cromatica, che indica che il colore dell'oggetto sotto la luce è migliore rispetto alla luce di riferimento (luce solare). La deviazione del colore durante l'illuminazione può riflettere pienamente le caratteristiche cromatiche della sorgente luminosa.

Una sorgente luminosa con un'elevata resa cromatica ha colori migliori e i colori che vediamo sono vicini ai colori naturali. Una sorgente luminosa con una bassa resa cromatica ha una resa cromatica scadente e anche la deviazione cromatica che vediamo è ampia. La CIE (Commissione Internazionale per l'Illuminazione) fissa l'indice di resa cromatica del sole a 100 e l'indice di resa cromatica di varie sorgenti luminose è diverso, ad esempio: lampada al sodio ad alta pressione, indice di resa cromatica Ra=23, tubo fluorescente, indice di resa cromatica Ra=60~90. Esistono due tipi di resa cromatica: Resa cromatica fedele: per riprodurre correttamente il colore originale del materiale, è necessario utilizzare una sorgente luminosa con un elevato indice di resa cromatica (Ra). Il valore è prossimo a 100 e la resa cromatica è la migliore.

Indice di resa cromatica delle sorgenti luminose comuni Ra: lampada a incandescenza 97, lampada fluorescente bianca 75-85, lampada fluorescente bianca calda 80-90, lampada alogena al tungsteno 95-99, lampada al mercurio ad alta pressione 22-51, lampada al sodio ad alta pressione 20-30, lampada agli alogenuri metallici 60-65,8. Analisi della dissipazione del calore dei prodotti LED Conduttività termica La conduttività termica si riferisce alla conduttività termica di un materiale con uno spessore di 1 m e una differenza di temperatura di 1 grado (K, ℃) su entrambi i lati di un materiale in condizioni di trasferimento di calore stabili. Il calore trasferito da un'area di un metro quadrato, l'unità è watt/metro grado (W/(m K), dove K può essere sostituito da ℃). La conduttività termica si riferisce solo alla forma di trasferimento di calore in cui esiste la conduzione del calore. Quando sono presenti altre forme di trasferimento di calore, come radiazione, convezione e trasferimento di massa, la relazione composita di trasferimento di calore è spesso chiamata trasferimento di calore apparente. Coefficiente, conduttività termica apparente o conduttività termica effettiva (trasmissività termica del materiale).

Inoltre, la conduttività termica è valida per materiali omogenei. In realtà, esistono materiali porosi, multistrato, multistruttura e anisotropi. La conduttività termica ottenuta da tali materiali è in realtà una prestazione di conduttività termica complessiva, nota anche come conduttività termica media. La formula base del trasferimento di calore è: Φ=KA⊿T. Φ: flusso di calore. WK: conduttività termica totale.

W/(M2.℃)A: area di scambio termico. M2⊿T: differenza di temperatura tra il fluido caldo e quello freddo. La condizione necessaria per la conduzione del calore è che ci sia una differenza di temperatura all'interno dell'oggetto, in modo che il calore venga trasferito dalla parte ad alta temperatura a quella a bassa temperatura.

Il processo di trasferimento di calore è comunemente noto come flusso di calore. Il significato fisico di λ è: quando il gradiente di temperatura è di 1 K/m, il calore condotto attraverso l'area di conduzione termica è di 1 m² al secondo, e la sua unità di misura è W/m·K o W/m·℃. Il λ di varie sostanze può essere determinato sperimentalmente.

In generale, i metalli hanno il valore lambda più alto, i non metalli solidi hanno valori lambda più bassi, i liquidi hanno valori lambda più bassi e i gas hanno valori lambda più bassi.