Функциональные характеристики и развитие рынка светодиодов, используемых в сценическом освещении

Функциональные характеристики и развитие рынка светодиодов, используемых в сценическом освещении. 1. Светодиоды – это новейшая альтернатива традиционным источникам света. Их преимущества включают длительный срок службы, компактность, устойчивость к вибрации, работу от низковольтного источника постоянного тока (LVDC), минимальные затраты на обслуживание и минимальное воздействие на окружающую среду. В отличие от люминесцентных ламп, светодиоды не подвержены проблемам утилизации ртути.

Тем не менее, производители прилагают все усилия для дальнейшего повышения энергоэффективности светодиодных чипов. Здесь мы начнем с понимания светодиодов. Понимание светодиодов сравнивает светодиоды с традиционными источниками света, объясняет актуальность и важность параметров светодиодов и выделяет новые продукты, которые определяют дизайн и функциональность светодиодов. 1. Классификация светодиодов Мы используем официальные продукты Philips lumileds для объяснения, см. рисунок ниже, с точки зрения мощности это могут быть высокая мощность, средняя и малая мощность, высокое напряжение, COB, модули и т. д. С точки зрения цвета: длина волны инфракрасного излучения: более 800 нм, длина волны красного света: 620 ~ 630 нм; длина волны оранжевого света: 600 ~ 620 нм; длина волны желтого света: 585-600 нм; длина волны зеленого света: 555 ~ 585 нм; длина волны синего света: 440-480 нм Длина волны фиолетового света: 350-440 нм Длина волны розового света: 360-380 нм Ультрафиолет: менее 350 нм (УФ).

Сейчас все делают светодиодные трехосновные образцы (светодиодные плоские светильники) с низкой и средней мощностью, которые в основном используются для освещения окружающей среды и светодиодных стробоскопов. Высокая мощность в основном используется для изготовления светодиодных окрашенных par-светильников (LEDPAR), светодиодных эффектных светильников, светодиодных вращающихся голов, COB. В основном изготавливают светильники COBPAR, двухглазые, четырехглазые, восьмиглазые светильники для зрителей. Высокомощные модули в основном используются для изготовления светодиодных вращающихся головных лучевых светильников, светодиодных вращающихся головных узорчатых светильников, светодиодных вращающихся головных светильников три в одном и светодиодных вращающихся головных режущих светильников. В настоящее время некоторые светодиодные вращающиеся головы можно увидеть с узорами 30 Вт, узорами 60 Вт, лучами 80 Вт, узором 120 Вт, узором 150 Вт, 350 Вт три в одном, резкой 400 Вт, резкой 500 Вт, резкой 600 Вт и т. д. 2. Для изготовления светодиодной продукции необходимо знать диаграмму цветности. Диаграмма цветности представляет собой план различных цветностей, представленных точками в разных положениях.

Она была сформулирована Международной комиссией по освещению (МКО) в 1931 году, поэтому её называют диаграммой цветности МКО. Некоторые называют её спектральной диаграммой и диаграммой цветности. На рисунке координата x представляет собой отношение основного цвета красного, координата y — отношение основного цвета зелёного, а координата z, представляющая основной цвет синего, может быть получена из формулы x+y+z=1. Каждая точка на дуге на рисунке представляет собой чистый спектральный цвет, и эта дуга называется спектральным локусом.

Прямая линия от 400 нм (фиолетовый) до 700 нм (красный) представляет собой фиолетово-красный ряд цветов (неспектральные цвета), не входящие в спектр. Центральная точка C представляет белый цвет, эквивалентный цвету солнечного света в полдень, и её координаты цветности: x = 0,3101, y = 0,3162. Если немного изменить значение S на диаграмме цветности, можно сразу получить цветовой тон и насыщенность цвета, представленного точкой S.

Соединим CS, её расширенная линия пересечёт спектральное место в точке O. Длина волны в точке O является доминирующей длиной волны цвета S, которая определяет цветовой тон S. Отношение CS/CO расстояний от C до точек S и O является насыщенностью цвета. Если из любой точки спектрального места через точку C провести прямую линию до другой точки противоположного спектрального места, цвета на обоих концах прямой будут дополнительными.

Проведите прямую линию из любой точки P на прямой, представляющей неспектральный цветовой ряд, через точку C и пересеките спектральное место координат в точке Q. Цвет в точке Q является дополнительным цветом к неспектральному цвету в точке P. Неспектральный цвет обозначается добавлением буквы c после длины волны дополнительного цвета, например, 528c обозначает дополнительный цвет к зелёному с длиной волны 528 нанометров, то есть фиолетовый. При смешивании любых двух цветов цветовая точка смешанного цвета должна находиться на линии, соединяющей первые две цветовые точки.

Из диаграммы цветности видно, что три основных цвета: красный, зелёный и синий, могут быть синтезированы в любой цвет. Диаграмма цветности МКО имеет большое практическое значение. Любой цвет, будь то цвет источника света или цвет поверхности, может быть откалиброван по диаграмме цветности, что делает описание цвета простым и точным, а путь синтеза каждого цветного света также понятен с первого взгляда. Для обеспечения правильной идентификации цветов МКО в 1983 году опубликовала стандарт «Цвет поверхности визуального сигнала». Этот документ определяет конкретный диапазон цвета поверхности визуального сигнала на диаграмме цветности МКО.

3. Характеристики прямого тока светодиода. 4. Характеристики светового потока светодиода и ток. 5. Характеристики светового потока светодиода и температура. 6. Зависимость срока службы светодиода от температуры. 7. Оптические параметры светодиода, единица измерения a, сила света (I, Intensity): единица измерения T – кандела, то есть кд. Световой поток, излучаемый источником света в единичном телесном угле в заданном направлении, определяется как (световая) сила (градус) источника света в этом направлении. Сила света для точечного источника света сравнивается с расстоянием облучения в малых случаях. Эта величина указывает на способность светящегося тела, излучаемого в пространстве, рассеивать свет.

Можно сказать, что сила света описывает, насколько «ярким» является свет, поскольку это общепринятое описание мощности света и его способности к сведению. Чем больше сила света, тем ярче выглядит источник света и тем ярче объект, освещаемый им при одинаковых условиях. Поэтому ранее этот параметр использовался для описания фонарика. б. Световой поток светодиода (F, Flux): единица измерения T — люмен, т.е. лм.

Количество света, излучаемого источником света за единицу времени, называется световым потоком источника света. Аналогично, эта величина характеризует общее количество света, излучаемого источником света, что эквивалентно световой мощности. Чем больше световой поток источника света, тем больше света излучается. Для изотропного света (то есть света, излучаемого источником света с одинаковой плотностью во всех направлениях), F = 4πI.

То есть, если I источника света равна 1 кд, то полный световой поток равен 4π = 12,56 лм. В сравнении с механической единицей измерения световой поток эквивалентен давлению, а сила света эквивалентна давлению. Чтобы сделать освещённую точку ярче, необходимо не только увеличить световой поток, но и увеличить средство конвергенции, то есть уменьшить площадь для получения большей интенсивности.

c. Освещенность светодиода (E, Illumination): единица измерения T люкс — лк (ранее называлась люкс). Освещённость, создаваемая световым потоком в 1 люмен, равномерно распределённым по поверхности в 1 квадратный метр. Обычно мы не часто используем этот параметр, поэтому не будем подробно останавливаться на нём здесь. d. Цветопередача: степень, в которой источник света воспроизводит цвет самого объекта, называется цветопередачей, то есть степенью точности цветопередачи; цветопередача источника света характеризуется индексом цветопередачи, который указывает на то, что цвет объекта под освещением лучше, чем у эталонного света (солнечного света). Отклонение цвета при освещении может полностью отражать цветовые характеристики источника света.

Источник света с высокой цветопередачей лучше по цвету, и цвета, которые мы видим, близки к естественным цветам. Источник света с низкой цветопередачей имеет плохую цветопередачу, и отклонение цвета, которое мы видим, также велико. CIE Международной комиссии по освещению устанавливает индекс цветопередачи солнца равным 100, а индекс цветопередачи различных источников света различен, например: индекс цветопередачи натриевой лампы высокого давления Ra = 23, индекс цветопередачи люминесцентной трубки Ra = 60~90. Существует два типа цветопередачи: Достоверная цветопередача: чтобы правильно передать исходный цвет материала, необходимо использовать источник света с высоким индексом цветопередачи (Ra). Значение близко к 100, и цветопередача является наилучшей.

Индекс цветопередачи Ra для обычных источников света: лампа накаливания 97, белая люминесцентная лампа 75-85, теплая белая люминесцентная лампа 80-90, галогенная вольфрамовая лампа 95-99, ртутная лампа высокого давления 22-51, натриевая лампа высокого давления 20-30, металлогалогенная лампа 60-65,8. Анализ теплоотдачи светодиодных продуктов Теплопроводность Теплопроводность относится к теплопроводности материала толщиной 1 м и разницей температур в 1 градус (К, ℃) с обеих сторон материала при стабильных условиях теплопередачи. Тепло, передаваемое квадратным метром площади, единицей измерения является ватт/метр градус (Вт/(м К), где К можно заменить на ℃). Теплопроводность существует только для формы теплопередачи, при которой существует теплопроводность. Когда существуют другие формы передачи тепла, такие как излучение, конвекция и перенос массы, составное соотношение теплопередачи часто называют кажущейся теплопередачей. Коэффициент, кажущаяся теплопроводность или эффективная теплопроводность (теплопроводность материала).

Кроме того, теплопроводность характерна для однородных материалов. В действительности существуют пористые, многослойные, многоструктурные и анизотропные материалы. Теплопроводность таких материалов фактически является показателем полной теплопроводности, также известной как средняя теплопроводность. Основная формула теплопередачи: Φ=KA⊿T, где Φ: тепловой поток, WK: общая теплопроводность.

W/(M2.℃)A: площадь теплопередачи. M2⊿T: разность температур между горячей и холодной жидкостью. Необходимым условием теплопроводности является разность температур внутри тела, поэтому тепло передается от высокотемпературной части к низкотемпературной.

Процесс теплопередачи обычно называется тепловым потоком. Физическое значение λ: при градиенте температуры 1 К/м тепло проходит через площадь теплопроводности 1 м² в секунду. Единица измерения — Вт/м·К или Вт/м·°C. λ различных веществ можно определить экспериментально.

Вообще говоря, металлы имеют наибольшее значение лямбда, твердые неметаллы имеют меньшие значения лямбда, жидкости имеют меньшие значения лямбда и газы имеют наименьшие значения лямбда.