Какая разница между хорошими и лучшими светодиодами? (страница 3)

Добрый день, друзья!
 
Поделюсь сегодня двумя историями про то, как мы выбираем светодиоды. 
 
Прежде чем рассказать эти истории, дам немного информации, которая применима к любым светодиодам.
Что нам надо от светодиода в первую очередь? Чтобы он имел длительный срок службы, давал много света, а тепла – мало. Важно, что эти два критерия – взаимосвязанные.
1. Если светодиод даёт много света, то можно использовать его на токе поменьше, далёком от предельного. С уменьшением тока в 2 раза, срок жизни светодиода увеличивается примерно в 4 раза.
2. Чем больше светодиод даёт света, то тем меньше он будет выделять тепла, следовательно, меньше нагреваться. А чем ниже его температура, тем дольше он прослужит.
 
 
История первая. Как мы выбираем новые LED. 
 
Мы постоянно находимся в поисках лучших светодиодов. Это отдельная, большая и важная работа. Иногда удаётся найти что-то, достойное войти в состав наших светодиодных сборок. Но чаще всего светодиоды отсеиваются уже на этапе чтения технической документации. Когда на бумаге всё выглядит интересно, мы закупаем образцы, и тестируем их у себя.
 
Среди светодиодов, которые постоянно разыскиваются, числятся фиолетовые и УФ светодиоды. Дело в том, что используемые нами светодиоды от TSLC, с одной стороны, лучшие из существующих, с другой – производитель не вносил в них никаких принципиальных изменений уже около 10 лет. Тем временем прогресс идёт, все остальные светодиоды, которые мы используем, за это время сменили как минимум одно, а то и два поколения.
 
Буквально в конце прошлого года у одного производителя появился светодиод, который по технической документации выглядел очень хорошо. Технические подробности - под спойлером.

Проверка показала, что кандидат в светодиоды проиграл используемому сейчас светодиоду от TSLC целых 16% КПД!
 
Может кому-то это покажется не так уж и много? Давайте посмотрим на тепловыделение. Всё, что у светодиода не идёт в свет, идёт в тепло. То есть для светодиода TSLC тепловыделение 100-54=36%, а для светодиода-кандидата – уже 100-48=52%. Таким образом, разница в тепловыделении между ними составляет (52-36)/36=44%, то есть без малого в полтора раза!

Проще говоря, светодиод-кандидат грел бы радиатор в полтора раза сильнее, а света давал на 16% меньше. Поэтому кандидат в производство не пошёл, а пополнил нашу Кунтскамеру.
 
 
История вторая. Как мы отбираем те LED, что уже использовали ранее.
 
Уже первые пользователи наших светильников отметили красивый цвет излучения голубых светодиодов, которые мы начали использовать давным-давно, ещё на этапе эксперименто со светодиодными сборками. С тех пор этот красивый цвет присутствует во всех наших светильниках, потому что мы всегда используем светодиоды только одной модели - Luxeon C и только одного бина по пиковой длине волны. Поэтому, покупая любой наш светильник, вы можете быть уверены в том, что голубой будет именно таким красивым, как он и должен быть.
 
Но одной пиковой длиной волны характеристика светодиода не исчерпывается. Они разделяются производителем ещё по ряду важных признаков.
 
Вот как выглядел список голубых светодиодов на складе регионального дистрибутора в один из дней, когда я попросил сделать эту справку.

 
Как видите, вариантов голубых светодиодов Luxeon C несколько. Но мы купим только два, и будем ждать следующей партии, где должны ещё появиться именно такие светодиоды. Хотите узнать в деталях, почему это важно? Добро пожаловать под спойлер.
 

 
Теперь посчитаем для тока бинирования (у этого светодиода это 350 мА) эффективность светодиодов, которые были на складе дистрибутора в моменте, в люменах на ватт. Световой поток будем брать по нижней границе диапазона бинирования, падение напряжения - по среднему значению.

 
Как можно увидеть, самый хороший бин G40H отличается от самого слабого C20H на (45-27)/27*100=67%, то есть ровно на две трети!

Так как наилучший бин G40H при производстве светодиодов получается в мизерном количестве, то даже при всём нашем старании, когда мы закупаем, пожалуй, львиную долю всех производимых таких светодиодов, их всё равно на все светильники BEAMS не хватает. Поэтому этот бин мы будем использовать в светильниках для морских аквариумов, где эта часть спектра весьма востребована. А очень похожий на него бин F40G, имеющий такой же цвет излучения, близкий световой поток, и практически такой же КПД - в светильниках для пресноводных аквариумов.
 
Как мы только что убедились - в светильниках BEAMS используются светодиоды не просто определённого бина по цвету излучения, но наилучшие по эффективности! Как видите, разница в КПД преобразования электрической энергии в световую даже у лучших цветных светодиодов Luxeon C может отличаться на две трети! То есть два наилучших светодиода будут давать света больше, чем три других, на первый взгляд таких же! И это не всё - как мы видели на примере первой истории, даже небольшая разница в эффективности может приводить к большой разнице в тепловыделении!

Тема, которую я поднял в этом посту, очень объёмная, я сознательно не стал касаться многих интересных моментов, если кому-то интересно узнать о них - пишите, расскажу с удовольствием.

Изменено 3.2.26 автор DNK

Constantin_K
А CRI ваша программа не вычисляет?

Пока нет. Вообще хотел приделать ТМ30, но пока не особо это получается, даже с помощью ИИ.
И сайт cielab.xyz, стал не доступен, оттуда можно было попробовать взять исходники расчета ТМ-30.

В целом оно не так то и нужно. По форме кривой и заполнению, примерно и так можно определить цветопередачу и возможны проблемы.
Данные кривых можно выгрузить и переформатировать под другие калькуляторы. Даже вот пробовал ТМ-30-20


Даже несмотря на этот провал 480, для холодного спектра это очень высокие показатели. Тут разве что можно было добавить чуть красного, что бы Rcs из -2% в плюс вышел.

Alex Livci
Ползунок температуры, меняется баланс относительно центра, как бы качели-балансиры.

Идея хорошая. Но - цель какая? Делать спектры, близкие к спектрам АЧТ? Если да - то с какой целью, чтобы что?

Alex Livci что бы вручную "угадать" куда переместить все 12 ползунков.

А зачем?! Здорово-снова про "лучшие спектры"?

Alex Livci
По форме кривой и заполнению, примерно и так можно определить цветопередачу и возможны проблемы.

Не получится - смотрите, какие спектры показал спектрофотомер для CRI 98 с гаком. BEAMS и “солнечные” спектры. . Если их вам показать - ни за что бы не сказали, что там такой высокий Ra. Я бы удивился, если бы вы на глаз сказали, что там больше, чем 90

Alex Livci
Пока нет. Вообще хотел приделать ТМ30,

Ну, CRI проще и доступнее. И в подавляющем большинстве случаев хорошие показатели по одному индексу дают хорошие и по другому. А мишени и алгоритм для TM30 я тоже в свободном виде не нашел. Правда, давно не искал.
Кстати, вы поняли, какой алгоритм подсчета CCT выбрал ваш ИИ. Этих алгоритмов несколько, и все имеют недостатки.

Constantin_K
А мишени и алгоритм для TM30 я тоже в свободном виде не нашел.

А зачем искать? ТМ30 у вас есть. Нужно только найти на какой странице он это считает. Зачем писать свой софт если уже есть готовый?

Дамир184
Зачем писать свой софт если уже есть готовый?

Я люблю, чтобы все было в одном комплексе. Раз уж написал сам программу, то уж и это до кучи можно добавить. Хотя, если честно сейчас не очень охота что-то там дописывать. Посмотреть и посчитать количество излучения я могу и сейчас, и это в первую очередь интересно.

DNK
Но - цель какая? Делать спектры, близкие к спектрам АЧТ?

Вы суть не поняли, или не желаете понимать. Что вы все с этой цветопередачей и белыми спектрами, никто от вас их не требует.

Это просто другая логика управления, значительно упрощающая настройку, даже для самого неопытного новичка. Она не мешает основной логике, и является как дополнение.

Условно, из пресетов загружен спектр. Но он не подходит по температуре или оттенку, недостаточно холодный, недостаточно пурпурный для конкретного аквариума. Вот эти пара дополнительных ползунков, позволят это сделать в два движения. Хоть пурпурный, хоть кривой РГБ спектр, это не имеет значения, баланс будет происходить для них.

Или настроен любимый спектр. Но захотели сделать его на 500-1000 кельвинов теплее. Что бы не двигать все ползунки, это легко можно делать одним. Тинт и температура, это два самый значимых параметра влияющих на общее восприятие света.

Далеко не каждый понимает, что ему не понравился свет не по причине того что он имеет не ту кривую. А именно из-за его температуры и оттенка. Этот же спектр, но чуточку холоднее/теплее, будет восприниматься совсем иначе. Вот именно это и позволит сделать в одно движение ползунок температуры.

Вот к примеру всеми любимый пурпур, когда красный синий в небо. Причем кривой, специально настроил каналы рандомно.

Можно в одно движение, делать его теплее или холоднее. Если хотите, это некий дополнительный инструмент перебора вариантов, двигая ползунок туда сюда, что-то подходящее найдется. При этом можно на ходу подстраивать основные ползунки, что-то добавить что-то убавить.

DNK
Если их вам показать - ни за что бы не сказали, что там такой высокий Ra. Я бы удивился, если бы вы на глаз сказали, что там больше, чем 90

Мне, нет. То что выше показал в отчете TM-30-20, я настроил просто по форме кривой. Причем предварительно понимал где вероятны штрафы.

Мне наоборот интересно искажение отдельных оттенков, и делать их более насыщенными. Вот это как раз и может показать ТМ-30 в отличии от бесполезных цифр CRI.