Какая разница между хорошими и лучшими светодиодами? (страница 5)

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

Alex Livci
Почему при равном положении фиолетовых и синих каналов на 10%, пик 440нм ниже 455

Насколько я помню, спектр там почему-то масштабирован в единицах PPFD. Почему не в энергетических единицах - не знаю.

Constantin_K
Почему не в энергетических единицах - не знаю.

Мне тоже это не понятно для чего. Но даже это не должно так влиять, разница очень существенная если на PPFD то там для 455 - 52, для 440 - 136. Как бы не может быт что бы при равном положении, пик 455 был ниже 440.

Andrey-70

Да, реальный спектр, который я использую