इनडोर प्रकाश व्यवस्था में उच्च शक्ति वाले एलईडी के विकास के लिए आवश्यक तकनीकी सहायता

इनडोर प्रकाश व्यवस्था में उच्च शक्ति वाले एलईडी के विकास के लिए आवश्यक तकनीकी सहायता

1. एलईडी लाइटिंग बाजार में व्यापार के अवसरों ने उद्योग के लिए अंतहीन कल्पना लाई है। अतीत में एलईडी लाइटिंग एप्लिकेशन बाहरी एलईडी से इनडोर लाइटिंग अनुप्रयोगों में कूद गए हैं। स्ट्रैटेजीज अनलिमिटेड के अनुसार, एलईडी इनडोर लाइटिंग के विकास में अगले पांच वर्षों में एक घातीय वृद्धि की प्रवृत्ति होगी। अनुमान के मुताबिक, 2011 तक इसका उत्पादन मूल्य दसियों अरब डॉलर तक पहुंच जाएगा। विशेष रूप से 2009 में, यूरोपीय संघ ने गरमागरम लैंप पर प्रतिबंध लगाने की योजना को लागू करने का बीड़ा उठाया, और ऊर्जा-बचत के मुद्दों ने बहुत ध्यान आकर्षित किया, जिससे बाजार के बड़े अवसर पैदा हुए और एलईडी इनडोर प्रकाश व्यवस्था के लिए आशावादी संभावनाएं पैदा हुईं। निम्नलिखित गर्मी अपव्यय प्रौद्योगिकी, ऑप्टिकल डिजाइन और ड्राइव डिजाइन जैसे ल्यूमिनेयर प्रौद्योगिकी की जरूरतों से इनडोर प्रकाश व्यवस्था के क्षेत्र में उच्च-शक्ति एलईडी के विकास का विश्लेषण करता है।

हाई-पावर एलईडी लाइटिंग का विकास हाई-पावर एलईडी लाइटिंग का विकास दो प्रमुख तत्वों पर निर्भर करता है: एक चिप ही है; दूसरा दीपक प्रौद्योगिकी है, जिसमें गर्मी अपव्यय, प्रकाशिकी और ड्राइविंग शामिल है।

2 चिप समर्थन

वर्तमान में, एलईडी चिप प्रौद्योगिकी के विकास की कुंजी सब्सट्रेट सामग्री और एपिटैक्सियल ग्रोथ टेक्नोलॉजी में निहित है। आधार सामग्री पारंपरिक नीलमणि सामग्री, सिलिकॉन और सिलिकॉन कार्बाइड से जस्ता ऑक्साइड और गैलियम नाइट्राइड जैसी नई सामग्री तक विकसित हुई है। चाहे वह उच्चारण प्रकाश और समग्र प्रकाश व्यवस्था के लिए उच्च-शक्ति वाले चिप्स हों, या सजावटी प्रकाश व्यवस्था के लिए कम-शक्ति वाले चिप्स और कुछ साधारण सहायक प्रकाश व्यवस्था, तकनीकी उन्नयन की कुंजी यह है कि अधिक कुशल और स्थिर चिप्स कैसे विकसित किए जाएं। कुछ ही वर्षों में, चिप संरचना, सतह खुरदरापन उपचार और बहु-क्वांटम अच्छी संरचना डिजाइन सहित तकनीकी सुधारों की एक श्रृंखला की मदद से, एलईडी ने प्रकाश दक्षता में एक बड़ी सफलता हासिल की है। चित्र 1 एलईडी चिप संरचना के विकास का एक योजनाबद्ध आरेख है। उत्पादन तकनीक की क्रमिक परिपक्वता के साथ, एलईडी क्वांटम दक्षता में और सुधार होगा, और एलईडी चिप्स की प्रकाश दक्षता को भी बढ़ाया जाएगा।

पतली फिल्म चिप प्रौद्योगिकी अल्ट्रा-उज्ज्वल एलईडी चिप्स के उत्पादन में मुख्य तकनीक है, जो सभी पक्षों पर प्रकाश उत्पादन हानि को कम कर सकती है, और 97% से अधिक प्रकाश उत्पादन करने के लिए तल पर परावर्तक सतह का उपयोग कर सकती है। सामने (चित्र 2 देखें)। यह न केवल एलईडी की चमकदार दक्षता में काफी सुधार करता है, बल्कि लेंस डिजाइन के लिए बेहतर सुविधाजनक स्थिति भी बनाता है।

3 प्रकाश प्रौद्योगिकी की आवश्यकता

३.१ गर्मी लंपटता प्रौद्योगिकी

जनता हमेशा दीयों और लालटेन के सेवा जीवन के बारे में चिंतित रही है। यदि केवल कम तापीय प्रतिरोध के उपयोग पर निर्भर एलईडी घटक ल्यूमिनेयर डिवाइस के लिए एक अच्छी गर्मी लंपटता प्रणाली का निर्माण नहीं कर सकते हैं, और पीएन नोड से आसपास के वातावरण में थर्मल प्रतिरोध को प्रभावी ढंग से कम किया जाना चाहिए, ताकि पीएन नोड को बहुत कम किया जा सके। एलईडी का तापमान, और सफल अभ्यास एलईडी लैंप की लंबी उम्र और वास्तविक चमकदार प्रवाह को बढ़ाने का लक्ष्य बढ़ाता है। साधारण पारंपरिक लैंप से अलग, मुद्रित सर्किट बोर्ड न केवल एलईडी का बिजली आपूर्ति वाहक है, बल्कि एलईडी का गर्मी अपव्यय वाहक भी है, इसलिए हीट सिंक और मुद्रित सर्किट बोर्ड का गर्मी अपव्यय डिजाइन बहुत महत्वपूर्ण है। इसके अलावा, ल्यूमिनेयर निर्माता को गर्मी लंपटता सामग्री की गुणवत्ता, मोटाई और आकार के साथ-साथ गर्मी लंपटता इंटरफ़ेस के उपचार और कनेक्शन जैसे कारकों पर भी विचार करना चाहिए।

३.२ ऑप्टिकल डिजाइन

पारंपरिक लैंप की तुलना में, प्रत्यक्षता और बिंदु प्रकाश स्रोत एलईडी की दो सबसे विशिष्ट विशेषताएं हैं, और एलईडी की इन दो विशेषताओं का अच्छा उपयोग कैसे करें, यह लैंप के ऑप्टिकल डिजाइन की कुंजी है।

एलईडी के दोहरे ऑप्टिकल डिजाइन के माध्यम से, एलईडी लैंप बेहतर प्रकाश वितरण वक्र प्राप्त कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, इनडोर प्रकाश अनुप्रयोगों में, लैंप की रोशनी बहुत उज्ज्वल होनी चाहिए, और प्रकाश निष्कर्षण दक्षता में सुधार के लिए उच्च प्रकाश ट्रांसमिशन लैंपशेड का उपयोग किया जा सकता है। या लाइट गाइड प्लेट तकनीक को लैंप पर लागू करें, जिससे एलईडी पॉइंट लाइट सोर्स को सरफेस लाइट सोर्स में बदल दिया जाए, जो न केवल लैंप के लाइट डिस्ट्रीब्यूशन की एकरूपता में सुधार कर सकता है, बल्कि चकाचौंध को भी रोक सकता है। इसके अलावा, कुछ सहायक प्रकाश और उच्चारण प्रकाश अनुप्रयोगों में, वस्तु को रोशन करने के लिए, एक विशिष्ट संघनक प्रभाव की आवश्यकता होती है। इस मामले में, आदर्श ऑप्टिकल प्रभाव प्राप्त करने के लिए इसका उपयोग कुछ संघनक लेंस या परावर्तक के साथ किया जा सकता है। .

3.3 ड्राइव डिजाइन

सुनिश्चित करें कि एलईडी ड्राइव करंट एक निरंतर चालू आउटपुट है। जब एलईडी आगे की धारा के तहत काम कर रही है, तो नोड वोल्टेज में सापेक्ष परिवर्तन बहुत छोटा है। इसलिए, एक निरंतर एलईडी ड्राइव करंट सुनिश्चित करना मूल रूप से एक निरंतर एलईडी आउटपुट करंट सुनिश्चित करने के बराबर है। इसके अलावा, प्रकाश नियंत्रण डिजाइन वर्तमान मुख्यधारा के ड्राइव डिजाइनों में से एक है। यह ज्यादातर परिवेश प्रकाश अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है। यह विभिन्न वातावरणों के अनुसार अलग-अलग चमक स्तर प्राप्त कर सकता है और ऊर्जा-बचत लक्ष्यों को पूरी तरह से प्राप्त कर सकता है। वर्तमान में, ड्राइव डिजाइन की मुख्य प्रवृत्ति पावर फैक्टर में सुधार, ड्राइव बिजली की खपत को कम करने, नियंत्रण सटीकता को अनुकूलित करने और प्रतिक्रिया गति को तेज करने पर केंद्रित है। डिजाइन प्रक्रिया में, बिजली की आपूर्ति का डिजाइन, मुद्रित सर्किट बोर्ड का लेआउट और श्रृंखला-समानांतर कनेक्शन सभी कारक हैं जिन पर विचार किया जाना चाहिए।

उच्च शक्ति एलईडी प्रकाश व्यवस्था की 4 तकनीकी चुनौतियां

भले ही एल ई डी ने इनडोर उच्चारण प्रकाश और सजावटी प्रकाश अनुप्रयोगों में संतोषजनक प्रदर्शन किया है, फिर भी वे सामान्य प्रकाश और परिवेश प्रकाश अनुप्रयोगों में कई चुनौतियों का सामना करते हैं, जिनमें प्रारंभिक लागत, कम रंग तापमान पर प्रकाश दक्षता, रंग प्रतिपादन सूचकांक और सिस्टम विश्वसनीयता आदि शामिल हैं।

४.१ प्रारंभिक खरीद लागत को और कम करें

इनडोर प्रकाश व्यवस्था में लागत एक अपेक्षाकृत संवेदनशील कारक है, विशेष रूप से घरेलू प्रकाश अनुप्रयोगों में। यद्यपि एलईडी रोशनी के अधिक से अधिक मॉडल हैं और चमकदार दक्षता में लगातार सुधार हो रहा है, उच्च कीमतों की समस्या अभी भी मौजूद है। हालांकि, जब एलईडी प्रकाश स्रोतों की कीमत कम हो जाती है और समग्र सिस्टम डिज़ाइन को अनुकूलित किया जाता है, तो कुल लागत अनिवार्य रूप से गिर जाएगी। याद रखें कि जब कॉम्पैक्ट ऊर्जा-बचत फ्लोरोसेंट लैंप को पहली बार बाजार में रखा गया था, तो लागत लगभग यूएस $ 15 थी, लेकिन अब यह यूएस $ 1.50 से कम हो गई है। इसलिए, यह अनुमान लगाया जा सकता है कि बाजार के निरंतर विकास के साथ, एलईडी रोशनी की कीमत जल्द ही जनता के लिए स्वीकार्य स्तर पर पहुंच जाएगी।

४.२ कम रंग तापमान पर प्रकाश प्रभाव में सुधार

4,000K से कम रंग का तापमान आमतौर पर इनडोर होम लाइटिंग के लिए पहली पसंद होता है। गर्म सफेद रोशनी पूरे वातावरण को अधिक गर्म और आरामदेह बनाती है; जबकि ठंडी सफेद रोशनी लोगों को एक स्वच्छ, कुशल और उज्ज्वल एहसास देती है, जो कार्यालय और बाहरी प्रकाश व्यवस्था के लिए अधिक उपयुक्त है। फॉस्फोर के कारण, कम रंग के तापमान पर एलईडी की चमकदार दक्षता आमतौर पर उच्च रंग तापमान की तुलना में लगभग 30% कम होती है।

4.3 प्रकाश दक्षता और रंग प्रतिपादन सूचकांक का प्रबंधन

सामान्य तौर पर, एलईडी की चमकदार दक्षता जितनी अधिक होती है, रंग प्रतिपादन सूचकांक उतना ही कम होता है। वस्तुओं की चमक और रंग को निष्पक्ष रूप से प्रदर्शित करने और नग्न आंखों से बाहरी परिदृश्य के प्रत्यक्ष अवलोकन के वास्तविक प्रभाव को प्राप्त करने के लिए इनडोर प्रकाश व्यवस्था में आमतौर पर एलईडी को उच्च रंग प्रतिपादन सूचकांक की आवश्यकता होती है। इस कारण से, एल ई डी की चमकदार दक्षता में सुधार करते हुए, रंग प्रतिपादन सूचकांक को और बढ़ाना भी आवश्यक है। एक अन्य विधि दीपक की सतह पर कुछ लाल बत्ती जोड़ना है, ताकि 90 से अधिक रंग प्रतिपादन सूचकांक के प्रभाव को प्राप्त किया जा सके।

४.४ उच्च वर्तमान ड्राइविंग के दौरान दक्षता में सुधार

वर्तमान में, आमतौर पर 1W LED की धारा को 350mA से बढ़ाकर 1,000mA करना संभव है। हालांकि, उच्च-वर्तमान ड्राइविंग के तहत, भले ही चमकदार प्रवाह बढ़ता है, समग्र प्रदर्शन आमतौर पर अपेक्षाकृत काफी कम हो जाएगा। इसलिए, कुल सिस्टम लागत और प्रकाश दक्षता संतुलित होनी चाहिए। यदि उच्च-वर्तमान ड्राइविंग के तहत एल ई डी की चमकदार दक्षता में सुधार किया जा सकता है, जब तक कि उच्च प्रणाली चमकदार दक्षता सुनिश्चित की जा सकती है, आवश्यक एल ई डी की संख्या को बहुत कम किया जा सकता है, जिससे लागत में काफी कमी आती है।

४.५ एलईडी के पैकेज आकार को और कम करें

पर्यावरण संरक्षण, ऊर्जा की बचत और प्रदूषण मुक्त के अलावा, इनडोर एल ई डी में कलात्मकता, छोटे आकार और व्यक्तित्व की विशेषताएं भी हैं। और एलईडी पैकेज के आकार को और कम करके, दीपक का डिज़ाइन अधिक लचीला और नवीन हो सकता है। उन अनुप्रयोगों के लिए जिन्हें रंग प्रतिपादन में सुधार के लिए मिश्रित प्रकाश की आवश्यकता होती है, छोटे पैकेज का आकार मिश्रित प्रकाश लेंस और मिश्रित प्रकाश प्रभाव डिजाइन को साकार करने में बहुत सहायक होता है।

4.6 सेवा जीवन बढ़ाएँ और सिस्टम विश्वसनीयता में सुधार करें

सामान्य प्रकाश अनुप्रयोगों में, सिस्टम अनुकूलन के माध्यम से एल ई डी की समग्र दक्षता, सेवा जीवन और विश्वसनीयता में सुधार किया जाना चाहिए। पारंपरिक लैंप की सिस्टम असेंबली अपेक्षाकृत सरल है, जबकि एलईडी लाइटिंग सिस्टम में कई घटक शामिल हैं, जैसा कि चित्र 3 में दिखाया गया है।

एलईडी प्रकाश स्रोत: कॉम्पैक्ट, कुशल, विभिन्न रंगों और आउटपुट पावर से चुनने के लिए।

पावर रूपांतरण: एसी, बैटरी और अन्य बिजली स्रोतों को सुरक्षित लो-वोल्टेज, निरंतर-वर्तमान बिजली स्रोतों में कुशलता से परिवर्तित करें।

नियंत्रण और ड्राइव: निरंतर चालू ड्राइव और एल ई डी के नियंत्रण को प्राप्त करने के लिए इलेक्ट्रॉनिक सर्किट का उपयोग करें।

थर्मल प्रबंधन: लंबे समय तक सेवा जीवन प्राप्त करने के लिए, एलईडी नोड्स के तापमान को नियंत्रित करना बहुत महत्वपूर्ण है, और गर्मी अपव्यय विश्लेषण भी अनिवार्य है।

ऑप्टिकल घटक: लक्ष्य क्षेत्र पर प्रकाश को केंद्रित करने के लिए लेंस, परावर्तक या प्रकाश गाइड प्लेट सामग्री आवश्यक ऑप्टिकल घटक हैं।

5 इनडोर प्रकाश व्यवस्था में उपयोग किए जाने वाले एलईडी प्रकाश स्रोतों का परिचय

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, एलईडी को प्रकाश स्रोत के रूप में चुनते समय छोटे आकार और उच्च दक्षता महत्वपूर्ण विचार हैं। OSLON SSL LED ओसराम ऑप्टो सेमीकंडक्टर्स का नवीनतम उत्पाद है, और इसकी शक्ति लगभग 1W है। जैसा कि चित्र 4 में दिखाया गया है, यह एलईडी मुख्य रूप से सामान्य इनडोर प्रकाश व्यवस्था के लिए डिज़ाइन की गई है। इसका एक छोटा आकार और केवल 3 मिमी x 3 मिमी का पैकेज आकार है। इसमें स्थिर और विश्वसनीय प्रदर्शन और उत्कृष्ट चमकदार दक्षता है। अधिकतम चमकदार दक्षता 100lm/w से अधिक है। उच्च धारा के तहत भी, यह उत्कृष्ट चमकदार दक्षता बनाए रख सकता है, जिससे दीपक की समग्र लागत को प्रभावी ढंग से कम किया जा सकता है। और इसकी अत्यधिक उच्च विश्वसनीयता और 80 डिग्री का बीम कोण है, इसलिए यह बाहरी लेंस पर आसानी से प्रकाश प्रोजेक्ट कर सकता है। यह एलईडी इनडोर स्पॉटलाइट, टेबल लैंप और सीलिंग फ्लडलाइट्स के लिए एक आदर्श प्रकाश स्रोत भी है।

चूंकि यह एलईडी उच्च धाराओं को प्रभावी ढंग से संभाल सकता है, यह उपभोक्ताओं को अत्यधिक ऊर्जा-बचत और लागत-बचत प्रकाश समाधान बनाने में मदद कर सकता है। इस संबंध में, OSLON SSL LED में"हरा" बनने की सभी विशेषताएं हैं; भविष्य में प्रकाश स्रोत। इस एलईडी का थर्मल प्रतिरोध 7K/W जितना कम है, गर्मी अपव्यय प्रबंधन सरल है, और इसका कॉम्पैक्ट आकार डिजाइनरों को जटिल और परिष्कृत प्रकाश समाधान अधिक लचीले ढंग से बनाने की अनुमति देता है। यदि आपको अन्य तेज रोशनी की प्रतीक्षा करने की आवश्यकता है, तो आप इसे कुछ लैंप के साथ उपयोग कर सकते हैं। अल्ट्रा-व्हाइट लाइट (रंग तापमान 5,700 ~ 6,500K) संस्करण के अलावा, मध्यम सफेद प्रकाश और गर्म सफेद प्रकाश (रंग तापमान 2,700 ~ 4,500K) संस्करण भी हैं।

OSLON SSL LED को अत्यधिक उच्च प्रकाश दक्षता सुनिश्चित करने के लिए नवीनतम चिप तकनीक के साथ निर्मित किया गया है। OSLON SSL LED के मुख्य पैरामीटर तालिका 1 में दिखाए गए हैं। वर्तमान में, जब कार्यशील धारा 350mA है, तो प्रकाश स्रोत के अल्ट्रा-व्हाइट लाइट (5,700K और 6,500K का रंग तापमान) की विशिष्ट चमक उतनी ही अधिक होती है 110lm, और अधिकतम चमकदार प्रवाह 130lm है। जब कार्यशील धारा 350mA होती है और रंग का तापमान 3,000K होता है, तो विशिष्ट प्रकाश दक्षता 75lm / W तक पहुँच सकती है, और चमक 85lm तक पहुँच सकती है। जब कार्यशील धारा 700mA (गर्म सफेद रोशनी) होती है, तो चमक 155lm जितनी अधिक होती है, जो प्रति लुमेन की लागत को कम कर सकती है और अत्यधिक उच्च चमकदार दक्षता बनाए रख सकती है। यहां तक ​​कि कम संख्या में एल ई डी प्रकाश के उच्च मानकों को प्राप्त कर सकते हैं।

उदाहरण के लिए, लगभग 15W की LED स्पॉटलाइट को डिजाइन करने के लिए केवल सात OSLON SSL LED की आवश्यकता होती है (चित्र 5 देखें)। जब ड्राइविंग करंट 700mA होता है, तो LED लैंप की चमक लगभग 1,400lm तक पहुँच सकती है, और आकार बहुत छोटा होता है। इसके 80 डिग्री बीम कोण के लिए धन्यवाद, जब एक परावर्तक या लेंस से लैस होता है, तो प्रकाश दक्षता अभी भी बहुत अधिक होती है। यहां तक ​​​​कि गर्मी अपव्यय और प्रकाश हानि को ध्यान में रखते हुए, दीपक का अंतिम चमकदार प्रवाह 1,000 एलएम से अधिक हो सकता है। इसके अलावा, जब एक अलग रंग तापमान या रंग प्रतिपादन सूचकांक की आवश्यकता होती है, तो इन सात एल ई डी में से केवल कुछ को गर्म सफेद या अन्य मोनोक्रोमैटिक ओएसएलओएन एसएसएल एल ई डी से बदला जाना चाहिए। इस तरह, किसी भी रंग का तापमान या उच्च रंग प्रतिपादन प्राप्त किया जा सकता है, और एलईडी लैंप का डिज़ाइन लचीलापन बहुत बढ़ जाता है।

एलईडी प्रौद्योगिकी के तेजी से विकास और एलईडी प्रकाश दक्षता में क्रमिक सुधार के साथ, एलईडी अनुप्रयोग अधिक से अधिक व्यापक हो जाएंगे। विशेष रूप से वैश्विक ऊर्जा की कमी की गंभीर समस्या के साथ, लोग प्रकाश बाजार में एलईडी के विकास की संभावनाओं पर अधिक से अधिक ध्यान दे रहे हैं। एलईडी गरमागरम लैंप, टंगस्टन लैंप और फ्लोरोसेंट लैंप को बदलने के लिए एक संभावित प्रकाश स्रोत होगा। इसके अलावा, इनडोर लाइटिंग डिज़ाइन के संदर्भ में, एलईडी ऊर्जा-बचत, मानवीय और कलात्मक होगी।

OSLON SSL LED इनडोर लाइटिंग अनुप्रयोगों की विभिन्न आवश्यकताओं को पूरा करती है: न केवल पैकेज का आकार 3mm x 3mm जितना छोटा है, बल्कि प्रदर्शन स्थिर और विश्वसनीय है; इसकी अधिकतम चमकदार दक्षता 100lm / w से अधिक है, और यह उच्च धाराओं पर भी उत्कृष्ट चमकदार दक्षता बनाए रख सकती है। , जिससे दीपक की समग्र लागत को प्रभावी ढंग से कम किया जा सके; इसके अलावा, इसके 80° बीम कोण के कारण, यह प्रकाश को बाहरी लेंस या परावर्तक पर आसानी से प्रक्षेपित कर सकता है।