НОВЫЕ СВЕТОДИОДНЫЕ ЧИПЫ
Авторы разработки решили две проблемы, стоящие перед изготовителями светодиодных ламп. Первая – как сделать компактнее и эффективнее трансформатор внутри, а вторая – как добиться более естественного белого излучения с хорошим индексом цветопередачи.
Те или иные способы решения этих проблем различные фирмы прекрасно демонстрировали по отдельности, а вот тайваньская компания Epistar справилась с обеими задачами сразу и даже воплотила в серийной продукции – «белых» светодиодных чипах с эффективностью 120 и 150 люмен на ватт, индексом цветопередачи более 85 и цветовой температурой 2700-3000 K. Такие чипы пригодны для изготовления ламп, эквивалентных 60- и 75-ваттным лампам накаливания.
Как сообщает IEEE Spectrum, сейчас Epistar занята наращиванием выпуска первого из этих чипов до миллиона штук в месяц.
Данная разработка – развитие выдающегося опытного светодиода, созданного Epistar в конце 2011 года. Он показал КПД в 216 люмен на ватт. По этому параметру с ним потягаются, пожалуй, только диоды-рекордсмены от японской компании Nichia, но зато Epistar называет свой прибор самым эффективным среди «тёпло-белых» (2700 К). Правда новый диод установил рекорд при очень малом токе, а под штатной нагрузкой выдал «только» 197 лм/Вт.
Но не эффективность сама по себе – изюминка тайваньских новинок. Эти чипы пригодны для создания бытовой лампочки без трансформатора. Достаточно вставить в неё кремниевый выпрямитель, для перевода переменного тока из розетки в постоянный, а напряжение понижать не нужно. Максимум, тут понадобится ещё схема для сглаживания импульсов тока, чтобы уменьшить мерцание. А трансформатор попросту исчез.
Секрет заключается в новом дизайне LED-чипов. Он предусматривает последовательное соединение на одном кристалле множества маленьких диодов, вместе работающих от напряжения в десятки вольт (есть несколько версий).
Четыре таких кристалла соединяются в один чип, а четыре-шесть чипов в одной лампе соединяются так, что требуют для питания уже полного сетевого напряжения. При этом, комбинируя чипы, можно менять уровень этого напряжения (и создавать продукцию для разных рынков).
Принцип комбинации кристаллов и чипов в новом продукте(иллюстрация Epistar).
Что касается спектра излучения и индекса цветопередачи, то здесь Epistar применила приём, уже использованный некоторыми компаниями, но по-прежнему редкий.
Большая часть нынешних серийных светодиодов генерирует условно белый цвет за счёт смешения лучей от синего светодиода и покрывающего его люминофора, переизлучающего часть энергии в более длинноволновой области. Epistar же создала по описанной выше методике последовательного подключения как синие, так и красные светодиоды.
А дальше конструкторы совместили их в одном чипе, словно клетки шахматной доски, дополнив ещё и люминофором. Светодиодная добавка с красного конца спектра позволила сделать суммарный белый цвет теплее, а потери в люминофоре – ниже.
С учётом потерь энергии в начинке лампы и света в матовом рассеивателе, новые чипы способны обернуться источниками с тёплым белым спектром и эффективностью 90 люмен на ватт и выше (сферические лампочки) или 123 люмена на ватт и выше (лампочки прожекторного типа).
С текущей ситуацией и прогнозом развития российского рынка люминисцентных ламп и светодиодов можно познакомиться в отчетах Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков:
Рынок люминисцентных ламп в России
http://www.membrana.ru/