СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №2/2013

Можно ли получить чистый белый цвет путём смешения цветов R+G+B применительно к светодиодному све тильнику? Каким образом можно приблизить получаемый белый цветк идеальному? Теоретически это возможно, а вот на практике приходится сталкиваться с рядом ограничений, которые пре пятствуют получению идеального ре зультата. Рассмотрим факторы, вли яющие на чистоту белого цвета, полу чаемого путём смешения трёх RGB компонентов применительно к свето диодному светильнику с вторичной оптикой, а также решения, позволяю щие минимизировать влияние данных факторов. Первое – это разброс параметров светодиодов по двум основным харак теристикам: световому потоку и дли не волныизлучения. Даже при исполь зовании светодиодов одной партии и одной группы всегда возможен раз брос этих параметров. Таким образом, собранные светодиодные модули из начально немного отличаются друг от друга. Данная проблема решается пу тём калибровки смонтированных све тодиодных модулей с подстройкой баланса белого и сохранением калиб ровочных коэффициентов в энерго независимой памяти модуля либо све ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 70 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 2 2013 тильника, если проводится калибровка светильника целиком. Второе – зависимость этих же пара метров от температуры, причём раз личная для кристаллов разных цветов (см. рис. 1). Данная проблема решается путём использования программных средств и введения температурной коррекции. Третье – изменение указанных пара метров по мере старения светодиода. Также решается программными сред ствами на основе аппроксимации пре доставляемых производителем сведе ний о динамике старения светодиодов. Необходимо отметить, что первые три проблемы могут быть решены и другим способом – наличием в сис теме обратной связи от цветовых датчиков, но их применение не всегда возможно из за конструктивных и функциональных особенностей све тильника. Кроме того, применение данных механизмов требует возмож ности управлять каждым светодиодом в отдельности, что приводит к сущест венному усложнению схемы. Четвёртое – зависимость геометрии выхода света после вторичной оптики от длины волны излучения. По этой причине при использовании одинако вых линз на светодиодах разного цве та мы получаем несовпадающее рас пределение света. На сегодняшний день при решении данной проблемы приходится либо мириться с тем, что производители вторичной оптики не делают различия при разработке линз для светодиодов с разной длиной вол ны, либо в некоторых случаях исполь зовать рефлекторы вместо коллимато ров, поскольку проблема возникает в основном при использовании оптики с узкой диаграммой. Пятое – существование допусков по точности изготовления оптической системы, а именно: ● расположение кристалла на подлож ке и размеры самого кристалла; ● позиционирование первичной оп тики (силиконовой линзы) относи тельно кристалла; ● позиционирование корпуса свето диода на печатной плате; ● позиционирование вторичной оп тики относительно светодиода. Данную проблему можно частично решить лишь путём уменьшения до пусков во всей технологической це почке изготовления оптической сис темы. Шестое – смешение цветов проис ходит от разнесённых в пространстве источников света, поэтому существу ет зона несмешения цвета вблизи ис точников, а также так называемые кра евые эффекты – искажение цвета на крайних областях диаграммы распре деления света. Решением может стать применение дополнительных рассевающих мате риалов: плёнок, матовых стёкол, вто ричной оптики с рассеивающими элементами. Однако это снижает эф фективность светильника и не всегда применимо для узких диаграмм. Седьмое – неоднородное загрязне ние поверхности выхода света све тильника в процессе эксплуатации ли бо появление на поверхности капель воды, приводящее к нарушениюбалан са цветовых компонентов. Лучшие ре зультаты в решении данной проблемы показывает применение полноцвет ных светодиодов с общей вторичной оптикой, поскольку из светильника вы ходит уже смешанный цвет и локаль ные загрязнения не искажают цвет, а лишь изменяют его интенсивность. Это решение хорошо зарекомендовало себя для оптики с относительноширо кой (>20 град.) диаграммой. На более узких диаграммах общая картина ху же, чем при использовании отдельных линз для каждого светодиода. Кроме того, в данном случае имеет место вли яние на температуру кристаллов их «соседей» по подложке, что усложняет решение проблем программной цве токоррекции. На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что достижение 100000 Часы 10000 1000 T junction = 63°C 100 Световой поток, % 90 80 70 60 50 T junction = 74°C Рис. 1. График зависимости величины светового потока и срока службы от температуры кристалла (на примере температур 63 и 74°C) для светодиода белого цвета Актуальные вопросы, возникающие при разработке светодиодных светильников Сергей Матвеев (Санкт%Петербург) При разработке светодиодных приборов освещения инженеры сталкиваются с техническими проблемами, связанными с технологией изготовления элементной базы. Для решения некоторых задач бывает достаточно консультации специалиста. Руководитель отдела разработки компании IntiLED ответил на наиболее популярные вопросы.