СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №3/2013

В ВЕДЕНИЕ Готовые светодиодные модули начи нают пользоваться большим спросом в современной промышленности. Эти устройства представляют собой осно вание – печатную плату, на которой установлены светодиодные кристал лы, соединённые в последователь но параллельные цепочки. Основным преимуществом светодиодных моду лей является экономия времени и средств, требуемых для разработки и создания систем освещения. Светодиодные модули начали появ ляться на рынке в начале 2000 х годов. Одним из первых мировых произво дителей, которые стали уделять особое внимание их разработке и развитию, была компания Sharp [1, 2]. Световой поток таких модулей составлял поряд ка 500 люмен. В настоящее время дан ный параметр светодиодных модулей значительно выше, а цена стала более привлекательной. Выпуск светодиод ных модулей типа «chip on board» (кристаллына плате, КнП) стали нара щивать и другие производители, на пример, Bridgelux и Citizen. В настоя щее время светодиодные модули пред лагают практически все компании – производители светодиодов. Т ЕХНОЛОГИЯ К Н П Технология КнП появилась в конце 1960 х годов и использовалась для про изводства гибридных интегральных ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 34 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2013 микросхем (ГИМС): кристаллыбескор пусных активных элементов монти ровались непосредственно на плату – подложку, что обеспечивало хороший отвод тепла, высокую надёжность, ми ниатюрность, а также экономическую эффективность. В результате ГИМС по лучили широкое распространение в различных областях электронной про мышленности [3]. В современных КнП для получения белого цвета свечения модуля на крис талл светодиода наносят люминофор. Как правило, он смешивается с опти ческим гелем, который полимеризует ся, образуя плёнку небольшой толщи ны – своеобразную первичную опти ческую систему светодиодного модуля КнП. Синий свет кристалла, проходя через даннуюплёнку, частично погло щается люминофором и возбуждает его, в результате чего происходит све чение люминофора в жёлто зелёном спектральном диапазоне. В результате смешения синего и жёлто зелёного цвета образуется белый цвет свечения [4]. При использовании таких светоди одных модулей в светильниках, для по лучения требуемой кривой силы света (КСС), необходимо применять вторич ную оптику, которую производит дос таточно много компаний. Ключевым параметром надёжности и долговечности светодиода является температура его p–n перехода. При ра боте изделия нельзя допускать, чтобы температура p–n перехода кристалла превышала предельно допустимое зна чение, приводимое в спецификации на кристалл или светодиод. Перегрев p–n перехода Δ T отно сительно поверхности печатной пла ты, корпуса устройства или окружаю щей среды можно оценить через теп ловое сопротивление устройства по формуле [4] Δ T = P СД × Rth СД + + P СД Σ × Rth радиатор . (1) С помощьюпреобразования форму лы (1), при известных тепловом сопро тивлении светодиода или кристалла, параметрах материалов, использован ных при монтаже, и температуре окру жающей среды T aтм , можно оценить температуру p–n перехода T j свето диода в конечном устройстве по фор муле [4] T j = T атм + P СД × Rth СД + + P СД Σ × Rth радиатор . (2) С помощью формулы (2) можно определить, при какой температуре это устройство может работать. При мер тепловой схемы светодиодного устройства приведён на рисунке 1. На основании схемы можно произвес ти тепловой расчёт светодиодного модуля с тремя мощными светодио дами при окружающей температуре T aтм = 25 ° C [4]. Тепловое сопротивление светодио да (СД) составляет 15 ° C/Вт, тепловое сопротивление клея или монтажной пасты и печатной платы – 6 ° C/Вт, теп ловое сопротивление радиатора – 10 ° C/Вт. Схема расчёта приведена на рисунке 2. Из неё следует, что при ра бочем токе светодиода 350 мА (потреб ляемоймощности светодиода пример но 1 Вт) и окружающей температуре 25 ° C температура p–n перехода будет равна T j = 25 ° C + 1 Вт × 21 ° C / Вт + + 3 Вт × 10,1 ° С / Вт = 76,3 ° С . Такое значение температуры вполне соответствует рабочему режиму, по Радиатор Печатная плата на металлической основе СД Клей/паста СД Клей/паста СД Клей/паста Рис. 1. Блок схема для теплового расчёта светодиодного устройства 10°C/Вт 0,1°C/Вт 15°C/Вт 6°C/Вт 15°C/Вт 6°C/Вт 15°C/Вт 6°C/Вт Рис. 2. Блок схема для расчёта светодиодного устройства с конкретными параметрами Светодиодные источники света компании Light Engines Corporation Игорь Матешев, Андрей Туркин (Москва) В статье представлен обзор светодиодных модулей компании Light Engines Corporation. Компания, вышедшая на рынок светодиодной продукции в 2008 году, продолжает динамично развиваться и выпускать новые модели светодиодных кластеров, предназначенных для различных систем освещения.