СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №6/2014

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 72 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2014 го светодиода Cree XLamp серий XP-C, XP-E, XP-G или XT-E. Технические характеристики моду- ля XLD-AС1х01-01: ● рассеиваемая мощность не более 1,5 Вт (без применения элементов охлаждения); ● тип подключения – пайка к контакт- ным площадкам; ● температура эксплуатации –40… +70 ° С; ● температура хранения –50…+80 ° С. Светодиодный модуль XLD-AС1х01- MCE-01 представляет собой печат- ную плату ∅ 47 мм на алюминиевом основании с установленным 4-кри- стальным светодиодом MC-E Cree XLamp размером 7,0 × 9,0 мм. Моду- ли выпускаются в двух исполнени- ях: с последовательным соединением кристаллов – XLD-AC1х01-MCE-SC-01; с параллельным соединением кристал- лов – XLD-AC1х01-MCE-IC-01. Технические характеристики XLD- AС1х01-MCE-01: ● рассеиваемая мощность не более 2 Вт (без применения элементов охлаж- дения); ● тип подключения – пайка к контакт- ным площадкам; ● соединение светоизлучающих кри- сталлов – последовательное или неза- висимое; ● модуль адаптирован к применению вторичной оптики Carclo для свето- диодов MC-E; ● температура эксплуатации –40… +70 ° С; ● температура хранения –50…+80 ° С; ● печатная плата рассчитана на уста- новку одного мощного 4-кристально- го светодиода Cree XLamp серииMC-E. Светодиодные модули для декора- тивного освещения представляют собой прямоугольную печатную пла- ту на стеклотекстолитовом основании с напаянными мощными светодиода- ми. Подключение модулей к источни- ку питания осуществляется с помо- щью установленных на плате нажим- ных разъёмов. Технологии монтажа Лидирующие производители свето- диодных кристаллов решают эту зада- чу по-разному. Например, компании Lumileds Lighting и Nichia используют медное теплоотводящее основание, Nichia приклеивает кристалл к подлож- ке, а технологи фирмы Lumileds Lighting используют пайку эвтектикой. Каждый из методов имеет свои особенности. Пайка кристалла на подложку позво- ляет снизить тепловое сопротивление кристалл–корпус, но при этом возни- кает диодный контакт между теплоот- водящим основанием и кристаллом, что требует электрической изоляции изделий при одиночном или группо- вом монтаже на печатную плату. Это удорожает производство и, в итоге, увеличивает тепловое сопротивле- ние корпус–теплоотвод. Кремниевая подложка и медное теплоотводящее основание имеют значительно отли- чающиеся коэффициенты объёмного расширения при нагревании, что при термоциклировании приводит к нару- шению эвтектики, повреждению кри- сталла и, как следствие, к преждевре- менному старению источника света. В свою очередь, метод приклеивания кристалла к медному теплоотводяще- му основанию позволяет уменьшить нагрузки на кристалл и одновремен- но обеспечить лучшую (по сравне- нию с пайкой) электрическую изоля- цию. При этом снижаются не только долговечность и надёжность изделий, но и себестоимость, что делает такую продукцию более доступной при про- чих равных условиях. Сегодня по технологии изготовления кристаллов InGaN больших размеров на карбиде кремния лидирует фирма Cree. Именно она обеспечила прорыв в области производства портативных твердотельных источников света. Себе- стоимость люмена намного уменьши- лась, а световой поток современных светодиодных матриц уже измеряет- ся десятками тысяч люмен, что позво- ляет изготавливать не только мощные системы рассеянного освещения, но и прожекторы с большой дальностью сфокусированного луча. Светодиоды, рассчитанные на отно- сительно низкое напряжение ( V f < 3 В), не содержат внутренних ограничитель- ных резисторов в отличие от «высоко- вольтных» приборов. Различают узко- и широкодиапазонные светодиоды, последние имеют V f = 3…15 В. Пря- мое напряжение и цветовая темпера- тура светодиода в некоторой степени зависят от прямого тока. При превыше- нии максимального прямого напряже- ния светодиода наступает его необра- тимый пробой, если драйвер не огра- ничивает ток. Прямой ток через активный свето- диод I f = 10 мА можно считать безопас- ным током для всех типов светодиодов. Именно его рекомендуется устанавли- вать при проверке работоспособности прибора. Прямой ток влияет на свето- вой поток, прямое напряжение и цве- товую температуру светодиода. Постоянное обратное напряже- ние V r – напряжение, которое можно подавать на светодиод без опасности его повреждения. Ток утечки при этом гарантируется, как правило, не более 10 мкА. Большинство светодиодов не предназначено для работы в обратном направлении. При увеличении обрат- ного напряжения до 7…10 В светоди- од превращается в стабилитрон, мак- симальный ток стабилизации которо- го ограничен мощностью рассеяния. Температура полупроводникового перехода T j определяет срок службы светодиода и его цветовую темпера- туру. Прямое напряжение и световой поток светодиода снижаются с ростом T j . Для мощного прибора с номиналь- ным прямым током 350 мА измене- ние прямого напряжения в диапазоне –40...+120 ° С составляет 0,55 В, а свето- вого потока – 25%. Ресурс светодиода определяют две составляющие – ресурс самого кри- сталла и ресурс оптической системы. Для изготовления оптических систем используются различные сочетания эпоксидных смол. Смола, как извест- но, изменяет свои свойства со временем (особенно под воздействием высоких температур), именно этим объясняет- ся эффект «замутнения» линзы. Поэто- му заявляемое в рекламных целях вре- мя непрерывной работы светодиода в 100 000 часов (почти 15 лет) вызы- вают сомнение, тем более что на прак- тике ещё никто не проверил эту маги- ческую цифру. По информации компании Osram OS [3], прогнозируемый ресурс про- изводимых сегодня светодиодов как минимум в два раза меньше, т.е. при- мерно 50 тыс. ч, с 30%-ной потерей яркости после 25 тыс. ч непрерывной работы. Это неплохо по сравнению с ресурсом лампы накаливания менее 1000 ч. С ВЕТИЛЬНИКИ Существует множество разновидно- стей светильников для уличного осве- щения. Это – энергосберегающие, ван- далоустойчивые светодиодные светиль- ники на основе мощных светодиодов фирмы Cree с высокой световой отда- чей и специальной оптической систе- мой, обеспечивающей светотехниче- ские характеристики, соответствующие