Светодиоды Cree со сверхвысокой плотностью светового потока XLamp XD16

В начале декабря 2017 года компания Cree анонсировала выпуск серии светодиодов со сверх­высокой плотностью светового потока серии XLamp XD16 — до 264 лм с 1 мм². Такую высокую плотность светового потока удалось реализовать благодаря технологии, разработанной компанией NX Technology [1].

В технологии NX используется первичная оптика типа High Intencity, что дает возможность получить наилучший результат при работе с вторичной оптикой. Кроме этого, применены новые кристаллы серии Dmax, более эффективный люминофор и новые конструкции корпусов, обеспечивающие упрощение процессов производства светильников. На рис. 1 показана структура светодиода, выполненного на основе платформы NX.

Рис. 1. Упрощенная конструкция светодиода, изготовленного по технологии NX Technology

Основные преимущества технологии NX

Технология NX обеспечивает плотность светового потока в полтора раза выше, чем у самых лучших светодиодов, выпускаемых в мире, и в четыре раза выше, чем у светодиодов большой мощности, изготавливавшихся компанией Cree ранее (рис. 2).

Рис. 2. Сравнение плотности светового потока светодиодов Cree, изготовленных по старой и новой технологии, при одинаковой площади, занимаемой светодиодами

Светодиоды, изготовленные по технологии NX (по данным компании Cree), позволяют снизить оптические потери в сравнении с конкурирующими технологиями в случае, когда светодиоды расположены близко друг к другу на печатной плате (рис. 3). Таким образом, появляется возможность создавать компактные матрицы светодиодов с высокой плотностью светового потока и малыми оптическими потерями.

Рис. 3. Сравнительные потери светового потока при использовании технологии NX и конкурирующих технологий

С помощью технологии NX значительно проще смешивать несколько цветов от различных светодиодов, чем при использовании конкурирующих технологий. Это особенно важно в системах освещения жилья и теплиц, в которых выдвигаются специфические требования к спектральному составу цвета.

В процессе пайки оплавлением светодиоды, выполненные по технологии NX, сохраняют свое положение (отсутствуют наклоны и поворот корпусов) благодаря высокой теплопроводности и особой конструкции корпуса — это способствует увеличению выхода годной продукции и сокращению затрат на замену светодиодов на дефектных печатных платах.

Первой серией светодиодов, созданных по этой технология, стала серия XLamp XD16 [2], светодиоды которой обеспечивают плотность светового потока 264 лм/мм², что позволяет использовать их для построения высокоэффективных светильников, предназначенных для освещения улиц и многоярусных складов.

Основные характеристики светодиодов XD16 [3] приведены в таблице.

Примечание. *В зависимости от цветовой температуры. В таблице приведены значения для цветовых температур 7000 и 6000 К. При уменьшении цветовой температуры значение светового потока снижается. Например, для цветовой температуры 2700 К минимальный световой поток уменьшается до 321 лм при токе 1 А.

Все светодиоды XLamp XD16 соответствуют:

• директивам RoHS;
• требованиям стандарта UL-E349212 по воспламеняемости;
• параметрам профилей при пайке оплавлением, рекомендуемым стандартом IPC/JEDEC J-STD-020C.

Светодиоды формируют белый цвет с индексом цветопередачи 70, 80 и 90 CRI.

При выпуске продукции компания Cree осуществляет сортировку светодиодов по вариациям цвета (биннинг) +85 °C ANSI (белый) трех- и пятиступенчатый эллипс МакАдама EasyWhite.

Цвет и яркость свечения светодиодов изменяются в зависимости от рабочей температуры кристалла. В среднем этот сдвиг предсказуем, но все же в большой степени зависит от того, насколько характеристики кристалла соответствуют типичным значениям его параметров. Хотя это не столь важно для уличных светильников, которые расположены на большой высоте и содержат множество светодиодов, однако проблема возникает, когда светодиоды используются в полосковом светильнике. В [3] приведены значения светового потока светодиодов серии XD16 в зависимости от температуры.

Графики относительного спектрального распределения мощности излучения светодиодов XLamp XD16 приведены на рис. 4.

Рис. 4. Графики относительного спектрального распределения мощности излучения светодиодов XLamp XD16

Рис. 5. Относительная зависимость светового потока светодиодов XLamp XD16 от температуры перехода

На рис. 5 показана относительная зависимость светового потока светодиодов XLamp XD16 от температуры перехода при значении прямого тока 350 мА, а на рис. 6 — относительная зависимость светового потока от величины прямого тока.

Рис. 6. Относительная зависимость светового потока XD16 от тока

Зависимость падения напряжения на светодиоде от тока имеет ярко выраженный нелинейный характер (рис. 7).

Рис. 7. Зависимость прямого падения напряжения от тока через XD16

На рис. 8 приведены зависимости максимального тока через светодиоды XD16 от температуры окружающей среды.

Рис. 8. Зависимости максимального тока светодиодов XLamp XD16 от температуры окружающей среды

Дополнительную информацию о светодиодах XLamp XD16 компании Cree можно найти в [3].