Базовые знания о светодиодах

Независимо от того, производите ли вы или покупаете светодиодные ленты, понимание основ светодиодов имеет решающее значение.

Как основной светоизлучающий компонент, характеристики светодиодов напрямую определяют производительность световых полос. Для производителей эти знания направляют выбор светодиодных чипов, схему и управление процессом. Для покупателей важно различать высококачественную и некачественную продукцию и избегать ловушки «вводящих в заблуждение спецификаций».

Только понимая основные принципы светодиодов, можно убедиться, что светодиодные световые полосы соответствуют ожиданиям основных показателей, таких как яркость, энергоэффективность и срок службы. Ниже я расскажу вам о базовых знаниях о светодиодах.

Что такое светодиод?

‌LED (светоизлучающий диод)‌ является полупроводниковым твердотельным источником света, полупроводниковый чип состоит из двух частей: одна полупроводниковая, где доминируют дыры, а другая - полупроводник, где доминируют электроны. Когда эти два полупроводника соединены, они образуют p-n-переход. Когда ток протекает по проводу и действует на чип, электроны продвигаются в сторону р-типа. В области p-типа электроны рекомбинируются с дырами, высвобождая энергию в виде фотонов. Этот процесс является принципом светодиодного освещения. Длина волны света, определяющая его цвет, определяется материалами, используемыми для формирования p-n-перехода.

Светодиоды могут излучать непосредственно красный, желтый, синий, зеленый, голубой, оранжевый, фиолетовый и белый свет. Светодиодный пакет представляет собой пластиковый корпус, содержащий светодиодную чип и люминофор. Светодиодный чип представляет собой полупроводниковый материал, который излучает свет (голубой), а люминофорный материал преобразует часть этого света в длину волны зеленого и красного. Получившийся белый свет излучается из светодиодного пакета. Упаковочный материал играет значительную роль в теплоотводе светодиодов (например, PPA, PCT и керамика).

Светодиодные источники света предлагают такие преимущества, как низковольтное питание, низкое энергопотребление, высокая адаптивность, высокая стабильность, короткое время отклика, экологичность и многоцветная эмиссия, что делает их идеальным выбором для современного освещения.

Какие основные виды упаковки светодиодов?

Светодиодные упаковочные формы включают в себя сквозное отверстие, SMD-соединение и интегрированный COB.

‌Сквозное отверстие (DIP)‌: DIP LED Packaging имеет цилиндрическую форму с длинными проводами, при этом чип находится внутри пластикового корпуса. Дип светодиоды имеют два параллельных металлических провода. В то время как некоторые продукты все еще используют этот дизайн сегодня, по сравнению с более новой светодиодной упаковкой, светодиоды DIP имеют более низкий уровень светопроизводительности и индекс цветопередачи. Эти светодиоды в основном используются для сигнальных ламп и декоративных приложений, таких как струны рождественских фонарей. Однако они имеют плохую теплоотвод и низкую эффективность световой активности (<50 лм/Вт) и постепенно постепенно исчезают.

Накладной (SMD): Светодиоды SMD были разработаны после светодиодов DIP. По сравнению с DIP-светодиодами, светодиоды SMD обеспечивают более высокую светоизлучную эффективность и более низкое энергопотребление. По сравнению с DIP-светодиодами, они имеют меньшую конструкцию, меньшую высоту, более длительный срок службы, снижение энергопотребления до 75% и более низкие затраты на техническое обслуживание. Типы основных типов поверхностных креплений (такие как 2835, 3030, 5050 и т. д.) имеют компактный размер, превосходную теплоотвод и свето-эффективность > 120 лм/Вт, что делает их широко используемыми в осветительных приборах. Для получения дополнительной информации о светодиодах SMD, пожалуйста, читайте блог: SMD3528, SMD2835 и SMD5050: какая светодиодная лента лучше всего подходит для коммерческого и архитектурного освещения?

Интегрированный (COB): Упаковка COB включает в себя размещение нескольких чипов (обычно 9 или более) на алюминиевую подложку, интегрируя больше чипов в ограниченное пространство для достижения более высокой светоинтенсивной интенсивности в меньшей области. Этот дизайн занимает меньше места, при этом максимально увеличивая потенциал освещения. Эта технология устраняет необходимость в основе пайки, сокращая время сборки почти на одну треть и снижая затраты. Типы COB обычно используются в высокоэффективных светильниках, таких как промышленные фонари, уличные фонари, парковки и открытые пространства, требующие больших площадей освещения. Из-за высокой яркости на единицу площади они также выделяют значительный тепло, поэтому их необходимо использовать с большими радиаторами. Для получения дополнительной информации о различиях между светодиодами COB и светодиодами SMD, пожалуйста, читайте в блоге: Разница между SMD LED и COB LED: Что лучше?

Что такое индекс цветопередачи (CRI)?

Индекс цветопередачи (CRI) — это мера способности источника света точно воспроизводить цвета объектов. В первую очередь он описывает, насколько близко цвета объектов появляются под источником света по сравнению с их цветами при естественном освещении (например, в солнечном свете). Чем выше значение CRI, тем сильнее способность источника света воспроизводить цвета, и тем ближе цвета объектов появляются под этим источником света, чтобы напоминать их цвета при естественном освещении. Для получения дополнительной информации о CRI, пожалуйста, читайте блог: Насколько важен индекс цветопередачи светодиодных лент?

Источники света с одинаковой цветовой температурой могут иметь разные спектральные составы. Источники света с более широкими спектральными композициями с большей вероятностью обеспечивают лучшее качество цветопередачи. Когда спектр источника света отсутствует или имеет очень мало доминирующей длины волны, отраженной объектом под опорным источником света, это может вызвать значительные цветовые различия. Чем больше цветовая разница, тем хуже цветопроизводительность цветопередачи для этого цвета. Коэффициент CRI является широко используемым методом оценки эффективности цветопередачи источника света.

CIE определяет планкский радиатор как источник опорного света, устанавливая индекс цветопередачи 100 и задает восемь цветов-сэмплов. Если под источником света цвет образца соответствует цвету образца под опорным источником света, индекс цветопередачи источника света равен 100, если цвет меняется, индекс цветопередачи источника света ниже 100.

Индекс цветопередачи имеет большое значение в дизайне освещения и в приложениях, особенно в сценариях, требующих точной цветопередачи объектов, таких как художественные галереи, фотостудии и медицинские учреждения. В этих настройках выбор источников света с высокими индексами цветопередачи обеспечивает подлинность и точность цветов объекта. Важно отметить, что индекс цветопередачи не является единственным критерием оценки качества источника света; он в первую очередь фокусируется на способности источника света воспроизводить цвета. При выборе источника света следует также всесторонне рассматривать другие факторы, такие как яркость, цветовая температура и энергоэффективность.

Что такое цветовая температура?

Цветовая температура — это единица измерения, которая указывает цветовые компоненты, содержащиеся в свете. Теоретически цветовая температура черного тела относится к цвету, который он проявляет при нагревании от абсолютного нуля (-273°C). Когда цвет источника света соответствует цвету черного тела при определенной температуре, абсолютная температура этого черного тела называется цветовой температурой источника света. Он также известен как «колориметрическая температура». Единица Кельвин (К).

Цветовая гамма обычно используемого освещения составляет от 2700 до 6500 тыс. Чем ниже цветовая температура, тем более красноватый цвет; чем выше значение, тем более голубоватый цвет; промежуточные значения белее. Цветовая температура от 2200 до 3750 тыс. тенденций, как теплый белый свет, 4000K до 5000K - нейтральный белый, а 5700K до 8000K - холодный белый свет.

1. Цветовая температура и цветовые координаты имеют отношение один ко многим, одна и та же цветовая температура может иметь разные значения x и y.

2 , йо- Другими словами, его можно назвать цветовой температурой только тогда, когда она падает на кривую излучения черного тела.

3. Одна и та же цветовая температура может давать различное восприятие цвета.

Для получения дополнительной информации о цветовой температуре, пожалуйста, читайте блог:

3000K vs 4000K vs 5000K vs 6000K: В чем разница?
Сравнение цветовой температуры светодиодного освещения: 5000K против 6000K
Сравнение цветовой температуры светодиодного освещения: 4000K против 5000K
Сравнение цветовой температуры светодиодного освещения: 3000K против 4000K
Сравнение цветовой температуры светодиодного освещения: 2700K против 3000K

Что такое коррелированная цветовая температура?

Когда точка цветности источника света не находится на траектории черного тела, а хроматичность источника света ближе всего к черному телу при определенной температуре, абсолютная температура этого черного тела представляет собой коррелированную цветовую температуру (CCT) источника света. Единица Кельвин (К).

В повседневном использовании мы видим тестовые данные со спектроскопических приборов. Это коррелированная цветовая температура (CCT), а не цветовая температура. В чем разница между ними? Конечно, есть: цветовая температура источника света — это температура идеального радиатора черного тела, излучаемый светом которого соответствует цвет источника света. Другими словами, только когда она падает на линию излучения черного тела, ее можно назвать цветовой температурой.

Цветовая температура определяется в стандартной линии, а коррелированная цветовая температура определяется относительно этой стандартной цветовой температуры. Белый свет, который мы производим, может не совсем совпадать со стандартной линией цветовой температуры; вместо этого мы находим «ближайшую» точку и читаем ее цветовую температуру, которая называется «коррелированная цветовая температура».

Поэтому, даже если коррелированная цветовая температура одинакова, например, 3000K, если цветовая допуск составляет 7 шагов, диапазон цветовой температуры может составлять 2870-3220K, с разницей почти 350K, что может привести к значительным различиям в визуальных характеристиках.

Что такое цветостойкость?

Цветокорректность используется для характеристики разницы между значениями x и y, рассчитанными с помощью программного обеспечения системы измерения цвета и стандартного источника света. Чем меньше значение, тем ближе цветовые координаты продукта к стандартным значениям. Чем меньше разрыв между спектром источника света и стандартным спектром, тем выше точность и тем чище цвет света.

Вы можете быть в замешательстве: существует множество комбинаций XY для одной и той же цветовой температуры. Какая цветовая температура и координаты соответствуют требованиям сенсорного комфорта твердотельного освещения и человеческого глаза? Как решить эту проблему? Для решения этой проблемы необходимо ввести понятие цветостойкости.

Из-за различной плотности красного, зеленого и синего люминофоров во время производства легко могут возникать разница в цветовой температуре. Как только возникают такие различия, их необходимо регулировать с помощью цветопередачи, чтобы обеспечить световой цвет лампы. В качестве источника освещения белый светодиодный свет должен соответствовать стандартам цветопередачи, чтобы направлять разработку и применение новых белых светодиодных источников освещения.

Взаимосвязь между цветовой температурой и цветоустойчивостью

Цветовая температура — это единица измерения, которая указывает цветовые компоненты, присутствующие в свете. Теоретически цветовая температура черного тела относится к цвету, излучаемому при нагревании от абсолютного нуля (-273°C). Когда черное тело нагревается до определенной температуры и цвет света, который излучает, соответствует цвету света, излучаемого определенным источником света, температура, при которой нагревается черное тело, называется цветовой температурой этого источника света, т. е. цветовой температурой, причем единицей измерения является «к». Чем меньше значение, тем более красноватым цветом; чем больше значение, тем более голубоватый цвет; промежуточные значения стремятся к белому. Типичный диапазон цветовой температуры для освещения при нормальном использовании составляет примерно 2700-6500K, что соответствует теплому белому и нейтральному белому свету.

Стандартный спектр меняется с цветовой температурой. Для того же источника света, если стандартный спектр отличается, цветовая разница также различается. Однако во время измерения стандартная система анализа цветов света обычно автоматически определяет диапазон цветовой температуры измеряемого источника света для определения значения цветовой температуры стандартного спектра. При той же цветовой температуре, если стандартный стандартный спектр согласован, но цветовые координаты X и Y различаются, разница в цвете также будет различаться.

Координаты цвета и разница в цвете связаны. Координаты цвета рассчитываются на основе цветовой диаграммы, а разница в цвете — это разница между фактическими измеренными координатами цвета и стандартом. Разница в цвете — это разница между значениями x и y продукта и значениями x и y стандартного источника света. Чем меньше расстояние, тем ниже SDM. Для получения дополнительной информации о SDM, пожалуйста, читайте блог: Все о SDCM для светодиодных лент

Мы используем SDCM для оценки цвета света, так как же мы измеряем этот параметр? Как правило, спектрофотометр, подобный показанному на рисунке ниже, может использоваться для проверки цветовой температуры и разницы в цвете.

Факторы, влияющие на цветонос

1) вариация чипа: Светодиодные чипы из разных партий или моделей имеют присущие различия в своих светоизлучающих характеристиках, что приводит к сдвигу в цветовых координатах.

2) Влияние процесса: Неравномерное распределение люминофора, вызванное дозированием, с отклонениями толщины клеевого слоя, превышающим 5%, значительно снижает согласованность цвета.

3) материальные эффекты: Состав материала, соотношение и однородность покрытия люминофоров напрямую влияют на спектральное распределение и согласованность цветовой температуры.

4) Эффекты приборов: Например, различия между спектрофотометрами и интегрирующими сферами или между различными моделями одного и того же прибора могут привести к различным результатам измерений. Кроме того, несоответствия критических параметров, установленных клиентами по сравнению с производителями оригинального оборудования (OEM-производителей), например, различие времени интеграции для интеграции сфер, также могут привести к ошибкам в измерениях.

5) Влияние терморегуляции: Если температура управления лампой недостаточно, повышение температуры может вызвать дрейф цвета. Светодиодные светоизлучающие материалы обладают значительными температурно-зависимыми характеристиками, при повышении температуры излучения спектр излучения смещается в сторону красного, пик излучения расширяется, а при определенной температуре излучение прекращается. Для обеспечения соответствия сроку службы и светового потока светильника, температура соединения светодиодной лампы должна поддерживаться в определенном диапазоне.

6) Текущие эффекты: При изменении тока привода также влияют свойства светоизлучающих материалов. Чем выше стабильность света, тем меньше цветовая температура и тем меньше допустимая цветовая устойчивость.

Почему светодиодные фонари с одинаковой цветовой температурой имеют разные цвета?

Некоторые могут задаться вопросом, почему, несмотря на то, что у них такая же цветовая температура 3000K, светильники имеют разные цвета, что позволяет предположить, что допуски по цветовой температуре могут не эффективно решать эту проблему. Действительно, в пределах указанного диапазона допусков по цветовой температуре производители светодиодного освещения постоянно сталкиваются с проблемами, связанными с несовместимостью цветовых температур. Это явление не только проявляется в виде значительных цветовых различий, несмотря на одинаковые значения цветовой температуры, известные как «одно и то же, что и цвет», но и в тех случаях, когда цвета схожи, но тестируемые значения цветовой температуры сильно различаются, называются «один цвет, разная температура».

Как показано на рисунке ниже, три точки A, B и C на синей линии относятся к одной и той же цветовой температуре 3000K. Точка А ровно 3000к теплый белый свет, а точка B немного зеленоватая на 3050К, а точка C немного красновато- 2950к. Они отличаются примерно на 50 тыс. Хотя разница в цветовой температуре незначительна, фактические воспринимаемые цвета различны.

Кроме того, по мере снижения цветовой температуры явления «одной и той же температуры, разного цвета» и «один и тот же цвет, разная температура» становятся все более выраженными. Поэтому, если вы хотите, чтобы цвета вашего продукта достигали согласованности, мы должны использовать допуск цветового различия (SDCM), чтобы решить эту проблему. Если центральная точка цвета продукта совпадает с центральной точкой допуска разницы в цвете, то для характеристики цветовых различий можно использовать допуск разности цветов, чем больше допуск по цвету, тем больше разница в цвете.

Давайте сначала посмотрим на следующее сравнение цветовых светодиодных светодио дных световых индикаторов 3000K: если две цветовые координаты находятся в пределах двухступенчатого эллипса, человеческий глаз едва может различить их. Если это 5-ступенчатый эллипс, то становится заметной разница в цвете; если это 3-ступенчатый эллипс, то разница между цветом краевого и центрального цвета сразу не очевидна. Поэтому для освещения цветовой температуры 3000K, если целью является достижение почти нулевого цвета, то допустимость цвета обычно должна быть установлена в течение 3 шагов.

Из приведенного выше анализа ясно, насколько важна разница в цвете. Если разница в цвете не контролируется, изготовляемые светодиодные ленты могут иметь несовместимый цвет при освещении. Представьте себе линейную световую полоску, если между светодиодами есть различия в цвете, их легко обнаружить человеческим глазом. Когда цвет всей световой полосы несовместим, это приводит к плохому освещению. Для достижения высококачественных световых эффектов следует приобрести световые полосы с более высокой светоэффективностью и меньшими значениями SDCM.

Светодиодные стандарты цветопереносим

В 1942 году ученый МакАдам проводил эксперименты над 25 цветами, используя родственные принципы, измеряя от 5 до 9 относительных сторон каждой цветовой точки и записывая две точки, в которых они могли различать цветовые различия. В результате получилось эллипс разной длины и длины, известный как эллипс щебня Макадам.

В эллипсе макадам, даже если есть различия в цвете, наши глаза не могут их обнаружить. Однако, как только цвет выходит за пределы этого эллипса, мы можем легко различить цвет. Поэтому в рамках эллипса макадам мы можем считать цвета точек непротиворечивыми.

Размер эллипса макадама также называют стандартным отклонением соответствия цвета (SDCM), важной метрикой для оценки согласованности цвета. Увеличивая соотношение главных и минорных осей эллипса щебня щебня, мы можем получить эллипсы щебня разных порядков, таких как второй, третий, третий и т.д. Эти эллипсы различных заказов предоставляют нам более подробные стандарты для оценки согласованности цвета.

1. Европейская и американская цветовая температура X.Y координаты стандартных точек

Основными стандартами цветового различия в настоящее время являются Североамериканский стандарт ANSI и европейский стандарт IEC. Соответствующие центральные точки разности цветов суммируются следующим образом:

2. Стандартные диапазоны Energy Star и Европейские цветовые различия

● Звезда ANSI C78.376, цветовая разница ≤7 SDCM, разделенная на области по светодиодным характеристикам.

● Стандарт EUR 60081 EUR EUR 60081, цветостойкость ≤7 SDCM, светодиодные регионы определены в соответствии с техническими требованиями к свету.

Краткое содержание

После вышеприведенного введения я считаю, что теперь все лучше понимают светодиодную температуру.

Signliteled — высокотехнологичное предприятие, специализирующееся на исследованиях, разработке и производстве светодиодных лент, при этом технологические инновации и тщательное тестирование являются основными компетенциями. Компания имеет полную систему исследований и разработок, гарантирующую, что цветовая температура всех светодиодных лент контролируется в течение 3 шагов для теплой цветной температуры и в пределах 5 шагов для прохладной белой цветовой температуры.

От выбора чипа до конструкции драйвера, все контролируется собственными силами. Ассортимент продукции включает Гибкие светодиодные светильники, COB LED светильники, Светодиодные неоновые световые полосы, и другие категории с добавленной стоимостью. Оснащая компанию спектрофотометрами, камерами постоянной температуры и влажности, а также другими устройствами, она установила более 20 стандартов испытаний, включая 72-часовые испытания на старение и водонепроницаемые градации, чтобы обеспечить стабильность и надежность работы продукта. Если вы заинтересованы в этих продуктах, пожалуйста, свяжитесь с нашей командой.