FőoldalRendszerintegrátorA LED-alapú világítás jelene és kilátásai
2011. február 11., péntek ::

A LED-alapú világítás jelene és kilátásai

Mint LED-ek alkalmazásával és minőségirányításával foglalkozó mérnök, érthető érdeklődéssel követem a terület híreit, az új kezdeményezéseket. Akik olvasták-hallották a témával kapcsolatos korábbi megnyilvánulásaimat a tavalyi LED-konferencián, illetve a LED-OLDALon, bizonyíthatják, hogy a kifejezetten LED-re komponált eszközök híve vagyok. Ennek ellenére el kell ismernem, hogy a retrofit megoldások is fejlődnek, főleg a megbízhatóság tekintetében. Ez az SMD LED-ek terjedő alkalmazásának tudható be. Az "alapanyag", a LED gyártási technológiája rohamosan fejlődik, a nagy gyártási volumennek köszönhetően a gyártóberendezések kihordási ideje lerövidült, szabad az út az új típusok gyártásba vitele előtt

Legfeltűnőbb a tokozatok méretének zsugorodása.
Ezúttal a még jelentős mennyiségben gyártott 3 és 5 mm átmérőjű, hengeres epoxitokozásokról nem beszélek, mert nem ezek jelentik a világítási alkalmazások jövőjét. A felületszerelt, szilikonbevonatos LED-ek, ill. modulok képviselik a LED evolúció életképesebb ágát. Nem látványos, de igen fontos előrelépést jelent a jobb hőelvezetést biztosító szerelési technológia, illetve új segédanyagok alkalmazása. Ezek az újítások számos szabadalomban öltenek testet, nem is beszélve a titokként kezelt know-how ismeretek tömegéről. A spektrumkonverzióhoz használt fényporok kutatásában is ádáz verseny folyik. Az élettartam-növelés és fény áramnövelés egyik kulcsa ez a terület. A legköltségesebb feladat a chipgyártás fejlesztése.
Az anyaghibáktól mindinkább mentes struktúrák növesztése javítja a kihozatalt, és növeli a várható élettartamot, de az anyagtudományi kutatások igen sokba kerülnek, és csak kevés cég engedheti meg magának a saját kutatást. Emiatt élesen szétvált a chipgyártás és a konfekcionálás feladata.
Végül is a felhasználó a konfekcionáló márkákat ismeri, a segédanyagokat, szerelési alkatrészeket előállító cégek háttériparként működnek.
A jelenleg legnagyobb tömegben gyártott, világítási célra is alkalmas SMD LED-ek a 3528 (3,5×2,8 mm) és az 5050 (5×5 mm) méretűek. Ugyanakkor az 1 ... 3 W kategóriában egykor a Luxeon által ismertté tett lemezkivezetős, kerek, 7,26 mm átmérőjű tokozás lassan ki szorulóban van. Átveszik helyét az optimalizált hőátadású, egye zsugorodó méretű lapkára szerelt LED-ek, mint pl. a 3×4,5 mm méretű Edison/Federal és Luxeon/Rebel, illetve a 3×3 mm méretű Osram/OSLON-SSL. A multichip-LED-ek terén még tejes a káosz, minden gyártó egyedi méretekkel jelenik meg. Ez megnehezíti a kiegészítő optikák választékának ésszerűsítését, egységes szimulációs programok készítését is.
Azért szenteltem ennyi figyelmet a tokozás egységesítésének, mert a lámpák gyártásakor nem hátrány, ha azonos mechanikai kialakítással több gyártótól is hozzáférhető, egységes méretű LED-ek tervezhetők be. A multichipmodulok hátránya és előnye is egyben a koncentrált fény. Kis területen sok chip kerül felszerelésre, fokozva a hűtési gondokat, de csökkentve a fénykibocsátó felületet.
A LED-es világítás céljára az erősen nyalábolt fényű lámpáktól eltekintve véleményem szerint nem előnyös a kis felületű fényforrás. Nagyobb a kápráztatás esélye és nehezebb a hűtés a koncentrált fényű, miniatűr teljesítmény LED esetén.
Utcai világítás tervezésekor viszont szükség lehet olyan nagy fényáramra, hogy indokolt 600 ... 1200 lm fényáramú multichip modulok alkalmazása a megszokott mechanikai méretek megtartása céljából.
Az SMD-technika változatos formájú lámpák kialakítását teszi lehetővé. Ma már szakosodott dizájnerek keze alól szép és célszerű LED-es lámpák kerülnek ki. Ezeknél a dizájnlámpáknál kevésbé jelent gondot a fényforrás magas ára, mert a dizájn önmaga is drága. A LED-ek $/lumen mutatója évről évre 10 ... 20%-ot esik, ami remélni engedi, hogy nincs messze a tömeggyártott, LED-del tervezett lámpák kora.
Lámpa tervezésekor nem elhanyagolható szempont, hogy minél kevesebb fény nyelődjön el a világítótestben. Általános gyakorlat, hogy csak a fényforrás energiahasznosítását figyelik, ugyanakkor az előnytelen optikai kialakítás miatt jelentős fényáram-veszteség keletkezik.
A hazai kínálatra a retrofit és azon belül az epoxi tokozott, 60...120 mW-os LED-eket tartalmazó alsó kategória jellemző.
Esztétikus megjelenésről ilyen esetben egyáltalán nem beszélhetünk, és az alapvetően eltérő sugárzási karakterisztika miatt a helyettesített izzólámpáshoz nem hasonlító, idegenszerű fényviszonyok keletkeznek. A retrofit miatti technikai kompromisszumok élettartam- és esztétikai hátrányokhoz vezetnek.
A világítástervezés legfrissebb újdonsága a mikroprizmák, mikrolencsék alkalmazása.
A technika az LCD-háttérvilágítás fejlesztőlaborjaiban született, és precíziós megmunkálást igényel, magas szerszámozási költséggel. Ahogy a LED háttérvilágítás gyártása tömegessé vált, létrejött ennek a technikának is a háttéripara. A mindig pontszerűen világító LED-chipek fénye az új technikával kis veszteséggel teríthető, irányítható. Az alacsony fényelnyelésű bevonatokkal együtt alkalmazva lágy fényű, ergonomikus lámpák készülnek, kitűnő fényhasznosítási adatokkal. A technológia viszonylagos új volta miatt, még kevés gyártó alkalmazza ezeket.
Az egyik ilyen az osztrák ZUMTOBEL, ahol alapkutatásszinten foglalkoznak a LED-világítás technológiai alapjaival, és neves formatervezőket foglalkoztatnak a technika látvánnyá átlényegítésében.

A Zumtobel MellowLightV fényhasznosítása a legjobb A Zumtobel MellowLightV fényhasznosítása a legjobb
Legjobb fényhasznosítású LED-es konstrukciójuk 77 lm/W energiahasznosítást teljesít az egész lámpára vonatkoztatva.

A Zumtobel TunebleWhiteV fehér fénye hangolható A Zumtobel TunebleWhiteV fehér fénye hangolható
Érdekes irányzat a fénykeveréssel előállított és mikroprizmás rendszerrel homogénné tett "hangolható" fehér fény, mint pl. a fenti gyártó TunebleWhite lámpája, amelyiknél a színhőmérséklet elektronikusan állítható.

A Philips Ledino, Ledino6950 és Ecomoods lámpái A Philips Ledino, Ledino6950 és Ecomoods lámpái
Másik ígéretes kezdeményező a Philips világítási részlege, szemet gyönyörködtető, átgondolt lámpáival. Az ECO MOODS és a LEDINO lámpák ugyanazt a 7,5 W bemeneti teljesítményű LED-modult használják számos változatban, modulszámmal variálva, szép formaterv alapján és mindezt tömeggyártásra technologizálva.
Néhány éven belül már válogathatunk a műszaki áruházak világítási részlegeiben a LED-re tervezett lámpák között, legyen akár függeszték, asztali lámpa, falikar, állólámpa, vagy bútorvilágítás az igényünk.

A MACRO Budapest Kft. honlapja

Tudomány / Alapkutatás

tudomany

CAD/CAM

cad

Járműelektronika

jarmuelektronika

Rendezvények / Kiállítások

Mostanában nincsenek események
Nincs megjeleníthető esemény