På ti år er LED-belysning gået fra et teknologisk buzzword til branchestandarden, med eksponentielle forbedringer i optisk styring og energieffektivitet. Hvordan har LED’er ændret sig? Hvilke udfordringer står produktudviklere over for? Og hvad er det næste for teknologien?
Overgangen til LED fra traditionelle lyskilder har været transformerende, energibesparelserne er eksploderet, og aldrig har indkøbere haft et så bredt udvalg af produkter at vælge imellem. Men sådan har det ikke altid været: tidlig LED-belysning pressede halvlederproducenterne mod højere effektivitet og lavere priser.
Sådan har LED-chips udviklet sig gennem tiden
Tidlige Dual In-Line-kapsler bestod af en simpel katode- og anoderamme med kileformede trådforbindelser, hvilket gav meget lavt lysstrømoutput og dårlig optisk ydeevne. Indkapslede LED’er (ofte kaldet mid-power-LED’er) forbedrede dette, med højere effekt og god lumen per dollar. En plastreflektor omgav en chip fastholdt i epoxyindkapsling, hvor phosphor blev påført for at justere farvetemperaturen. Disse mid-power-LED’er led af dårlig lysstrømfastholdelse ved høj effekt, dels på grund af nedbrydningen af plastreflektorerne.
Størstedelen af vejbelysningsmarkedet bruger i dag High Power Ceramic Package-LED’er, en højeffektløsning med fremragende termisk ydeevne på grund af kontakten med et ledende basismateriale. Keramiske kapsler bevægede LED’er væk fra interne reflektorer og brugte i stedet linsematerialer som en form for primær optik.
Chip On Board-LED’er (COB’er) gav et markant spring i maksimal effekt fra en enkelt kapsel, med potentielle output på over 100 watt. Ved at montere en række LED’er på et stort aluminiumssubstrat kan der opnås en højere samlet lysstrøm med fremragende termisk ydeevne. Et enkelt lag phosphor påføres hele overfladen, hvilket giver god farveensartethed med en lav byggehøjde. Den løbende udvikling af COB-teknologi giver højere LED-effektivitet, som INDO har indbygget i vores stadigt forbedrede CHROMA og nye CHROMA-X-optik.
Chip Scale Package-LED’er (CSP’er) tilbyder endnu et paradigmeskift i den måde, LED-belysning udvikles og bygges på: de er reelt en “kapselfri” LED. Chippen består af selve LED’en, en elektrisk bondingpude og et lag phosphor, uden substrat, reflektorer, epoxykupler, bondingtråde eller ledningsrammer.
Denne utroligt lille formfaktor giver både designmuligheder og udfordringer. Fjernelsen af en ledningsramme eliminerer svovlnedbrydning, mens fjernelsen af bondingtråde markant øger produktets pålidelighed. Da de fungerer mere som en punktkilde, gør disse chips det meget lettere at opnå optisk styring og bedre afskæringsvinkler.
Udfordringen ved CSP’er
Den lille størrelse på en CSP gør placeringen i en linse endnu vigtigere, da enhedernes 5-sidede udformning kræver ekstra opmærksomhed for korrekt optisk styring. Små forskydninger kan drastisk ændre de fotometriske egenskaber for et CSP-armatur, hvilket kræver ekstra omhu under fremstillingsprocessen og nye designteknikker for at sikre fejlfri samling og produktalsidighed.
Store producenter har promoveret CSP’er i omkring 2 år, og mange af de store aktører på halvledermarkedet viste deres produkter frem på Frankfurt Light & Building-messen i 2016. Linseløsninger har dog endnu ikke indhentet de optiske udfordringer ved en så lille LED. For at udnytte de nyeste udviklinger igangsatte INDO sit eget projekt for at udvikle en optisk CSP-løsning i 4. kvartal 2016.
Det endelige resultat af den udvikling var den nye NAVIGATOR-optikløsning, en alsidig lysmotor med et sæt på 17 forskellige fordelinger, der giver forbedret optisk styring sammenlignet med tidligere LED-typer, og som sendte INDO videre til sit næste projekt, Variable Optics.
Variable Optics: en fotometrisk styrbar løsning
Mere præcis optisk styring og mindre linsestørrelse muliggør den innovative udvikling af armaturer med variabel optik, hvor de fotometriske egenskaber kan styres og ændres dynamisk på kortet, så det er muligt at udvikle et armatur, der kan tilpasse sig skiftende vejforhold. Dette giver kunderne fuld kontrol og integrerer med et smart city-perspektiv.
Billederne og videoen nedenfor viser en konceptuel demonstration af denne dynamisk skiftende optik i et kontrolleret testmiljø.
Højre: smallere, intens fordeling
Kig godt efter: du vil se fordelingen ændre sig langsomt og gradvist!
Hvilke fordele kan denne patenterede Variable Optics-teknologi fra INDO give?
- Lettere indkøb og lagerstyring med færre lagerførte enheder
- Muliggør adaptive armaturer, der kan fjernjusteres efter installation for at reagere på skiftende miljømæssige eller situationsbestemte faktorer
- Giver mulighed for mere effektive anlæg, hvor hvert lyspunkt justeres efter behov
- Potentiel løsning til håndtering af beboerhenvendelser
Med muligheden for at ændre det effektive belysningsareal efter behov kan aktivforvaltere ændre dynamikken i deres anlæg med enkle kommandoer og dermed reagere på skiftende krav og feedback fra beboerne.
INDO fortsætter udviklingen af vores Direct Drive-teknologi og tilbyder et udvalg af optik og LED’er på tværs af vores produkter. INDO-teamet fortsætter med at vokse og lære, og den tekniske ekspertise investeres tilbage i fremtidige udviklingsprojekter.
De nyeste lysmotor-løsninger vil også være tilgængelige i vores nye motorvejsarmatur, AIR3 >
