På tio år har LED-belysning gått från ett teknologibuzzord till branschstandard, med exponentiella förbättringar av optisk styrning och energieffektivitet. Hur har LED förändrats? Vilka utmaningar möter produktutvecklare? Och vad är nästa steg för tekniken?
Övergången från traditionella ljuskällor till LED har varit omvälvande, energibesparingarna har skjutit i höjden och aldrig tidigare har inköpare haft ett så brett produktutbud att välja bland. Det var inte alltid så. Tidiga LED-belysningslösningar pressade halvledartillverkarna på bättre verkningsgrad och lägre priser.
Hur LED-chip har utvecklats över tid
Tidiga Dual In-Line-paket bestod av en rudimentär katod- och anodram med kilvinstrådsförband, som gav mycket låg lumenuteffekt och dålig optisk prestanda. Inkapslad LED (ofta kallad mellankrafts-LED) förbättrade detta med högre effekt och bättre lumen per dollar. En plastreflektor omgav ett chip hållet i epoximassa, med fosfor applicerat för att justera färgtemperaturer. Dessa mellankrafts-LED led av dåligt lumenunderhåll vid hög effekt, delvis på grund av degradering av plastreflektor.
Majoriteten av gatubelysningsmarknaden använder i dag högenergis keramikpaket-LED, en kraftlösning med utmärkt termisk prestanda tack vare kontakt med ett ledande basmaterial. Keramikpaket förde LED-tekniken bortom interna reflektorer och använder i stället linsateriellt som en form av primärtoptik.
Chip On Board-LED (COB) erbjöd ett stegvis byte till maximal effekt från ett enda paket, med potentiella uteffekter över 100 watt. Genom att montera en array av LED-enheter på ett stort aluminiumsubstrat kan högre totalflöde erbjudas med utmärkt termisk prestanda. Ett enda fosforskikt appliceras på hela ytan, vilket ger bra färgjämnhet med en låg profilform. Kontinuerlig utveckling av COB-tekniken erbjuder högre LED-verkningsgrad, vilket INDO har byggt in i vår ständigt förbättrade CHROMA och de nya CHROMA-X-optikerna.
Chip Scale Package-LED (CSP) erbjuder ytterligare ett paradigmskifte i hur LED-belysning utvecklas och byggs; i praktiken ett ”pakettfritt” LED. Chipet är konstruerat av LED-enheten själv, en elektrisk bondplatta och fosforbeläggning, utan substrat, reflektorer, epoxidomkupor, bondtrådar eller ledramar.
Denna otroligt lilla formfaktor erbjuder både designmöjligheter och utmaningar. Att ta bort en ledram eliminerar svavelkorrision, och att ta bort bondtrådar ökar produkttillförlitligheten markant. Dessa chip liknar mer en punktkälla, vilket gör optisk styrning och uppnående av bättre avskärningsvinklar betydligt enklare.
Utmaningen med CSP
CSP:s lilla storlek gör positionering inuti en lins ännu viktigare; enheternas 5-sidiga karaktär kräver extra uppmärksamhet för korrekt optisk styrning. Små förskjutningar kan dramatiskt förändra de fotometriska egenskaperna hos en CSP-armatur, med ytterligare noggrannhetskrav under tillverkningsprocessen och nya designtekniker för att säkerställa felsäker montering och produktmångfald.
Ledande tillverkare har marknadsförd CSP i ungefär 2 år, och många av de stora aktörerna på halvledarmarknaden visade sina produkterbjudanden på Frankfurt Light & Building-mässan 2016. Linslösningarna har dock ännu inte kommit i kapp med de optiska utmaningarna med en så liten LED. För att dra nytta av de senaste framstegen påbörjade INDO ett eget projekt för att utveckla en CSP-optisk lösning under fjärde kvartalet 2016.
Slutsresultatet av den utvecklingen blev den nya NAVIGATOR-optiska lösningen, ett mångsidigt ljussystem med 17 olika fördelningar som erbjuder förbättrad optisk styrning jämfört med tidigare LED-typer och som katapulterade INDO in i nästa projekt, Variable Optics.
Variable Optics, en fotometriskt styrbar lösning
Noggrannare optisk styrning och minskad linsstorlek möjliggör innovativ utveckling av armaturer med variabel optik, där de fotometriska egenskaperna kan styras och ändras dynamiskt på kortet. Det är möjligt att utveckla en armatur som kan anpassa sig till förändrade vägförhållanden. Detta ger kunderna absolut kontroll och integreras väl med smarta städers perspektiv.
Bilderna och videon nedan visar en konceptuell demonstration av dessa dynamiskt förändrade optiker i en kontrollerad testmiljö.
Höger: Smalare, intensiv fördelning
Titta noga, så ser du fördelningen sakta och gradvis förändras!
Vilka fördelar kan INDOs patenterade Variable Optics erbjuda?
- Enklare upphandling och lagerhantering med färre nödvändiga lagerhållningsenheter
- Möjliggör adaptiva armaturer som kan fjärranspassas efter installation för att möta förändrade miljö- eller situationsfaktorer
- Ger möjlighet till mer effektiva installationer genom att justera varje belysningspunkt efter behov
- Möjlig lösning för klagomål och klagohantering från boende
Med möjligheten att när som helst ändra det effektiva området kan fastighetsförvaltare förändra dynamiken i sina installationer med enkla kommandon, och anpassa sig till förändrade krav och återkoppling från boende.
INDO driver på med vår utveckling av Direct Drive-tekniken och erbjuder ett urval av optiker och LED-enheter i våra produkter. INDO-teamet fortsätter att växa och lära sig, med teknisk kompetens som återinvesteras i framtida utvecklingsprojekt.
De senaste ljussystemlösningarna kommer också att finnas tillgängliga i vår nya motorvägsarmatur, AIR3 >
