Вход |  Регистрация
 
 
Время электроники Воскресенье, 4 декабря
 
 


Это интересно!

Новости


Обзоры, аналитика


Интервью, презентации

Ранее

Российский рынок полупроводниковой светотехники 2011-2012 гг.

В ходе выставки по светотехнике и осветительной технике «Интерлайт-2011» наша редакция провела опрос участников с целью определить текущее состояние и тенденции развития рынка полупроводниковой светотехники.

Светодиод в конце туннеля

К чему приведет переход на энергоэффективное освещение.

Модули питания: новые возможности российских разработчиков электронной техники

Как развивается электроника в последние годы, характеризуемые спадом экономики 2008-2009 гг. и ее частичным восстановлением в 2010 и начале 2011 годов? Основная тенденция на рынке модульных источников питания – взрывной рост рынка светодиодного освещения и рынка соответствующих источников питания.

 

2 марта

Как сэкономить на светодиодах

Руководители ведущих мировых компаний (Cree, Philips и др.) рассказывают, как правильно сориентироваться в современных решениях для светодиодных осветительных приборов.



П

роизводители светодиодов постоянно следят за рынком освещения и пытаются понять и предугадать, какие продукты будут востребованы в ближайшем будущем. На первый взгляд может показаться, что среди представленных устройств много одинаковых или похожих, и зачастую это действительно так. Как правило, у разработчика всегда есть выбор, редко случается так, что для разрабатываемого устройства подходит только одна модель светодиодов. Даже если единственным критерием выбора является минимальная стоимость, всё равно приходится учитывать и другие аспекты. О них мы и поговорим в этом материале.

Стоимость

Стоимость продукта – понятие многогранное и складывается из многих составляющих, например, стоимость компонентов и материалов, затраты на производство, стоимость всего жизненного цикла, налог на выброс углерода и т.п. В итоге не всегда ясно, какую именно стоимость необходимо уменьшать.

На этот вопрос нельзя ответить однозначно до тех пор, пока неизвестен конечный пользователь, поскольку требования к источникам света сильно различаются в зависимости от сферы применения. Так, для коммерческой области наиболее важным фактором являются эксплуатационные расходы, а не начальная стоимость, как для домашнего освещения.

Пол Шайт (Paul Scheidt), маркетинговый менеджер Cree, отмечает, что потребители осознают, что для освещения коммерческих площадей выгоднее использовать светодиоды, а не галогенные лампы, поскольку они служат в 20 раз дольше.

При этом переход на светодиоды – неизбежный процесс, который произойдёт тогда, когда технология станет дешевле. Такие переходы уже случались дважды в отрасли. Например, в крупнейшей американской сети розничных магазинов Wal-Mart подсчитали, что разница в цене между традиционными лампами и светодиодными составляет 500 долл. на светильник, в то время как замена ламп в плановом режиме обойдётся в 1000 долл. (то есть вдвое дороже), а при внеплановом — аж в 2000 долл. В массовом масштабе налицо большая экономия средств.

Руководитель группы по применению продукции Philips Чарльз Шрама (Charles Schrama) соглашается: «Вопрос в содержании. Как часто приходится покупать новые лампы? Лампы накаливания заменяются каждые 2–3 тысячи часов. Светодиодные служат намного дольше, поэтому обходятся дешевле».

Эффективность

Второй фактор – эффективность. «В профессиональном освещении, офисном или уличном, есть сильная тенденция к повышению эффективности, чтобы уменьшить расход электроэнергии», – говорит Чарльз Шрама.

С другой стороны, потребителям важна цена. «Изначальная стоимость светодиодных ламп очень высока для домашнего освещения, хотя производители стараются снижать её, – продолжает он. – Массовое применение возможно только в том случае, если цена снизится до того уровня, когда начали применяться люминесцентные лампы, т.е. 12,99 долл. или ещё лучше 7,99 долл.»

Вице-президент по маркетингу компании Bridgelux Джейсон Посселт (Jason Posselt) не согласен: «Стоимость должна снизиться немного больше, чтобы достичь точки перелома».

Как уменьшить стоимость светодиодов в конечном продукте?

«В целом сокращение количества светодиодов – это хороший способ уменьшить стоимость материалов и компонентов. При этом на оставшиеся светодиоды подаётся более высокий ток, – говорит Шрама. Некоторые светодиоды не выдерживают нагрузки, поскольку их конструкция не позволяет отводить много тепла. Самый лучший способ снизить стоимость материалов – применять светодиоды, которые могут работать на максимуме».

«Для нас выгоднее устанавливать большой кристалл и использовать его возможности на полную, чтобы было меньше светодиодов», – говорит Пол Шайт. – Здесь нужно искать компромисс, поскольку чем выше мощность светодиода, тем ниже его эффективность. Люди отдают предпочтение энергосберегающим технологиям, но мало кто из них знает, что это означает. Что выбрать — 80 лм/Вт или хватит 60 лм/Вт? Увеличивать количество светодиодов или повышать их эффективность? Готовы ли потребители платить за это?».

«Бытует мнение, что при низкой эффективности устройство больше нагревается, и, следовательно, его надёжность снижается. Однако это не подтверждается экспериментальными данными», – утверждает Шайт.

Недавно компания Cree выпустила руководство по применению, в котором сравниваются две внешне идентичные потолочные лампы со световым потоком 940 лм (эквивалент 100-Вт ламп накаливания). В одной установлено 12 светодиодов и рабочий ток равен 350 мА, во второй – 5 светодиодов, ток 1 А. Металлическая конструкции и оптические системы одинаковы. Остальные параметры лампы с 12 светодиодами: мощность 14,5 Вт, температура печатной платы 52°C (Tj=57°), срок службы 900 тыс. ч. Для второй лампы температура 74°C (Tj=89°), срок службы 300 тыс. ч. Для обеих экстраполированное время до отказа превышает 60 тыс. ч.

Однако меньшее количество светодиодов не означает, что светильник будет иметь меньшую стоимость (назначенную производителем). Особенно, если высокая надёжность стоит в списке приоритетов на одном из последних мест.

Лампа, «заполненная» светодиодами

«Светильники различаются по размеру, поэтому важно не ошибиться, – говорит Шрама. – Например, в лампы A19 помещаются довольно большие платы, поэтому в Азии достаточно часто они заполняются светодиодами подсветки». Он добавляет: «Светодиоды для задней подсветки имеют высокую окупаемость, их срок службы составляет 5–10 тыс. ч до уменьшения светового потока до 50%. Осветительные светодиоды отрабатывают до 50 тыс. ч до уменьшения светового потока на 30%».

Если есть место для большего количества светодиодов, некоторые производители используют более дешевые цветные светодиоды, которые не прошли испытания, размещая их так, чтобы общий световой поток был неокрашенным. Изменение количества светодиодов мало сказывается на стоимости аппаратной части.

«Обычно теплоотвод изготавливается из алюминия. Цена зависит от размера. Если светодиоды имеют высокую эффективность, дорогой теплоотвод не нужен, – считает Шрама. – Некоторые производители используют листовую сталь, однако она имеет совсем другие температурные характеристики».

Замена старых ламп или переход на принципиально новые?

Есть светодиодные лампы, которые имеют такую же форму, что и лампы накаливания. Они вставляются в одни и те же патроны.

Светодиодная лампа с традиционным «патроном»

Другие светодиодные источники имеют собственную осветительную арматуру, пригодную только для них. До недавнего времени такие светильники изготавливались по устаревшим «отвёрточным» технологиям – штамповались металлические и пластиковые детали, которые состыковывались или скреплялись винтами, затем спаивались.

Для таких осветительных приборов выпускаются или светодиоды в корпусе с отверстиями для крепления винтами, как в оригинальных Luxeon Star, или многокристальные прямоугольные керамические ячейки (массивы), имеющие отверстия для крепления и площадки для паяных соединений.

Светодиодный источник света с креплениями

 

Даже если ячейки соединяются винтами, производители используют только высокотехнологичное оборудование, поскольку необходимо встраивать источники питания и выполнять жёсткие ограничения по температурному режиму полупроводниковых материалов.

Существуют также массивы из отдельных светодиодов поверхностного монтажа на термоподложках, изготавливаемые сторонними высокотехнологичными компаниями, если заказчик не обладает современным оборудованием. Производство размещается в странах, где стоимость оплаты труда низка, поэтому сборка светильников оказывается недорогой.

Массивы или однокристальные светодиоды?

«Светодиоды разнообразны – от однокристальных (0,25 Вт) до массивов мощностью 50 Вт. Их область применения простирается от ночников до ламп уличного освещения. Световой поток составляет от нескольких единиц до нескольких тысяч люмен. Между этими граничными случаями лежит пропасть средних», – напоминает Джейсон Посселт.

Массив светодиодов

Компании While Lumileds, Cree, Nichia и Osram – крупные компании на рынке, изначально занимались производством одиночных светодиодов. Другой пример – Bridgelux. Она начинала с того, что изготавливала ячейки осветительных панелей. Некоторые компании, в т.ч. и Cree, изготавливают светодиоды различных типов.

Светодиод с одним эмиттером

Большим спросом пользуются лампы, внешне похожие на традиционные источники света, — такие как 60-Вт лампочки. Но лампы накаливания или галогенные лампы сложно сравнивать со светодиодными, поскольку первые обычно характеризуются электрическими параметрами, в то время как вторые – световыми (выходной световой поток и т.д.).

С другой стороны, производители стремятся уменьшить расходы на уровне системы. Например, изготавливают один массив 1000 лм, вместо 10 по 100 лм, для которых понадобилось бы 10 эмиттеров, 10 оптических систем и 10 рамок с выводами.

Для упрощения монтажа массивов некоторые производители предусматривают крепление на винтах — для сборки достаточно просто надавить на массив, электрические контакты замкнутся сами собой.

Компании Bridgelux и Molex совместно работают над Helieon – светильником , напоминающим традиционную лампу с «патроном». Его особенность заключается в том, что светодиоды можно менять местами, изменять их цветовую температуру и наклонять под разными углами. Стоить также отметить разработки Fortimo Twistable (Philips) и Journee (GE).

Но не всегда массивы лучше. «Массивы начинают терять свои преимущества, когда дело касается уменьшения светового потока. Трудно соперничать с одним эмиттером, – отмечает Посселт. – Вряд ли кому-то придёт в голову делать ночник на основе массива. То же касается уличного освещения, хотя здесь могут применяться и светодиоды с одним эмиттером, всё зависит от оптической системы».

Итак, во многих случаях массивы – более дешёвое решение по сравнению с одиночными светодиодами, когда нужен большой выходной световой поток 800, 1200, 2000, 3000 или 5000 лм. Для создания направленных световых лучей требуется специальная оптическая система. С технической точки зрения эта задача невыполнима с помощью массивов, хотя очень маленькие массивы, например из четырёх светодиодов (2х2), могут подойти. Для освещения обширных территорий, например, торговых площадей, гораздо выгоднее использовать осветительные панели, а не отдельные светодиоды.

Посселт даёт единую рекомендацию для всех типов светодиодных светильников: «Производитель должен решить, что ему нужно, и создать источник света, удовлетворяющий какому-либо стандарту, или обеспечить конкретный световой выход. В любом случае придётся искать компромисс». Имеются в виду сопутствующие затраты на оптическую систему, рассеиватель, защитные компоненты, теплоотвод и драйвер.

Он отмечает, что у производителей есть склонность пренебрегать вышеупомянутыми факторами, в итоге требования к светодиодам становятся очень жёсткими, и приходится покупать дорогие. Если есть возможность, нужно использовать любые способы повысить эффективность. Например, разница между освещением с температурой 3000 К и 2700 К не слишком заметна, в то время как выигрыш по эффективности может быть ощутим.

Заключение

Со стороны обывателей спросом пользуются светодиодные лампы с невысокой стоимостью и достаточной эффективностью, в то время как профессионалы больше задумываются о долгосрочных характеристиках, таких как высокая надёжность, малое энергопотребление и низкая стоимость эксплуатации. С экономической точки зрения лучше использовать несколько светодиодов, работающих при повышенном токе. В то же время большее количество светодиодов, обеспечивающих тот же световой выход, будут служить дольше, потреблять и нагреваться меньше.

Массивы светодиодов, с отличие от одиночных эмиттеров и сборок 2х2, применяются в не самых современных инсталляциях.

Стоимость продукта зависит от стоимости труда, оборудования, методики проведения экспертизы, объёма партии и многих других параметров. Редко удаётся найти идеальное решение. Если допустимы незначительные отклонения, то иногда удаётся сэкономить.

«Всегда можно изготовить больше светодиодов с любым световым потоком, цветовой температурой, цветопередачей – дело не в этом. Всё зависит от размера и стоимости продукта», – подчёркивает Пол Шайт.

Источник: electronicsweekly.com

Читайте также:
Российский рынок полупроводниковой светотехники 2011-2012 гг.
Светодиод в конце туннеля
Освещение города как часть комплексного планирования
«Умное» освещение в Москве
Впервые в России проведено исследование влияния светодиодного освещения на школьников
Первый светодиодный поселок в России
Петербургский метрополитен переходит на российские светодиоды
Рынок светодиодного освещения заметно вырос в 2011 г.
Samsung начала выпуск светодиодных ламп для домашнего освещения
Программа внедрения твердотельного освещения в США
Светодиодные светильники в задачах архитектурного освещения
Энергоэффективность уличных светильников. Совершенствовать технологии или менять концепции?
Программа внедрения твердотельного освещения в США
Cree совершила прорыв по показателю цена/эффективность светодиодов
Все силы – на стандартизацию светодиодных систем освещения
Сверхъяркие светодиоды CREE/COTCO
Cree вышла на рынок светодиодных светильников
Лампа 152 лм/Вт от Cree
Светодиодное освещение еще недостаточно признано рынком
Лампы Soraa, или новая глава в истории светодиодных технологий
Увеличенная вдвое светоотдача в компактном корпусе
Улучшенные характеристики светодиодов: до 20% больше света и более высокая температурная стабильность

Оцените материал:

Автор: Стив Буш (Steve Bush). Перевод: Екатерина Самкова



Комментарии

0 / 0
0 / 0

Прокомментировать





 
 
 




Rambler's Top100
Руководителям  |  Разработчикам  |  Производителям  |  Снабженцам
© 2007 - 2016 Издательский дом Электроника
Использование любых бесплатных материалов разрешено, при условии наличия ссылки на сайт «Время электроники».
Создание сайтаFractalla Design | Сделано на CMS DJEM ®
Контакты