Толық спектрлі жарықдиодты технологиясы соңғы жылдары, әсіресе табиғи күн сәулесін имитациялау және жарық сапасын жақсартуға қатысты сөзге айналды. Бұл мақалада біз толық спектрлі жарықдиодты жарықдиодтар әлеміне, олардың қалай пайда болғанына, қалай жасалғанына және қайда қолданылатынына тоқталамыз. Біз әртүрлі чип пен фосфор комбинациялары бар толық спектрлі жарықдиодты шамдарға қалай қол жеткізуге болатынын, оларды жасау қиындықтарын және олардың үстел шамдары сияқты өнімдерде қалай көрінетінін, өндірістік жарықтандыру, тіпті өсімдіктердің өсу шамдары. Соңында біз «Сізге шынымен толық спектрлі жарықтандыру қажет пе?» Деген сұраққа жауап береміз. және «Қалай болады толық спектрлі жарықтандыру сіздің ортаңызға пайдасы тиеді ме?»
«Толық спектрлі» жарықдиодты шамдардың анықтамасы
Бүгінгі таңда танымал «толық спектрлі» жарықдиодты шамдар туралы айтатын болсақ, «толық спектр» нені білдіретінін түсіндіру маңызды. Шынайы «толық спектр» күн сәулесінің толық спектрін имитациялайтын ультракүлгін (УК), көрінетін жарықтан инфрақызылға (ИК) дейінгі бүкіл спектрді қамтитын көзден шығарылатын жарықты білдіреді (1-суретте көрсетілгендей).
Бұл табиғатта кездесетін ең жан-жақты «толық спектр». Дегенмен, бүгінгі күні көпшілік айтатын «толық спектрлі» жарық диодты - бұл тар анықтама. Жарық диодты контекстте «толық спектр» сол диапазондағы күн сәулесінің спектріне қатты ұқсайтын көрінетін жарық диапазонында шығарылатын жарықты білдіреді (2-суретте көрсетілгендей).
Ультракүлгін және инфрақызыл бөлшектер, негізінен, толық спектрлі жарықдиодты шамдарды жаппай өндіруге қолайлы ету үшін алынып тасталды. Ультракүлгін және инфрақызыл сәулелерді қосу бүкіл орау жүйесін және қолдануды қиындатады, бұл кең ауқымды өндіріс пен практикалық пайдалануды мүмкін емес етеді. Тек көрінетін спектрді қосқанның өзінде толық спектрлі жарықдиодты шамдарға қол жеткізу оңай емес. Мысалы, жоғары деңгейге жету үшін түсті көрсету индексі (CRI) 100-ге жақын, көптеген компаниялар CRI-ді 96-дан 98-ге дейін жақсарту үшін күреседі, 99 немесе одан жоғары деңгейге жетуді былай қойғанда.
1-сурет: Күн сәулесінің толық спектрі (280нм-4000нм)
2-сурет: көрінетін диапазондағы күн сәулесінің спектрі (380нм-780нм)
Толық спектрлі жарықдиодты шамдарға қалай қол жеткізуге болады
Теорияда толық спектрлі жарықдиодты шамдарға жетудің екі негізгі жолы бар: бірі чиптерді пайдалану, екіншісі - люминофорларды пайдалану. Чип жағында екі негізгі жол бар: бірі - люминофорды қоздыратын чип, екіншісі - чипті фосфорсыз жалғыз пайдалану. Фосфор жағында сіз люминофорларды чиппен жұптастыруыңыз керек және комбинация үшін әртүрлі сәуле шығару және қозу толқын ұзындығын таңдауыңыз керек. Толық спектрлі жарықдиодты шамдарға жетудің төрт негізгі жолы бар:
1. Бір жолақты көк чипті қызықты фосфорлар
Бұл әдіс қарапайым жарықдиодты қаптамаға ұқсас, бірақ бірнеше люминофорлар қосылады (мысалы, жасыл, сары, қызыл немесе тіпті қызғылт сары, көгілдір, көк). Бұл толық спектрге жақын жарық шығара алатынына қарамастан, әлі де көрнекті көк жарық шыңы бар. Сонымен қатар, көгілдір және көк сияқты люминофорлардың тиімділігі салыстырмалы түрде төмен және 470-510 нм диапазонында жарық болмауы мүмкін.
2. Қос жолақты немесе үш жолақты көк чипті қызықты фосфорлар
Бұл әдіс әр түрлі толқын ұзындығы бойынша люминофорларды қоздыру үшін екі жолақты немесе үш жолақты көк чипті пайдалану арқылы бір жолақты тәсілді жақсартады. Қос жолақты чиптер әдетте екі диапазонды пайдаланады: 430-450нм және 460-480нм, ал үш жолақты чиптер үшеуін пайдаланады: 430-440nm, 440-460nm және 460-480nm. Бұл күн сәулесінің спектрін жақсырақ сәйкестендіру үшін чиптерді люминофорлармен жұптастыруда көбірек икемділікке мүмкіндік береді (3-суретте көрсетілгендей). Бұл тәсілмен CRI 98-ден асуы мүмкін. Дегенмен, бұл әдіс люминофорлардың алуан түрлілігін қажет етеді, бұл жаппай өндіріс кезінде консистенция мен тұрақтылықты қамтамасыз етуді қиындатады.
3-сурет: қос жолақты және үш жолақты көк жарық толық спектрлі жарық диодтарының спектрі (анықтама үшін)
3. Ультракүлгін чипті қызықтыратын люминофорлар
Бұл әдістің жарық тиімділігі төмен. Негізгі себебі, коммерциялық қол жетімді люминофорлардың көпшілігі ультракүлгін чиптермен емес, көк чиптермен жұмыс істеуге арналған, сондықтан олардың қозу тиімділігі УК диапазонында әлдеқайда төмен. Сонымен қатар, ультракүлгін чиптер әдетте 385-405 нм аралығында болады, олардың тиімділігі де төмен. Ультракүлгін чиптер күн сәулесінің спектрін көбірек ұқсата алады және қысқа толқынды көк жарықтың болуын болдырмайды (4-суретте көрсетілгендей), бұл әдістің кемшіліктері бар. Мысалы, ультракүлгін чиптер уақыт өте келе фосфордың айтарлықтай нашарлауына әкеліп соғады, бұл түстердің ауысуына және түс температурасының мәселелеріне әкеледі. Ультракүлгін сәулесі сонымен қатар инкапсульанттар сияқты органикалық материалдарды зақымдап, олардың мөлшерін азайтады Жарықдиодтың қызмет ету мерзімі.
4-сурет: толық спектрлі ультракүлгін жарық диодтарының спектрі (анықтама үшін)
4. Көп чипті біріктіру әдісі
Бұл әдіс толық спектрге қол жеткізу үшін көк, көгілдір, жасыл, сары және қызыл жарық шығаратын чиптерді біріктіреді. Бұл теорияда жұмыс істей алатынымен, ол бірнеше қиындықтарға байланысты аз қолданылады. Біріншіден, чиптер тар өткізу жолағы бар жарық шығарады, бұл люминофорлар беретін кең спектрге қол жеткізуді қиындатады. Сонымен қатар, әртүрлі түсті чиптердің тиімділігі айтарлықтай өзгереді, бұл жарық шығысын теңестіруді қиындатады. Уақыт өте келе, түстердің ауысуы және температураның өзгеруі чиптердің әртүрлі тозу жылдамдығына байланысты болуы мүмкін.
Нақтырақ салыстыруды қамтамасыз ету үшін келесі кестеде толық спектрлі жарықдиодты шамдарға қол жеткізудің төрт әдісі жинақталған:
| әдіс | Тиімділік | CRI | құны | Қаптаманың қиындығы | Жалпы өнімділік | Әдіс түрі |
| Бір жолақты көк чипті қызықты фосфорлар | биік | ұстамды | төмен | төмен | жақсы | Чип фосфорды қоздырады |
| Қос/үш жолақты көк чипті қызықты фосфорлар | биік | биік | ұстамды | ұстамды | Өте жақсы | Чип фосфорды қоздырады |
| Ультракүлгін чипті қызықтыратын фосфорлар | төмен | биік | биік | төмен | кедей | Чип фосфорды қоздырады |
| Көп чипті комбинация | төмен | биік | биік | төмен | кедей | Чип (фосфор қосуға болады) |
Толық спектрлі жарықдиодты шамдарды қолдану
Енді біз толық спектрлі жарықдиодты шамдарға қол жеткізу әдістерін қарастырдық, оларды қалай тиімді қолдануға болады? Бір маңызды мәселе - түс температурасы. Күн сәулесі күн бойы және жыл мезгілдеріне қарай өзгереді. Мысалы, түс температурасы күн шыққанда 2000К шамасында, түсте 5000К шамасында, ал күн батқанда 2300К шамасында болады. Сондықтан толық спектрлі жарықдиодты шамдар жоғарыда сипатталған әдістерді қолдану арқылы қол жеткізуге болатын әртүрлі түс температураларында сәйкес күн сәулесінің спектрін имитациялау үшін жобалануы керек.
Жоғарыда келтірілген түсініктемеге сүйене отырып, толық спектрлі жарықдиодты шамдарды тұрмыстық жарықтандыру сияқты кез келген дерлік стандартты жарықтандыру құрылғыларында қолдануға болады. сыртқы жарықтандыру, өнеркәсіптік жарықтандыру, үстел шамдары, толық спектрлі жарықдиодты жолақтар және тіпті өсімдіктерді жарықтандыру. Арнайы қосымшалар негізінен баға мен тұтынушылардың қабылдауына байланысты. Қазіргі уақытта үстел шамдары ең көп таралған қолданба болып табылады, көбінесе төмен көк жарық, көзді қорғайтын және түс температурасы реттелетін ретінде сатылады. Бұл шамдардың бағасы стандартты шамдарға қарағанда жоғары. Қытайдың ұлттық стандарттары мен «толық спектрлі сертификаттау» CRI талаптары арасындағы салыстыру 2-кестеде көрсетілген. Кестеде көрсетілгендей, үстел шамдарына арналған Қытайдың ұлттық стандартын қарапайым жарықдиодты жарық көздерімен оңай орындауға болады, ал толық спектрлі шамдар. сертификаттау жетілдірілген өнімділікті талап етеді.
2-кесте: Үстел шамдары үшін CRI салыстыру
| стандартты | Толық спектрлі сертификаттау |
| Стандартты нөмір және атау | GB/T 9473-2022 «Оқу және жазу шамдарының өнімділігіне қойылатын талаптар» |
| CRI талаптары | Жалпы CRI: Ra ≥ 80 |
| Арнайы CRI: R9 > 0 |
қорытынды
Толық спектрлі жарықдиодты технологияға жоғарыда келтірілген кіріспеге сүйене отырып, біз, сала мамандары ретінде, мынаны ойлауымыз керек: Қазіргі «толық спектрлі» жарық көзі адамдарға шынымен қажет нәрсе ме? Маған хат жазыңыз немесе одан әрі талқылау үшін түсініктеме қалдырыңыз!
