Введение

Вы когда-нибудь сталкивались с ситуацией, когда в одной партии светильников разные образцы демонстрируют существенные различия в таких параметрах, как световая отдача, цветовая температура и мощность? Хотя эти различия объективно существуют, мы должны строго их контролировать; в противном случае продукт считается некачественным. Например, если цветовая температура светильников UFO промышленный светильник , установленных на одном заводе, значительно различается, пользователи будут ощущать эти различия, что негативно скажется на их качестве. Аналогично, если световая отдача и мощность уличных светильников значительно различаются, общий излучаемый световой поток неизбежно будет существенно различаться, что приведет к неравномерному освещению дорожного покрытия (как улучшить неравномерное освещение?) и скажется на безопасности вождения. Как профессионалы отрасли, мы должны понимать причины этих различий, и одной из основных причин является разное светодиодный биннинг. Поэтому точное светодиодный биннинг — важнейший шаг к уменьшению различий, связанных с источником света. В этой статье мы рассмотрим, что такое биннинг светодиодов, его преимущества, ключевые параметры, на которых он основан, и как проводить эффективные испытания. Давайте углубимся в основной текст, чтобы узнать больше.

Что такое светодиодный биннинг?

Светодиодный биннинг (LED binning) — это метод управления и классификации светодиодных чипов на основе ключевых параметров, таких как цветовая температура, световой поток и прямое напряжение. Этот метод включает в себя точное измерение светодиодов и их разделение на несколько подуровней (бинов). Например, светодиодный биннинг по цветовой температуре (CCT) может значительно снизить различия в цвете между различными светодиодными чипами или готовыми лампами, обеспечивая единообразие цветов. В цветовом биннинге обычно используется стандарт ANSI C78.377 для определения и проверки цветовых координат светодиодов. Этот стандарт основан на теории эллипса Мак-Адама, и общие требования включают контроль цветовых различий в пределах 4 или 7 шагов, чтобы гарантировать, что различия в цвете между светодиодными чипами не будут заметны для человеческого глаза. Конечно, помимо отраслевых стандартов, отдельные производители светодиодов могут разрабатывать собственные внутренние стандарты биннинга, основанные на технических характеристиках своей продукции. Помимо цветового биннинга, светодиодный биннинг также учитывает световой поток, напряжение и CRI (CRI vs. световая эффективность), которые будут подробно рассмотрены в следующем разделе.

Ключевые параметры для светодиодный биннинг

Помимо монтажа кристалла, монтажа проволок и инкапсуляции, производство светодиодов включает в себя важный этап: светодиодный биннинг. Биннинг основан, главным образом, на фотоэлектрических параметрах. Стандарты биннинга включают допуск по цветовым координатам (например, ±0,003), биннинг по световому потоку (например, ±5%) и биннинг по прямому напряжению (например, ±0,1 В). После светодиодный биннинг классифицируются и упаковываются в соответствии с цветовой зоной, световым потоком и кодами напряжения для обеспечения высокой однородности в пределах одной партии. Например, в спецификациях светодиодов Lumileds светодиоды классифицируются в первую очередь по световому потоку, КЦТ, напряжению, допуску по цвету и индексу цветопередачи.

Биннинг светового потока: световой поток — ключевой показатель для пользователей светодиодов. Сортировка обеспечивает равномерность и постоянство яркости светодиодных изделий, отвечая определённым требованиям к яркости.

Коррелированное бинирование цветовой температуры: для белых светодиодов (решение для настраиваемого белого освещения) цветовая температура является важнейшим параметром, определяющим, будет ли оттенок светодиода тёплым, холодным или чисто белым. Коррелированное бинирование цветовой температуры позволяет классифицировать светодиодные продукты по диапазонам цветовой температуры для удовлетворения потребностей различных сценариев применения.

Биннинг по координатам цветности (x, y): Координаты цветности (x, y) определяют положение светодиода на диаграмме цветности и являются количественным индикатором цвета. Биннинг по координатам цветности обеспечивает точность и постоянство цветов светодиодного продукта от источника.

Индекс цветопередачи (CRI) (биннинг): Индекс цветопередачи (CRI) напрямую связан со степенью изменения цвета объекта, освещённого светом. Для светодиодных осветительных приборов CRI является очень важным параметром. Биннинг CRI гарантирует способность светодиодного изделия воспроизводить цвета объектов в различных условиях применения.

Каковы преимущества светодиодный биннинг?

Основной этап производства светодиодов

Белые светодиоды (LED) излучают белый свет, сначала излучая свет от синего светодиода, а затем направляя эту энергию на жёлтый люминофор для создания других цветов света, которые затем смешиваются, образуя белый свет (как получить белые светодиоды?). Легко заметить, что различия в синем светодиоде и люминофоре влияют на излучаемый белый свет. Например, если синий свет немного ближе к ультрафиолетовому или голубому, светодиод будет излучать разные цвета. Небольшие различия в соотношении смешивания или толщине люминофора также влияют на излучаемый свет. Поэтому сортировка светодиодных чипов имеет важное значение. Таким образом, светодиодные чипы тщательно классифицируются с помощью высокотехнологичных компьютеров, которые быстро выполняют фотометрические и электронные измерения. В противном случае светодиоды от разных производителей или даже из разных партий одного производителя будут демонстрировать различия, что, очевидно, помешает производителям продавать свою продукцию, поскольку компании-поставщики не будут уверены в том, что они выбрали правильный продукт.

Контроль допуска цвета и эффективности

CCT, цветовая устойчивость и световая эффективность являются ключевыми параметрами, на которые обращают внимание производители светодиодного освещения. Световая эффективность относительно легко понять; выбор светодиодов с одинаковым биннингом светодиодов гарантирует, что экономическая эффективность световой эффективности находится в пределах проектного диапазона, избегая ситуаций, когда некоторые лампы имеют низкую световую эффективность, а другие – исключительно высокую световую эффективность (Что такое световая эффективность?). CCT и цветовая устойчивость необходимо рассматривать вместе. Многим покупателям необходимо уточнять цветовую температуру при выборе товара; нам просто нужно выбрать подходящую цветовую температуру, и продавец предоставит товары с соответствующими параметрами. Цветовая устойчивость – более детальный параметр, поскольку даже у светодиодов с цветовой температурой 3000 К их цвета (т. е. цветовые координаты) могут иметь небольшие различия. Светодиодный биннинг гарантирует, что цветовая температура (цветовые координаты) строго контролируется в пределах допустимого диапазона отклонений, тем самым предотвращая эти цветовые различия, воспринимаемые человеческим глазом.

Подбор напряжения для надежности

Светодиоды – это устройства, управляемые током, и их яркость в первую очередь определяется величиной протекающего через них тока. Например, в уличных фонарях H и Hevo (параллельные схемы) ток автоматически поступает на модуль с наименьшим импедансом (соответствующим наименьшему прямому напряжению). Без сортировки по падению напряжения кристалл(ы) с наименьшим прямым напряжением в модуле будут нести избыточный ток (чем больше разница, тем больше разница токов), что приведет к повышению температуры и ускоренному затуханию свечения (что такое затухание свечения?). В тяжёлых случаях это может даже привести к перегоранию светодиодных кристаллов из-за перегрузки.

Как работает светодиодный биннинг?

Традиционно светодиоды (LED) тестируются и группируются при температуре контактной площадки или перехода, установленной на 25 °C. Однако светодиодные светильники работают при гораздо более высоких температурах в реальных приложениях (температура перехода светодиодов – подробнее о рабочей температуре светодиодов и драйверов светодиодов). При тестировании при 25 °C фактическая производительность светодиода в реальном приложении часто отличается от номинальной производительности, заявленной в техническом описании. Итак, как можно уменьшить влияние температуры на производительность? Lumileds проводит светодиодный биннинг при высоких температурах в течение нескольких лет. Например, их серия LUXEON 3030 2D проходит горячее целевое испытание цветовой температуры при Ta = 85 °C, чтобы определить, попадает ли цветовая температура светодиода в целевой диапазон. Биннинг при типичной температуре применения 85 °C (высокотемпературное целевое задание цветовой температуры) гарантирует отсутствие смещения цвета после установки. Кроме того, технология инкапсуляции эпоксидным компаундом (ЭМС) делает Luxeon 3030 2D более надёжным в суровых условиях. Помимо CCT, Lumileds также проводит светодиодный биннинг по напряжению, световому потоку и индексу цветопередачи (CRI) при температуре 25°C.

Если взять в качестве примера CCT (цветовые координаты), то наиболее широко используемый метод классификации светодиодов — метод эллипса Макадама. Предложенный Макадамом в 1940-х годах, этот метод основан на ключевом открытии: способность человеческого глаза различать различные цвета неравномерна. Эллипс Макадама делит цветовое пространство на ряд эллиптических областей, каждая из которых представляет собой диапазон цветов, которые человеческий глаз не может различить. Чем больше эллипс, тем ниже чувствительность человеческого глаза к изменениям в этой цветовой области и тем больше допустимое отклонение цвета; и наоборот, чем меньше эллипс, тем чувствительнее человеческий глаз и тем меньше допустимое отклонение цвета. Для освещения белым светом эллипс Макадама описывает диапазон допустимых отклонений цвета вокруг любой заданной точки цветовой температуры. Например, 3-ступенчатый, 5-ступенчатый и 7-ступенчатый эллипсы определяют различные диапазоны допустимых отклонений цвета. Например, если проектное требование находится в пределах 5 шагов, нам необходимо выбрать светодиодные чипы, цветовые координаты которых после биннинга светодиодов попадают в этот эллипс. Ниже приведены шаги биннинга по эллипсу МакАдама.

Измеряются координаты цветности светодиода; эти координаты описывают цвет света и обычно представлены на двумерной диаграмме, известной как диаграмма цветности МКО (CIE). Определяется область эллипса Мак-Адама, в которой находится светодиод, и светодиоду присваивается соответствующий бинарник в зависимости от размера эллипса Мак-Адама. Светодиоды, находящиеся в меньших эллипсах, считаются более качественными (с меньшим допуском по цвету), в то время как те, которые не соответствуют требованиям, помещаются в бины с более низким качеством (с допуском по цвету) до тех пор, пока все они не будут отбракованы. Световой поток, индекс цветопередачи (CRI) и напряжение (выходное напряжение и ток драйвера светодиода) также можно группировать по аналогичному методу, но вместо эллипсов Мак-Адама используются различные стандарты.

Контроль качества и тестирование светодиодных светильников ZGSM

Тестирование светодиодных чипов

Для производства качественных светодиодных светильников необходим строгий отбор источников света. Во-первых, нам необходимо выбрать светодиодные чипы, соответствующие требованиям заказчика. Например, если заказчик указывает цветовую температуру 4000 К с шагом 5, индекс цветопередачи (CRI) не менее 80 и напряжение 5,9 В (±0,1 В), мы можем приобрести соответствующие светодиодные чипы. После получения чипов мы должны осмотреть и протестировать продукцию. Тестирование источника света проводится преимущественно с помощью интегрирующей сферы. Тестирование с помощью интегрирующей сферы — это стандартизированный метод, использующий устройство, называемое «интегрирующей сферой», в лабораторных условиях для точного и комплексного измерения ключевых оптических параметров светодиодных источников света или светильников, таких как общий световой поток, световая эффективность, цветовая температура и CRI. Интеграторы подразделяются на малые и большие в зависимости от размера; здесь мы в основном имеем в виду малые интегрирующие сферы. Кроме того, тестирование параметров напряжения также является обязательным. Например, при производстве уличных светильников серии H (нажмите на фотографии ниже, чтобы получить более подробную информацию о светодиодной продукции ZGSM) нам необходимо проверить собранные светодиодные модули, чтобы убедиться, что отклонение напряжения находится в пределах рабочего диапазона, чтобы избежать быстрого затухания света или даже выхода осветительного прибора из строя из-за перегрузки.

Выборочная инспекция

После сборки ламп мы проводим выборочные проверки, чтобы убедиться в соответствии фотоэлектрических параметров готового светодиодного изделия (светодиодных изделий ZGSM) спецификациям. В отличие от малой интегрирующей сферы, используемой для тестирования отдельных светодиодов, большая интегрирующая сфера используется для тестирования всей лампы. Когда испытываемый светодиод зажигается внутри сферы, излучаемый им свет освещает её внутреннюю стенку. Высокоотражающее диффузное покрытие на внутренней стенке приводит к многократному отражению и рассеиванию света. После многократных отражений по всей внутренней стенке сферы формируется равномерно распределённое поле освещения. Регистрируя интенсивность света с помощью спектрорадиометра, установленного на стенке сферы, и анализируя спектр этого света, мы можем рассчитать все цветовые параметры. При этом нам не нужно беспокоиться о влиянии формы лампы на результаты испытаний, поскольку большая интегрирующая сфера использует «калибровку по самопоглощению» или «калибровку вспомогательной лампы» для устранения помех. Путем выборочных проверок мы можем убедиться в соответствии яркости (светового потока) и цвета (цветовой температуры, индекса цветопередачи) светодиодов, произведенных в разных партиях, спецификациям.

Стороннее тестирование

При необходимости мы также можем провести сторонние испытания белой лампы. К распространённым стандартам относятся LM79, EN13032-4 и ENEC+ (IEC62717). Например, LM79 предоставляет данные по световой эффективности, индексу цветопередачи (CRI) и цветовой температуре (CCT). Однако, что касается цветопередачи, она приводит результаты только для диапазона 7 Quad 4000K или для диапазона 7 Quad 4000K без указания числового значения. В отличие от этого, EN13032-4 и ENEC+ (сертифицированная продукция ZGSM ENEC+) предоставляют точные значения цветопередачи, что крайне важно для проектов с высокими требованиями к стабильности цвета, но стоимость их испытаний также выше. Важно отметить, что сторонние испытания могут использоваться только для выборочного контроля. При испытании продукции массового производства необходимо обеспечить случайность при отправке образцов; в противном случае результаты испытаний могут не отражать соответствие всей партии товара соответствующим спецификациям. Ниже приведены результаты испытаний цветопередачи по EN13032-4 и ENEC+. Если вашему проекту требуются такие отчеты, свяжитесь с ZGSM для получения дополнительной информации.

Краткое содержание

Светодиодный биннинг – краеугольный камень производства высококачественных светодиодных светильников. Его основная цель – решить проблемы разброса параметров, вызванные внутренними различиями в процессах производства синих светодиодных кристаллов и люминофоров. Как показано в данной статье, без точного отбора посредством биннинга эти различия напрямую приводят к несоответствиям в цвете, яркости и электрических характеристиках готовых светильников, что приводит к ряду проблем, таких как недостаточная цветность и яркость, видимые невооруженным глазом, или проблемы с качеством продукции (быстрое затухание света). На примере CCT и цветовых координат процесс биннинга светодиодов измеряет и классифицирует цветовые координаты светодиодов на основе стандарта ANSI C78.377 и теории эллипса Мак-Адама. Конечно, мы также можем использовать аналогичные методы для классификации ключевых параметров, таких как световой поток, прямое напряжение и индекс цветопередачи (CRI). Преимущества этого процесса включают достижение постоянства цвета и световой эффективности, а также повышение электрической надежности системы (биннинг напряжения). Ценность биннинга пронизывает всю цепочку обеспечения качества. От первоначального тестирования светодиодных чипов (подробнее о светодиодных чипах) с помощью интегрирующей сферы до выборочного контроля готовых светильников и сертификации авторитетными независимыми организациями, такими как LM-79 и ENEC+, все последующие этапы контроля качества подтверждают и подкрепляют результаты биннинга. Поэтому принятие и внедрение строгой стратегии биннинга светодиодов является ключевым решением для производителей, позволяющим контролировать качество с самого начала производства и выпускать высокоэффективные и долговечные осветительные приборы.

Сопутствующие товары

Похожие блоги

Связанные случаи

Люди также спрашивают