Проектирование. Производство. Продажа.
светодиодных светильников
Контакты
+7(812) 603-26-55
info@lumika.ru
Заказ светильников
Техническая поддержка

LED освещение: как освободиться от биннинга?

20.05.2011

LED освещение: как освободиться от биннинга?
Проблема биннинга, или сортировки светодиодов по вариациям цвета, стала вызывать все больше неудобств у производителей светодиодного освещения. 

Многие заказчики светодиодов сталкиваются с трудностями при подборе нужного бина, а иногда просто не могут найти нужный им светодиод.

Проблема с биннингом становится одним из вариантов объяснения с технической точки зрения того, на что потребители светодиодов вынуждены тратить дополнительное время и деньги. Первые потребители светодиодного освещения против своего желания узнали о том, что представляет собой биннинг, почему он важен, и теперь они стали интересоваться у поставщиков светодиодов, понимают ли они эту проблему и могут ли они объяснить, как ее учитывать при разработке светодиодных продуктов.

Тем не менее, в зависимости от технологии изготовления светодиоды различных производителей отличаются цветовыми вариациями. В результате, излучение лампы или светильника на основе светодиодов одного бина, но разных производителей, особенно при повышенной рабочей температуре, может быть неодинакового цвета.

Весь спектр цветов и яркостей конкретного светодиода, выпускаемого каким-либо производителем, можно представить в виде нормального распределения, в середине которого находится нужный цвет и яркость. Вначале, эта кривая имела вид широкой и плоской характеристики, что означало небольшое число светодиодных кристаллов, параметры которых отвечают требуемым значениям яркости и цвета, которые соответствуют середине нормального распределения. В последнее время эта кривая стала иметь явно выраженный пик, что иллюстрирует постоянное совершенствование технологии. Сортировка светодиодов по параметрам и группировка их по бинам напоминает картину с микропроцессорами. Микропроцессоры также всегда группировали по определенным параметрам, поэтому мы можем выбрать конкретное устройство с рабочей частотой, например, 1,8, 2,0 или 2,2 ГГц. Производитель кристаллов предпочел бы иметь все микроконтроллеры с рабочей частотой 2,2 ГГц, но так как этого добиться нельзя, предлагаются устройства, которые работают корректно, но немного медленнее, и стоят они также немного меньше. От этого выигрывают все.

Однако, производители систем освещения, которые пытались добиться равномерности свечения по яркости и цвету, столкнулись с необходимостью выбора из очень ограниченного набора бинов (при этом стоимость заказа существенно возрастала, если какой-либо еще потребитель светодиодов хотел бы заказать тот же бин). Или же потребители светодиодов должны были сами учитывать отклонения в их параметрах в своих продуктах. Т.е. производители светильников должны были выбирать свою собственную стратегию биновки. Если производителю нужна хорошая повторяемость и равномерность параметров, то они приобретают светодиоды более востребованных бинов по более высокой цене. Если производитель выбирает более бюджетный вариант, то он покупает светодиоды менее ходовых бинов, что приводит к вероятности отклонения цветовой температуры и неравномерности яркости.

Многие производители светильников, для кого важно высокое качество освещения, тщательно подбирают смешение оттенков цветов светодиодов тех бинов, которые они приобрели. Такой подход можно сравнительно легко реализовать, если, например, имеется 10 или 20 светодиодов, смонтированных на 4-дюймовой платформе для лампы типа PAR. Можно добиться такого усреднения цвета и яркости от всех этих источников света, чтобы разницу между лампами человек не заметит. Однако, эта задача становится более сложной, например, в линейном настенном светильнике, где для каждого светодиода ограничено пространство, которое он должен осветить. В этом случае всегда имеется вероятность получить сравнительно яркий холодный светодиод, который находится рядом со слегка затененным более теплым светодиодом. Эту проблему действительно трудно решить, так как КПД и яркость светодиодов увеличивается.

Производители светодиодов в настоящее время научились контролировать свой технологический процесс таким образом, что бины уменьшаются (т.е. они становятся все более и более узкими), так что смесь цветов светодиодов может находиться в пределах 3-ступенчатых эллипсов МакАдама, что делает трудным для большинства пользователей различить разницу между светильниками. Кроме того, узкие бины смягчают проблему высокой стоимости одного бина, когда производитель светильников выбирает стратегию заказа светодиодов из одного бина.

Наряду с возможностью сузить эти бины за счет совершенствования технологии, поставщики светодиодов также реализуют стратегии, которые позволяют, фактически, исключить биннинг. Компания Cree одной из первых попыталась решить проблему биннинга с помощью так называемого метода EasyWhite. При данном подходе используется многокристальный метод создания светодиодов. Комбинируя кристаллы с различной цветовой температурой в одном светодиоде, можно получить необходимую цветовую температуру одного из четырех фиксированных значений. Причем, точность получения цветовой температуры находится в области координат цветности, ограниченной 4-ступенчатыми эллипсами МакАдама. Между светодиодами, имеющими цветовые координаты излучения, лежащими в области, ограниченной одним 4-ступенчатым эллипсом, разница в цвете визуально практически неразличима. Можно заказать светодиоды с четыремя фиксированными значениями цветовой температуры: 2700, 3000, 3500 и 4000 К.

Еще одним шагом к отказу от биннинга стало введение так называемых «горячих люменов» (hot lumens). По сути, цвет и яркость свечения светодиодов слегка изменяется в зависимости от рабочей температуры кристалла. В среднем, этот сдвиг предсказуем, но все же в большой степени он зависит от того, насколько характеристики кристалла соответствую типичным значениям его параметров. Опять же, это не так важно для уличных светильников, которые расположены на высоте 20 футов и содержат более 100 светодиодов, однако проблема возникает, когда светодиоды используются в полосковом светильнике. Но если можно достаточно эффективно протестировать индивидуальные кристаллы и рассортировать их на основе их «горячих» характеристик, то производители светильников смогут гораздо точнее контролировать распределение цвета и яркости, которое соответствует реальным рабочим условиям. Компания Bridgelux использовала понятие «горячих» люменов для расчета общей эффективности системы (т.е., XX «горячих» лм/YY Вт). Кроме того, на выставке Strategies in Light глава Lumileds Майк Холт (Mike Holt) объявил, что они также собираются использовать этот подход в сочетании с технологией lumeramic phosphor.

Что все это означает для тех, кто принимает решения в области производства светодиодного освещения? Те, кто знаком с проблемой биннинга, могут просто спросить поставщика светодиодных кристаллов: «Какова Ваша биннинговая стратегия и как вы используете ее, чтобы обеспечить стабильность характеристик вашего продукта?». Ответ покажет, каков уровень технологического развития вашего поставщика. Те кто не хочет вникать в суть проблем биннинга просто заметят, что качество и равномерность свечения их светильников, ламп и других осветительных систем начинает постепенно улучшаться.

Описание:  LED освещение: как освободиться от биннинга?
Источник:  sslighting.net перевод Виктор Ежов «Современная светотехника» Автор: Том Гриффитс (Tom Griffiths)

Возврат к списку