Приветствую, коллеги.
Периодически слышу мнения коллег в духе "зачем вы гоняетесь за самым-самым лучшим, почему бы не применять просто хорошее - его купить куда как проще, со сроками вывода новых продуктов не было бы проблем!". Кому как, а для меня этот вопрос важный, и, может быть даже, болезненный. Потому изделий, которые иначе кроме как "кое-какие", назвать нельзя - просто тьма. А лучшее никто не делает как раз по той самой причине что зачем делать лучшее - никто ведь не оценит! А мы уверены что оценят. Но, чтобы уметь что-то ценить, хорошо бы иметь об этом базовые знания. Сегодня я бы хотел показать как различается температура кристалла, а это один из важнейших показателей для светодиодов, для нескольких типов синих светодиодов, которые наиболее востребованы в МА.
Рассмотрим 4 варианта светодиодов:
1. Наилучшие на сегодня синие светодиоды, которые применяются у нас на новейших сборках BEAMS-R v2.0, а именно Cree XP-G3.
2. Значительно более дешевые, и до сих пор считающиеся некотороми товарищами приличными, светодиоды Cree XT-E самого распространенного бина.
3. Недорогие светодиоды производства TSLC, а именно C3535M-DNL1.
4. Типичные безродные китайские светодиоды в корпусе типа "Emitter".
Температура кристалла светодиода складывается из следующих факторов:
1. Тепловыделение светодиода. Вся энергия, которая не пошла в излучение, является теплом.
2. Термическое сопротивление перехода кристалл -> термалпад светодиода. Указывается в технической документации в С/Вт, где Вт - общее потребление светодиода. Да, немного нелогично, но так исторически сложилось. (OSRAM пытается с этим бороться и в даташитах указывает два значения - для общего потребления и именно для тепловой энергии, которую выделяет светодиод)
3.Термическое сопротивление перехода термалпад -> радиатор.
4. Температура радиатора.
5. Температура окружающего воздуха. Принято принимать её равной 25С.
Рассмотрим подробно эти величины для первого светодиода.
Таким образом, температура кристалла светодиода Cree XP-G3 для максимального тока получается: 25+12,8+8,9+20=66,7С
Между прочим, признаком хорошего дизайна является тот факт, когда температура кристалла светодиода при предельной нагрузке составляет около 85С. Таким образом, следует отметить что XP-G3 даже на предельном токе в рассмотренном случае просто недогрет Это значит что можно использовать радиатор еще меньшего размера
Светодиоды Cree XT-E имеют меньший КПД чем Cree XP-G3. Кроме того, они не могут работать на таком большом токе. То есть, Cree XT-E дают значительно меньше излучения, чем Cree XP-G3. Бить слабых не в наших правилах поэтому мы им подыграем. Как известно, чем больше ток, тем быстрее падает КПД светодиода, но мы просто умножим тепловыдение этого светодиода на предельном для него токе на такую величину, которая обеспечит такое же количество излучения, как и у Cree XP-G3. Да, на самом деле это будет означать что потребуется установить более чем один светодиод Cree XT-E, что является принципиально важным недостатком, но мы и это простим, поскольку рассмотрение этой проблемы выходит за рамки данного поста.
Точно такое же послабление мы будем делать для всех остальных слабых участников обзора.
Итак, вот что получается:
Таким образом, температура кристалла светодиода Cree XT-E для максимального тока получается: 25+43.4+36.6+35.4=140,4С
СТОП! Что мы видим? Предельная температура кристалла светодиода Cree XT-E, которая ранее указывалась в технической документации производителя, составляет 135С. Теперь производитель указывает предельное термическое сопротивление всех переходов от кристалла к окружающей среде. Проще говоря, использование этого светодиода в таком режиме невозможно!
Что будет вынужден сделать производитель, использующий такие светодиоды в своём светильнике? Разумеется, уменьшить температуру кристалла светодиода. Это возможно следующими способами:
1. Применять металлическую плату с большой теплопроводностью. Практически никто этого не делает, предпочитая либо вообще отмалчиваться на эту тему, либо использовать доморощенные, не проверенные никем и не сертифицированные никем технологии, в надежде на то, что простаки поведутся и поверят.
2. Ставить активное охлаждение на радиатор светильника. Так чаще всего и поступают - радиатор побольше, да еще и с вентилятором! Что же может быть проще и действеннее Да, именно поэтому наличие активного охлаждения у светодиодного светильника я называю технической импотенцией проектировщика светодиодного светильника. Но так делают практически все производители светильников для МА
3. Ставить светодиоды рыхло, по принципу "через трамвайную остановку друг от друга". С большим удивлением наблюдаю у многих производителей светильников, которые они называют компактными, или даже прожекторами, плотность установки светодиодов меньше, чем у наших старых сборок 12х! Мы никогда не позиционировали их как сверхплотные и тем более как прожекторные. Да, такое "возвышение статуса" рыхлых сборок - еще один яркий признак технологической импотенции производителя светильника!
Хотите посчитать температуру кристалла для двух оставшихся светодиодов? Или уже понятно что на них невозможно построить пассивно охлаждаемый светильник компактных размеров, даже если использовать их на токах, далеких от максимальных? Прямо скажем, и в активно охлаждаемом светильнике эти светодиоды будут иметь чрезмерно высокую температуру кристаллов, если не будут стоять _очень_ далеко друг от друга.
Посмотрите - на форуме нередки случаи, когда смодельщики жалуются что их светодиоды теряют большое количество излучения за небольшой промежуток времени. В то же время наши флагманские сборки, начиная со сборки 12XV2.2 теряют так мало излучения, что для них даже через 4 года работы невозможно зарегистировать это падение! Мы продолжаем эту добрую традицию во всех наших сборках, изготовленных по технологии BEAMS
Подытожу.
Голосовать рублем за светильники, которые не используют самые наилучшие светодиоды, какие только доступны на сегодня - значит не только поддерживать технических импотентов, но ещё и выкидывать деньги на ветер.
Да, кому-то из производителей светильников для МА эта информация изрядно припечет. Но что я могу на это сказать? Не можешь делать правильно? Не делай, не обманывай людей.