H Hírek2017 június (No 165)2017.június (No.165)

A RIDI „2017 legjobbjai” és „Smart Control,valamint a Tridonic

„Alapvető ismeretek a LED-ekről (2016.10.04.)”,LED fényforrások műszaki kérdései (2016 10 04 )”„LED-fényforrások műszaki kérdései (2016.10.04.)

„connecDim (2017.02.09.)”, „ready2mains (2017.04.07.)” és „luxCONTROL (2017.04.03.)”

című ismertető füzeteinek legfrissebb változatai már magyar nyelven is olvashatók a HOLUX Kft. honlapján (www.holux.hu)

2 4

4

Tartalom

1 Rövid hírekKö ö il k EU bi ió i i é iájá ól

3

– Közös nyilatkozat az EU ambiciózus ipari stratégiájáról

2 A berni Valiant Bank világító mennyezetének újjáéledése a Tridonic „állítható fehér” LED-jeivel

3 A designboom 2016-17-es „világítástechnikai termékek és projektek” kategóriájának győztesei

HOLUX Hírek – a HOLUX Kft. elektronikus úton terjesztett műszaki/kereskedelmi tájékoztató kiadványaSzerkeszti: Surguta László, Szaklektor: Arató András

Felelős kiadó: Hosó János vezérigazgató

4 Szilárdtest-világítás 2016, 5. rész – A LED-gyártás helyzete33

Kö ö il tk t EU bi i

1 Rövid hírek

ban az ipar a politikai naptárak legelejénvan. A „Make in India” (csináljuk Indiá-ban) stratégia célja annak biztosítása, hogyIndia legyen a „következő gyártási célállo-más”, a „Made in China 2025” (kínaigyártmány, 2025) Kínát „vezető gyártóerővé” kívánja átállítani. Az Egyesült Álla-mok újabban tapasztalható eltolódása azA i Fi t” (A ik l ő) i á b

Közös nyilatkozat az EU ambici-ózus ipari stratégiájáról(Forrás: www.lightingeurope.com, PressRelease, 2017. febr. 18.)

Európa a gyáripar bölcsője, és mindig előljárt az ipari forradalmakban és a technoló-giai innovációkban. Az ipar a tagállamokterületén közvetlenül több mint 34 millió

● fogadjon el egy cselekvési tervet azonkihívások kezelésére, amelyekkel aziparágazatoknak szembe kell nézniükolyan Kommunikációs keret formájá-ban, amely konkrét lépéseket és mér-földköveket tartalmaz; és● kötelezze el magát ennek az Akció-tervnek időre történő végrehajtására, ésrendszeresen készítsen jelentést az„America First” (Amerika az első) irányba

elkerülhetetlenül erős hatást fog gyakorol-ni iparpolitikájukra.Mandátuma elején Jean-Claude Juncker,az Európai Bizottság elnöke Európa újra-iparosítását legfontosabb feladatai egyiké-nek nevezte, és megerősítette azt a célt,hogy az európai GDP-ben az ipar 2020-ra20%-os részesedést érjen el

területén közvetlenül több mint 34 millióembert foglalkoztat a több százezer kis- ésközepes vállalkozást és nagyobb beszál-lítót magában foglaló ellátóláncokban. Akapcsolódó ágazatokban indirekt módonsok millió további munkahelyet is teremt.Az európai gyáripar óriási kutatási és in-novációs kapacitással rendelkezik, jól kép-zett munkaerővel büszkélkedhet, és elis-

rendszeresen készítsen jelentést azelőrehaladásról.

A tagállamok és az Európai Parlamentegyértelműen kinyilvánította egy erőseurópai ipari stratégia kidolgozására irá-nyuló teljes támogatását a EuropeanCouncil Conclusions c. közleményben –felkérve az EU ipari bázisának erősítésére20% os részesedést érjen el.

Ahogy közeledünk a következő többévespénzügyi keret előkészítéséhez, létfontos-ságú az Európai Bizottság számára, hogycselekedjen és segítsen abban, hogy Euró-pa versenyképes globális ipari erő marad-jon – egy igazságosabb világpiacontevékenykedve.

E é t i á külö fél á t t

merést szerzett világszerte a minőség és afenntarthatóság terén. Amire most szükségvan, az a gyors és határozott támogatás azeurópai intézmények és a tagállamok szá-mára ahhoz, hogy több munkahelyet te-remthessenek és hozzájárulhassanak Euró-pa növekedéséhez.Eljött az idő ahhoz, hogy riadót fújjunk

kk l j l ő kihí á kk l k l

felkérve az EU ipari bázisának erősítéséreés modernizálására (2016. dec. 15.), illetvea Parliament Resolution c. kiadványban azeurópai újraiparosítási politika szükséges-ségével kapcsolatban. (2016. okt. 5.)Mi, e közös nyilatkozat aláírói készekvagyunk fokozni együttműködésünket azEurópai Bizottsággal, az Európai Parla-menttel és a Versenyképességi Tanáccsal

Ezért mi, a számos különféle ágazatotképviselő európai gyáripar felszólítjukaz Európai Bizottságot arra, hogy● erősítse meg elkötelezettségét annak acélnak az elérésében, hogy ambiciózus ésreális időn belül az ipar a GDP 20%-átadja;

azokkal a jelentős kihívásokkal kapcsola-tosan, amelyekkel valamennyien szembekell hogy nézzünk, 2000 és 2014 között agyártás részaránya az EU teljes termelé-sében 18,8%-ról 15,3%-ra esett, miközben2008 és 2014 között 3,5 millió munkahelyszűnt meg. Eközben a világ más országai-

y p gennek az ambiciózus és koordinált európaiipari stratégiának a kidolgozásában ésmegvalósításában, amely segíteni fog meg-őrizni az európai iparok vezető helyét avilágban és a munkahelyeket Európában.

HOLUX Hírek No165 p.2

b i h ll l il

2 A berni Valiant Bank világító mennyezetének

újjáéledése a Tridonic „állítható fehér” LED-jeivel

anyag megbízhatóan teríti az egyes LED-es fénypontok fényét, homogén megvilágí-tást hozva így létre.A lámpatestekbe a Tridonic állítható fehérQLE Premium Tunable White LED-mo-d lj i k l k l k főké ki ű ő

A Valiant Bank pénztártermét új, világítómennyezet borítja a berni Bahnhof-platzon. Napfény helyett azonban a nagyformátumú mennyezeti paneleket hátulróla Tridonic LED-moduljai világítják meg.A állí h ó f hé ” f k iójú ldá

barátságos és nyitott hellyé vált” – nyilat-kozta a projektről Marc Andrey, a ValiantBank AG sajtófőnöke. „Az új bankfiók régiés megbízható, mégis modern, tökéletesenötvözi ezeket a jellemvonásokat, és a vilá-gító mennyezet újjászületése ennek egyiklenyűgöző példája.”A világító mennyezet mint hagyományosarchitekturális elem modern technológia

(Forrás: www.tridonic.com, Press Release, 2017. ápr. 5.)

duljai kerültek, amelyekre főként kitűnőminőségű fényük miatt esett a választás. Amodulok folytonosan állítható szímhőmér-sékletet kínálnak – állandó fényáram mel-lett, amelyet azonban szintén lehet állítani100 és 10% között – színeltolódások nél-kül. A Premium Tunable White család kü-lönböző méretekben készül, mindegyikük4 db 1250 lm fényáramú négyzetes LED

Az „állítható fehér” funkciójú megoldásátveszi a természetes fény dinamikus tu-lajdonságait és változtatható fénytónusokelőállítását teszi lehetővé a meleg éstermészetes fehértől a hideg fehérig.

A világító mennyezet visszatéréseNyolc hónapi felújítási munka után aValiant bankfiók épülete a berni Bahnhof-

architekturális elem modern technológia-ként – dinamikus fényének köszönhetőenigen különleges minőséget kölcsönözve –tért vissza a pénztárcsarnokba.

4 db, 1250 lm fényáramú, négyzetes LED-modult tartalmaz.A Tridonic a tervezőknek és lámpatest-fej-lesztőknek komplett szetteket kínál, ame-lyek LED-modult, LED-meghajtót és il-leszkedő fényszabályzó komponensekettartalmaznak. A rendszerek tökéletesen il-lesztett technológiát kínálnak, és igen meg-könnyítik az állítható fehér rendszer pro-

platzon most vadonatúj fényekben tündö-köl. A Rykart Architekten AG építészcégolyan irodákat alakított ki, amelyek meg-felelnek napjaink vevői igényeinek, és azalkalmazottaknak optimális munkafeltéte-leket biztosítanak. Az építészek gondosanés ötletesen élesztették újjá az 1913-bólszármazó műemléképületet. Jó példa erre a

é á ilá í ó é kkönnyítik az állítható fehér rendszer projekt-specifikus megvalósítását. A vevő ki-választhatja a szükséges LED-modulokat,a fényszabályzási protokollt és a megkí-vánt vezérlő interfészeket (érintőpaneltvagy kapcsolót), és fog kapni egy komp-lett, a projektjére szabott „csomagot”. Afényminőség és a színkonzisztencia bizto-sítása érdekében a rendszert gyárilag pon-

pénztárterem világító mennyezeténekvisszatérése.Ahhoz, hogy minél több irodai teret nyer-jenek a felső szinteken, a világító mennye-zetet az 1970-es években lezárták. Most, amódosítások befejeztével, felfelé tekintve36 db 90cm x 90cn-es fényemittálódiódáskazetta látható. Noha napfénytetős meny-nyezetre nem lehetett visszatérni a meny

tosan kalibrálják.

Automatikus és egyediA LED-meghajtók különböző fényszabá-lyozási protokollokhoz (DALI DT8, DSI,switchDIM és colourSWITCH) alkalmasdigitális interfészeket tartalmaznak. AValiant Bank pénztárcsarnokában a fényszabályozása DALI x/e-touchPANEL 02

nyezetre nem lehetett visszatérni, a meny-nyezeti paneleket hátulról megvilágítóLED-rendszer átveszi a történeti megoldásalapvető tulajdonságait – ihletet merít atermészetből és leutánozza a természetesfény nap közbeni változásait.„Az építészeknek az volt az ötlete, hogyvisszahozzák az eredeti helyzetet – az átri-ummal és a napfénnyel. Így kézenfekvő szabályozása DALI x/e touchPANEL 02

segítségével történik, amely 18cm-es szí-nes érintőképernyőjének köszönhetően be-üzemelési, szabályzási és működtetésifunkciókat is képes ellátni. A felhasz-nálóbarát szoftverrel világítási jeleneteketlehet programozni és manuálisan vagy idő-zített módon előhívni. Az „állítható fehér”program már gyárilag telepítve van, így

ummal és a napfénnyel. Így kézenfekvővolt a mennyezet hátulról történőmegvilágítása olyan LED-technológiávalamely állítható fehér funkciót kínál. Ezt aTridonic egyik rendszermegoldásávalvalósítottuk meg, amely lehetővé tesz afény színének 3000 és 6000K közöttizökkenőmente változtatását és így anapfény változásainak leutánzását.” –

csak csatlakoztatni kell a megkívántvezérlő eszközhöz. A pénztárcsarnokban afények fokozatosan változnak – a reggelimeleg fehértől délre természetes fehérre,majd hideg fehérre, estére pedig ismétmeleg fehérre váltva. Különleges alkal-makra különböző világítási jelenetek istárolva vannak. A világítás manuálisan,é i ő l í é é l bál h ó

magyarázta David Breil, a Licht+Raumigazgatója. Az ő vállalata tervezte ésvalósította meg a világító mennyezetet apénztárcsarnokban.

A LED-technológia és a szabályzáskönnyű integrálásaA mennyezeti kazettákba a Licht+Raumnégyzet alakú, lapos ZETA lámpatesteit

érintőpanel segítségével szabályozható.

A hagyomány és a high-tech szinergiája„Büszkék vagyunk arra, hogy az 1913-bólszármazó történeti épületünk most ilyen

négyzet alakú, lapos ZETA lámpatesteithasználta fel. A ZETA lámpatestek alumí-niumból készült házát a helyiségben szati-nírozott akrillapok fedik. Ha a lámpates-tekbe LED-modulokat szerelnek, ez az

HOLUX Hírek No165 p.3

ProjektadatokÉpítészet: Rykart Architekten AG, BernVilágítástervezés/ lámpatest-fejlesztés:: Licht+RaumAG, Ittigen, SvájcLED-modulok, fényszabályozás: Tridonic

3 A designboom 2016-17-es „világítástechnikai

termékek és projektek” kategóriájának győztesei

Az 1999-ben alapított designboom a világelső és legnépszerűbb digitális építészeti ésformatervezői magazinja.A designboom célja, hogy összehozza aprofikat és a sokféle háttérrel rendelkezőfiatal kreatívokat Az építészet a forma

(Forrás: http://www.designboom.com, 2017. ápr. 15.)

fiatal kreatívokat. Az építészet, a forma-tervezés, a technológia és a művészetek te-rületének legfrissebb hírei és kulcsfontos-ságú témái publikálásával a magazin kül-detése: felkutatni a legjobb projekteket ésösszegyűjteni a kortárs kultúra legérde-kesebb aspektusait – mielőtt azok bárholmásutt fellelhetőek lennének.Az A’ formatervezői versenyek 2016-17-es

LéonTerv és fotó: Lewis David PowerLewis Power „Léon” lámpája feltárja a „kézzel fogható” fény fogalmát, amint a felhasználók kölcsönhatásba lépnek a termékkel a színár-nyalat és a fényerősség beállításakor. E poéti-kus kölcsönhatással a „Léon” célja megújítani a világítási atmoszféra megteremtésének élményétfo mate ve ői ve senyek 0 6 7 es

évadja 98 ország 1958 műalkotását ré-szesítette elismerésben. Mint a világ legna-gyobb, legelterjedtebb és legsokoldalúbbnemzetközi formatervezési megméretteté-se, a verseny egy globális program és kül-detés érdekében fogja össze a formaterve-zőket, építészeket, művészeket, márkákatés vállalatokat annak érdekében, hogy

élményét.

Halo LampTerv és fotó: Matthew McCormickMatthew McCormick „halo” (fényudvar) lám-pájának ötlete az olasz Prosecco-márkájú, Bot-tega Gold pezsgőbortól származik. Az ered-

é l á ű lk á ké j l ő felismerésben részesítsék, kommunikáljákés támogassák a legjobb formatervezési ésépítészeti gyakorlatokat. A tisztességes ésátfogó értékelési folyamat érdekében apályázatokat egy tudósokból, kiemelkedőújságírókból, vezető formatervezőkből éstapasztalt vállalkozókból álló nemzetközizsűri bírálta.

mény: elegáns, műalkotásként megjelenő füg-geszték, amely meleg tónusaival, aranyló há-zával és tiszta formáival jól tükrözi az ötletadómárkát.(A Prosecco története visszanyúlik egészen arómai korig, amikor ismertté vált a Glera sző-lőfajta, amelyet Prosecco falu határában ter-mesztettek. A Glera egyik őse a Ribolla Giallaszőlőfajta, amelynek boráról a 16. századbanazt tartották, hogy „hosszabb életűvé válik, akiissza” http://www boraszportal hu )issza – http://www.boraszportal.hu.)

Heaven is a place on Earth ResoNet pavilon Sinan Mansions Sanghaj

HOLUX Hírek No165 p.4

Heaven is a place on EarthTerv: Dr. Regina Dahmen-Ingenhoven, Fotó: Holger KnaufA Dr. Regina Dahmen-Ingenhoven „A mennyország a Földön van” című fény-installációja káprázással, csillogással vagy „eltűnéssel” reagál attól függően, hogyaz ausztriai Swarovski AG által tervezett függönyre, hogyan vetül a napfény. Afüggöny „az állandó mágikus változás fényes bulvárjává” formálja át az utat.

ResoNet pavilon – Sinan Mansions, SanghajTerv: Creative Prototyping Unit, Fotó: Steven ChangA kínai újév alkalmával felhangzó hagyományos „csengettyű” alakját tükrözőResoNet pavilont a főnix meséhez hasonló színpompás ruha jellemzi. A külsőfelület LED-hálója a szemlélő tekintetét követve állandóan változtatja színeit.

(Forrás: www.doe – DOE SSL Program, "R&D Plan," edited by James Brodrick, Ph.D.2016 június)

4 Szilárdtest-világítás 2016, 5. rész

5.3 A LED-gyártás helyzete

5.3.1 Az ellátólánc felépítéseA gyártás ellátóláncának ismerete és me-nedzselése döntő fontosságú bármilyengyártási tevékenység sikeréhez. A LED-ekgyártási folyamatát általánosságban egy

2016. június)

Gyártóberendezésekszerves fémgőz réteg-leválasztó (MOCVD)

lapkagyártó berendezés

chip-bevonó berendezés

összeszerelő berendezés

LED-chip-gyártás

epitaxia lapkagyártás lapkaszétválasztás

LED-csomag-gyártás

fénypor-bevonás

Lámpatest-gyártásgyártási folyamatát általánosságban egy-mástól viszonylag független gyártási lépé-sek sorozatával lehet definiálni. E gyártásilépéseket gyártóberendezések, anyagok éstesztelő berendezések biztosítása támogat-ja. A gyártási folyamatok, berendezések,anyagok és a tesztelés összessége adja agyártás ellátóláncát.Az 5.9 ábrán bemutatott ellátólánc a LED-

p gy g gy p gy

Meghajtó-gyártás

fényszabályozók vezérlők multi-LED

Anyagok

hordozók reagensek fémek bevonóanyag fénypor/lefelé konvertáló hűtőborda távoli fénypor komponensek

Az 5.9 ábrán bemutatott ellátólánc a LEDalapú szilárdtest-világítás gyártásának je-lenlegi helyzetét reprezentálja, de meg kelljegyezni, hogy állandóan változik és folya-matosan fejlődni és érni fog. Például meg-lehet, hogy egy vertikálisan integrálódottgyártó e folyamatok közül jelenleg számo-sat vállalaton belül végez el, de a gyáriparfejlődésével az ellátólánc általában egyre

y g

Vizsgáló- és mérőberendezések

monitorozás & monitorozás & in-line chip-tesztelés/ellenőrzés ellenőrzés tesztelés válogatás

LED-csomag tesztelése/válogatása

In-line ellenőrzés Végellenőrzés

5.9 ábra – A LED-alapú szilárdtest-világítás gyártásának ellátóláncaMegjegyzés: A kék hátterű bokszok és nyilak a fő gyártási folyamatot ábrázolják. Az ellátólánc támogató elemeit gyártóberendezésekre, anyagokra, valamint vizsgáló- és mérőberendezésekre osztottuk fel. Ezeket a támogató elemeket a fő gyártási folyamathoz megfelelő nyilakkal illesztettük hozzá.

jobban széttagozódik az optimális gyártásihatásfok érdekében. Ezenkívül a gyártásellátóláncát befolyásolni fogja a technoló-gia és a terméktervezés fejlődése, sőt atermék forgalmazása is – ideértve a föld-rajzi vagy a szabályozási szempontokat is.A LED-alapú lámpatestek gyártási folya-mata a LED-chipek gyártásával kezdődik,

ib b l é dő LED l kák

L1: chip+optika L2: LED-nyák

amibe beleértendő a LED-lapkák szervesfémgőz rétegleválasztással (MOCVD) tör-ténő növesztése, a LED-lapkák feldolgozá-sa (többnyire hagyományos félvezetősgyártási lépésekkel) és a LED-lapkák szét-választása egyedi LED-chipekké. A követ-kező lépés tipikusan a LED-chipek „LED-csomagokká” történő összeszerelése, ide-értve a kék LED emissziót fehér fénnyé át

5.10 ábra – A LED-komponensek beépítési formái A képek forrásai: a) Lumileds Luxeon T adatlap 2015 [85]; b) Lumileds Luxeon XR TX adatlap 2016 [86];

L2+: beépített LED-ek+optika L2+: beépített LED-ek+meghajtó L2+: beépített LED-ek+hűtőborda

eszközök definiálásához, a lapka széttör-delése egyedi chipekké és az így kapottchipek „becsomagolása, tokozása”, ami atermikus és elektromos kontaktus mellettmechanikai védelmet is biztosít. A LED-l ú lá b lül öbbé á

értve a kék LED-emissziót fehér fénnyé át-alakító fénypor-anyag leválasztását. Vége-zetül a LED-csomagokat összeépítik egymeghajtóval, hűtőbordával, optikai kompo-nensekkel és mechanikai elemekkel a vég-ső lámpatest vagy lámpa előállításához. Agyártási folyamat állandóan formálódik,amint az egyes elemek finomodnak vagykiesnek, illetve amint új elemeket fejlesz-

A képek forrásai: a) Lumileds, Luxeon T adatlap, 2015 [85]; b) Lumileds, Luxeon XR-TX adatlap, 2016 [86]; c) Seoul Semiconductor, Acrich2.5 adatlap, 2015 [87]; d) Seoul Semiconductor, Acrich3 adatlap, 2016 [88]; e) Frost & Sullivan, hűtőbordára szerelt áramkör, 2013 [89]

[85] Lumileds: Luxeon T Datasheet” 2015

az optimalizált lapkafeldolgozó berendezé-sekre és a nagyobb hatékonyságú tokozómódszerekre, anyagokra és berendezésekrefognak koncentrálni.

alapú lámpatesten belül többé már nem aLED-csomag a meghatározó költségté-nyező: a retrofit-lámpák költségének csakmintegy 18%-át képviseli, a LED-es belté-ri és kültéri lámpatestek esetén pedig ez azarány 7% vagy még kisebb. Ahhoz, hogy aköltségeket csökkenteni lehessen a teljesí-tőképesség folyamatos javítása mellett,koncentrált erőfeszítésekre van szükség a

kiesnek, illetve amint új elemeket fejlesztenek ki vagy új gyártási lépéseket iktatnakbe. Végső soron egy adott termék optimá-lis gyártási folyamata a részletes, rendszer-szintű optimalizálástól fog függeni.

5.3.2 A LED-csomag („tokozott chip”)gyártása

Gyártási módszerek

[85] Lumileds: „Luxeon T Datasheet”, 2015,http://www.lumileds.com/uploads/383/PB106-pdf[86] Lumileds: „Luxeon XR-TX” adatlap, 2016,http://www.lumileds.com/uploads/598/PB160-pdf.[87] Seoul Semiconductors: „Acrich2.5-30W” adatlap,2015. okt. 2.,: http://www.seoulsemicon.com/ _upload/Goods_Spec/SMJQ13XXFNSX_Rev1.5.pdf[88] Seoul Semiconductor:„Acrich3-Indoor Modules”,2016. ápr. 1.,.http://www.seoulsemicon.com/upload/Goods_Spec/Specification_SMJE-XD12W4PD_Rev1.2.pdfkoncentrált erőfeszítésekre van szükség a

gyártás egész ellátólánca mentén. Ezek azerőfeszítések a jobb minőségű és olcsóbbnyersanyagokra, a tökéletesített epitaxia-növesztő berendezésekre és technológiára,

Gyártási módszerekA LED-chipek gyártási folyamatának lé-pései a következők: az aktív eszközrétegekhordozóra történő epitaxiális növesztése, afélvezető lapka feldolgozása az egyedi

HOLUX Hírek No165 p.5

Rev1.2.pdf[89] Frost and Sullivan: „Frost and Sullivan HonoursCambridge Nanotherm for its Chip on Heat SinkTechnology for Thermal Management”, 2013.. dec.19., http://www.best-practices.frostmultimedia-wire.com/cam-2013

E bb i i i é l i

4

Egyre nagyobb a piaci igény olyan in-tegrált modulok („light engine”-ek) iránt,amelyek a LED-eket és a meghajtót is tar-talmazzák. A különböző integrálási szin-teket az 5.10 ábra illusztrálja. Az 1. szint(L1) a tokozott LED-chipekre vonatkozik,a 2. szint (L2) áramköri panelre szereltLED-ekre vagy meghajtó elektronikákra,az L2+ szint pedig különböző magasabb Nagyteljesítményű LED- Közepes teljesítményű LED- Közvetlenül hordozóra sze- Chip méretű LED-csomag:

● Chip-méretű LED-csomagok (chip scalepackages = CSP) – nevezik néha tokozásnélküli LED-eknek vagy fehér chipekneki é kö t lj ít é ű

az L2+ szint pedig különböző magasabbszintű integrációra, például optikai ele-mekkel szerelt LED-ekre. Az L2 és L2+integrációs szint kedvező egyes lámpatest-gyártók számára, mivel egyszerűsíti az ér-tékláncot és gyártási folyamataikat. Az L2szint gondos optimalizálás mellett lehetővéteszi a LED-ek működési feltételeinekigényre szabását, a felhasznált LED-

5.11 ábra – Nagyteljesítményű, közepes teljesítményű, közvetlenül a hordozón létrehozott (COB) és chip-méretű (Chip Scale) LED-csomagok

gy j ycsomagok:kerámia hor-dozó, öntött lencsék

p j ycsomagok:szerelőkeret, polimer tokozás

relt chip (COB): fémmagosnyák, kerámia nyák

p gflip-chip fényporbevonattal

is –, a nagy és a közepes teljesítményűváltozatok kompakt, olcsó alternatíváikéntkaptak figyelmet.A nagyteljesítményű LED-eknek nagy afényhasznosítása, nagy a fényárama és jó amegbízhatósága, ami jó hűtésüknek és jóoptikai konstrukciójuknak köszönhető. Ti-pikusan egy nagyméretű, 1mm2-es chipettartalmaznak (vagy több ilyet egy nagy

igényre szabását, a felhasznált LEDcsomagok számának optimalizálását és le-egyszerűsíti az L2 szint olyan kialakítását,hogy alacsonyabbak legyenek a gyártásiköltségek a minőség és megbízhatóságmegőrzése mellett. Ez lefordítva kisebbrendszerméretet és/vagy költséget jelent,ami fontos a vevők számára.

Kék flip-chip Fénypor Tokozat

tartalmaznak (vagy több ilyet egy nagytömbön), amelyet a jó hűtés érdekébenkerámia hordozóra szerelnek. A chipetezután fényporral vonják be, majd egyfélgömb alakú szilikon lencsét öntenek rá.Néhány nagyteljesítményű LED-konstruk-ció a nagy chipen kívül több kis, sorbakötött chipet is tartalmaz a nagyfeszültségűkonstrukció létrehozásához, amely – meg-

A LED-csomagok sokszínűségeAz elmúlt években igen sokféle, általánosvilágításra szánt LED-csomag jelent meg apiacon az 1W-osoktól az igen sokféleformájú, fényáramú, feszültségű, sugárzásiszögű és fizikai méretű változatokig. EgyLED-gyártónak akár 50 különböző LED-családja is lehet, és az egyes családokonb lül á l ál l k fé

5.12 ábra – (a) A chip méretű LED-csomagok (CSP)gyártási fázisai (b) Újabb példák a kereskedelmiCSP-k méretezhetőségére (Forrás: (a) Shatil Haque,DOE SSL R&D Workshop, Raleigh, Észak-Karolina,2016. febr. [90], (b) Samsung Media Center, 2016.máj. [91])

lm-es) fényáramot szolgáltatnak, tipikusanl b l ilá ú k k

, y gfelelően csoportosítva egy meghajtóval –növelheti a rendszer fényhasznosítását.A közepes teljesítményű LED-eket erede-tileg kiemelő és háttérvilágításra használ-ták, de 2012-ben megtalálták az utat azáltalános világítás felé is, amint a chipekteljesítőképességének javulása az általánosvilágítási alkalmazásokhoz megfelelő

belül számos olyan változat, amelyek fény-áramban, nyitófeszültségben, színhőmér-sékletben, színvisszaadási indexben ésszíntűrésben térnek el egymástól. Ez a sok-színűség nagy szabadságot és rugalmassá-got jelent a lámpatestgyártók számára atekintetben, hogy a megcélzott világításialkalmazáshoz és piachoz legjobban illesz-kedő LED eket alkalmazzák

magas vagy alacsony belvilágú csarnokokvilágítására használatosak. Jó hővezetőhordozó esetén ugyanolyan jó szín- ésfényáram-stabilitásuk lehet, mint a nagy-teljesítményű LED-eknek, ha az üzemihőmérsékletet az előírt értéken belül tart-juk. Könnyű felhasználásuk a lámpatest-gyártáshoz sok olyan kisebb gyártónakelőnyös akiknek nincs a diszkrét LED-

fényáram-szinteket ért el. A közepes telje-sítményű LED-ek olcsó, fröccsöntött mű-anyagból és vezető vázból állnak, amelytipikusan 1-3 kis LED-chipet tartalmaz. Achipek egy, a műanyag üreget körülvevő,ezüst bevonatú fém vezető vázra vannakszerelve. Az üreg szilikonba kevert fény-porral van kitöltve, amely lefelé konvertálóé t k ó ké t l ál A kö

kedő LED-eket alkalmazzák.A LED-csomagoknak négy fő típusa jelentmeg (l. az 5.11 ábrát):● Nagyteljesítményű (1-5W-os) LED-cso-magok, tipikusan a kis optikai fényforrás-méretet igénylő termékekhez (pl. irányítottfényű lámpákhoz) vagy ahová nagy meg-bízhatóság szükséges (pl. útvilágításhoz).● Közepes teljesítményű (0,1-0,5W-os)

előnyös, akiknek nincs a diszkrét LED-csomagok fém magú nyomtatott áramköripanelre való szereléséhez alkalmas beren-dezésük.A CSP LED-ek az anyagfelhasználás és agyártási lépések minimalizálása okán ésmert kis helyigényüknek köszönhetőensűrűbben szerelhetők a lámpatestekbe,újabban nagyobb figyelmet kaptak.

és tokozó anyagként szolgál. A közepesteljesítményű LED-ek az alacsonyabb költ-ségek okán számos alkalmazásban előnyö-sebbek a nagyteljesítményű LED-eknél,ami javítja a rendszer lm/USD mutatóját.A közvetlenül a hordozón kialakított chip(COB) megoldás tipikusan fém magúnyomtatott áramköri panelre (MCPCB)vagy kerámia hordozóra szerelt kis

Közepes teljesítményű (0,1 0,5W os)LED-csomagok, amelyeket tipikusan nemirányított fényű világításhoz (mennyezetitükrös/rácsos lámpatestekhez, hagyomá-nyos izzólámpaburába szerelt lámpákhoz)használnak.● Közvetlenül a hordozón kialakított(chip-on-board) LED-csomagok, amelye-ket szokásosan olyan termékekhez alkal-

j gy gy pKínálatuk az ilyen LED-termékeketgyártók számával együtt folyamatosannövekszik.

[90] S. Haque: „Wafer Scale Packagin ManufacturingChallenges”, DOE SSL R&D Workshop, Raleigh,Észak-Karolina, 2016. febr., http://energy.gov/sites/prod/files/2016/02/f29/haque_led-mfg_raleigh2016.pdfvagy kerámia hordozóra szerelt kis

chipeket tartalmazó nagy tömbökből áll. ALED-ek fényporral kevert szilikon toko-zóanyaggal vannak lefedve. Kis optikaifényforrás-felületükről nagy (akár 14 000

maznak, amelyek kis optikai fényforrásbólnagy fényáramot igényelnek, vagy igennagy fénysűrűségre van szükség (pl.csarnok-világítók esetén).

HOLUX Hírek No165 p.6

pdf.[91] Samsung: „Samsung Introduces Full Line-up ofLED Components Based on Chip-Scale PackagingTechnology”, 2016. márc. 14., http://www.samsung.com /us/samsungsemiconductor/mediacenter/index.html

4

rán 100 mm átmérőjű zafírhordozóra 1mm2-es elemeket visznek fel és a chipeketkerámiatokokba zárva állítanak elő melegfehér, fényporkonverziós pc-LED-fény-forrásokat. A közepes teljesítményű, melegfehér, fényporkonverziós pc-LED-ek ada-tai hasonló méretű vezetővázas műanyaghordozóra szerelt, 0,5 mm2-es chipekrevonatkoznak A költségek megoszlása a

A jelenlegi chip-méretű LED-termékektöbbsége alapként ún. „flip-chipet” hasz-nál, amelyre aztán ráviszik a fényport és atokozóanyagot, amint azt az 5.12(a) ábramutatja. A huzalkötés és a szerelőkeretvagy kerámiahordozó elhagyása kisebbméreteket és alacsonyabb költségeket teszlehetővé. A CSP gyártók alakhű fénypor-bevonatot hordanak fel közvetlenül egy

Hordozó-készítés

10%Tokozás

26%Epitaxia

22%

vonatkoznak. A költségek megoszlása anagyteljesítményű LED-csomagok eseténa 2015-ös adatokhoz képest lényegébenváltozatlan, noha van egy kb. 20%-osösszköltség-csökkenés, ami főként a nyers-anyagok árának csökkenésével és a ki-hozatal növekedésével van összefüggés-ben. Az elemgyártás és a tokozás költségesokkal alacsonyabb a közepes teljesítmé-

bevonatot hordanak fel közvetlenül egykék LED flip-chipre, amely öt oldalon át –szélesebb szögekben – bocsát ki fényt. ACSP LED-ek legfrissebb példái igen sok-féle méretváltozatot mutatnak, kielégítveezzel a közepes és nagy teljesítményű,valamint a kis COB LED-csomagok le-cserélésével kapcsolatos különböző világí-tási alkalmazások igényeit amint az az

Lapkafeldolgozás22%

Fénypor-bevonás

20%

Hordozó-készítés

7%sokkal alacsonyabb a közepes teljesítményű LED-csomagok esetén, noha a fény-port hasonló területre alkalmazzák, ezértaz összköltség vonatkozásában növekszika viszonylagos fontossága. A közepesteljesítményű LED-csomagok költsége 5-10-szer alacsonyabb lesz a chip területénekfüggvényében, és ez hasonló árkülönbö-zetet is jelent.

tási alkalmazások igényeit, amint az az5.12(b) ábrán látható.Noha a chip-méretű LED-ek jelentős meg-takarítást kínálnak a rendszerköltségek te-rén, különböző teljesítőképességi kompro-misszumokat kell figyelembe venni. A jóhővezetőképességű kerámia hordozó el-hagyásával termikus problémák, a nagykúpos primer lencse szögtartó kocka-toko-

7%

Epitaxia30%

Lapkafeldolgozás

Fénypor-bevonás

8%

Tokozás26%

jAz 5.13 ábra azt mutatja, hogy nincs olyanköltségelem, amely domináns lenne anagy- vagy a közepes teljesítményű LED-csomagoknál. A tokozás marad alegnagyobb költségtényező, de alapkafeldolgozás költségei is hasonlóak, ésaz epitaxianövesztés költségei semmaradnak le sokkal mögöttük. Ezek a

p p gzattá történt átalakításával pedig optikaiveszteségek lépnek fel. Ezenkívül egyébgyártási problémák is maradnak, amikor akis chip-méretű elemeket 2. szintű nyomta-tott áramköri panelekre építik. Ezek akövetkezők:● Az elfordulás és elhajlás következtébena sokkal kisebb chip-méretű CSP LED-

5.13 ábra – A nagy és közepes teljesítményű LED-csomagok gyártási fázisainak tipikus költségei(Forrás: A DOE SSL Roundtable and Workshoprésztvevőitől származó adatok)

29%

2016 é ék kb 65% á ökk hmegoszlások azt sugallják, hogy sokkalátfogóbb megközelítésre van szükség aköltségcsökkentéshez. Az 5.14 ábra aztmutatja, hogy a nagyteljesítményű LED-csomagok költsége idővel változhat, aminta volumenek tovább növekednek, s 2020-

eknek a nyomtatott áramköri panelra tör-ténő beigazításához pontosabb gyártásravan szükség.● A sugárnyaláb beállítása korlátozhatja achipek sűrűségét és befolyásolhatja a sze-kunder optika konstrukcióját.● A chip-méretű CSP LED és a nyomtatottáramköri panel közötti nyíróerő befolyá-solja a mechanikai kötés megbízhatóságát g h d óké íté

ra a 2016-os érték kb. 65%-ára csökkenhetle. Várható, hogy a hordozó-, az epitaxia-és a lapkafeldolgozás viszonylagos rész-aránya csökkenni fog ebben az idő-szakban, míg a tokozásé és a fényporénövekszik.

solja a mechanikai kötés megbízhatóságát.● Fokozni kell az elektrosztatikus kisüléselleni védelmet, mivel a chip-méretű CSPeszközök nem tartalmaznak elektroszta-tikus kisülés ellen védő Zener-diódákat.● A LED-csomagok kezelését optimalizál-ni kell a fényporréteg sérülésének elkerü-lése érdekében, mivel a fényporréteg köz-vetlen kezelése elkerülhetetlen

Rel

atív

gyá

rtás

i köl

tség hordozókészítés

epitaxia

lapkafeldolgozás

fényporbevonat

tokozás

vetlen kezelése elkerülhetetlen.● A kisebb chip-méretű CSP LED-ek pon-tos tesztelése kezelési problémákat jelent afelületre szerelt LED-ek (SMT) gyártóso-raihoz tipikusan használt tesztelő ésválogató berendezéseknél..

A LED-csomagok költségeA nagy és közepes teljesítményű LED-gy p j ycsomagok tipikus költségmegoszlását az5.13 ábra mutatja. A nagyteljesítményűLED-ekre vonatkozó adatok eseténtömeggyártást tételezünk fel, amelynek so-

HOLUX Hírek No165 p.7

5.14 ábra – A nagyteljesítményű LED-csomagok gyártási fázisainak várható költségei (Forrás: A DOE SSL Roundtable and Workshop résztvevőitől származó adatok)

4

Bőven van lehetőség az innovációra ezen aterületen és a Minisztérium (DOE) számoskülönböző megközelítést fontolgat aköltségcsökkentére, a következők szerint:● berendezés-teljesítmények növelése● automatizálás növelése● jobb tesztelés és ellenőrzés● jobb „upstream” folyamatellenőrzés● ja ított álogatási kiho atal

A LED-csomagok ár/fényhasznosítás jellemzőinek jelenlegi és várható értékei

csom

agok

ára

(U

SD

/klm

)

2009 közepe

2009 vége

2010 vége

2011 vége

2012 vége

2009 közepe2009 vége

2010 vége

2011 vége2012 vége

2013 vége

2014 é

hideg fényű típusokmeleg fényű típusok

● javított válogatási kihozatal● optimalizált tokozatok (pl. egyszerűsítettkonstrukciók, olcsóbb anyagok és multi-chipek)● magasabb szintű komponens-integráció(hibrid vagy monolit eszközök)● chip- és lapka-méretű tokozás

5 3 3 Kereskedelmi megfontolások

LE

D-c 2012 vége

2013 vége

2014 vége

2015 vége

2014 vége

2015 vége

5.3.3 Kereskedelmi megfontolások

A LED-csomagok áraA múltban a LED-alapú lámpák vagy lám-patestek költségeiben a LED-csomagokára volt a meghatározó, az elmúlt évekbenazonban gyors árcsökkenés volt tapasztal-ható a műanyag tokozóanyagok és a chip-méretű CSP LED-csomagolási módszerekbevezetése mellett

5.15 ábra – A LED-csomagok 1 W/mm2 (35 A/cm2-nek megfelelő) és 25 °C esetén adódó ár-fényhasznosításértékei – Megjegyzés: A hideg fehér LED-csomagoknál CCT=5700K és CRI=70, a meleg fehér típusoknálpedig CCT=3000K és CR=80 értékeket tételeztünk fel. A téglalapok kiegészítésül az egyes periódusokraérvényes maximális fényhasznosítás és legalacsonyabb ár alapján készültek, a maximális fényhasznosítás

b l l bb á k é lké lh ő é h ő l

Fényhasznosítás (lm/W)

bevezetése mellett.Az árbecslések ebben a fejezetben az 1000darabos mennyiségekben nagy kereskedel-mi elosztóktól – Digi-Key, AVNET,Newport és FUture Electronics – vásároltLED-csomagok tipikus kiskereskedelmiárait reprezentálják. A különböző LED-gyártók az egyes LED-csomagok számosváltozatát gyártják – sokféle színhőmér-

azonban a legalacsonyabb árak esetén elképzelhetően nem érhető el.

A gyors árcsökkenés a közepes teljesítmé-nyű LED-csomagok megjelenésével és anormalizálási eljárás módosításával vanösszefüggésben, amely lehetővé teszi azil k k

gy jsékletet és fényáram-szintet fedve le ezzel.A kiválasztott adatok a rendelkezésre állóadatlapokon alapulnak és a legnagyobbközölt fényáram-válogatást reprezentálják(az illető válogatási csoport átlagértékétvéve alapul), vagy tipikus fényáram-értékeket a teljes rendelkezésre állóeloszlásra. A kiválasztott eszközök adott

követni aki és közepes teljesítményű LED-csomagok teljesítőképességeit, egy máso-dik – 0.3 W/mm2-es – kritérium bevezeté-sét is tervezzük, így ezeket a LED-csoma-

k i áli űk dé i f l é l ikh

5.4 táblázat – A LED-csomagok árának és teljesítőképességének előrejelzése (1 W/mm2 és 25°C esetére)

ilyen LED-csomagok nyomon követését.Az 5.15 ábra ár-fényhasznosítás előrejel-zéseket is tartalmaz összehasonlítási cél-zattal, amelyeket az 5.4 táblázat foglalössze. Az ár-előrejelzéseket hozzáigazítot-tuk a közepes teljesítményű eszközökkelkapcsolatos alacsonyabb árakhoz. A fény-hasznosítási előrejelzéseket hasonlóképpenmódosítottuk úgy hogy azok az előrejel

színhőmérséklet és színvisszaadási indextartományokba esnek. Az USD/klm-benkifejezett ár és a fényhasznosítás rögzített,35 A/cm2-es áramsűrűség és a pn-átmenet25°C-os hőmérséklete mellett értendő, ha-csak máskép nincs jelezve. Az újonnanbevezetett LED-csomagokat általában85°C-on mérték és a mért értéket 25°C-ra

li álták á tók ált l d lk é

gokat optimális működési feltételeikhezközelebbi körülmények között lehet mérni.A teljesítménysűrűségre történő normali-zálással a különböző LED-csomag konfi-gurációk könnyen kezelhetők, mivel csak abemeneti áramot, a bemeneti feszültségetés a fényáramot kell megmérni a fényhasz-nosítás és a kilolumenenkénti ár kiszámí-tásához amennyiben a lapka teljes belsőmódosítottuk úgy, hogy azok az előrejel-

zettnél lassúbb fejlődést mutassanak,különösen a hideg fehér termékek esetén.Amint azt a fentiekben említettük, a nor-malizálási folyamatban is végeztünk mó-dosítást. A LED-csomagokat most1W/mm2 teljesítménysűrűségre normali-záltuk a 35 A/cm2-es áramsűrűség helyett.A tipikus nagyteljesítményű LED-csoma-

normalizálták a gyártók által rendelkezésrebocsátott adatok felhasználásával.A LED-csomagok fényhasznosításának ésárának alakulása az 5.15 ábrán látható. Va-lamennyi időintervallumot egy-egy olyannégyszög ábrázol, amelynek területét alegnagyobb fényhasznosítású és a leg-alacsonyabb árú termékek összekötéseadja 2015 során a hideg fehér típusokra

tásához, amennyiben a lapka teljes belsőfelülete ismert. A legtöbb nagy gyártó je-lezte, hogy kész közölni a Minisztérium-mal a lapkák területére vonatkozó informá-ciót erre a célra. Az adatokat továbbra is25 és 85°C-on fogjuk megadni, ha ez utób-bi a LED-csomagra specifikált teszt-hőmérséklet. Csak azokat a LED-csoma-gokat választjuk ki, amelyek eleget tesznekA tipikus nagyteljesítményű LED csoma

gok esetén ez a két érték lényegébenmegegyezik, ezért a történeti adatokmegtarthatók.Annak érdekében, hogy nyomon lehessen

adja. 2015 során a hideg fehér típusokra168 lm/W-os, a meleg fehér változatokrapedig 137 lm/W-os fényhasznosítást, vala-mint rendre 0,9, illetve 1,0 USD/klm áratjelentettek.

gokat választjuk ki, amelyek eleget tesznekaz 5700K/70, 3000K/80 és 3000K/90színhőmérséklet/színvisszaadási indexkombinációnak.

HOLUX Hírek No165 p.8

5 3 4 A LED lá k á á

45.3.4 A LED-es lámpatestek gyártása

Gyártási módszerekA LED-es lámpatestek gyártása a LED-ekmechanikai és hűtőelemekkel (pl. hűtő-bordákkal), a fény eloszlását megszabó op-tikai komponensekkel és a LED meghajtóelektronikájával történő összeépítését fog-lalja magában A LED lapka vagy LED

Fényhasznosítás

CRI színvissza-adási index Alacsony ár

lalja magában. A LED-lapka vagy LED-csomag a LED-alapú lámpatestek kritikuskomponensei, ezért a lámpatestgyártás aLED-fényforrásnak a lámpatest többi kom-ponensével való összeépítése körül forog amegkívánt formatényező és a költség,teljesítőképesség, termékkonzisztencia ésmegbízhatóság közötti optimális egyensúlyelérése érdekében.

CREE 4-Flow

CREE szabályozható A19

Ecosmart izzószál-utánzatú

Philips A19

Philips L-Prize

Felt izzószál-utánzatú,

homályosított búrábanelérése érdekében.E funkciók és a szükséges kompromisszu-mok közötti egyensúly a világítási alkal-mazástól, a fogyasztói profiltól, a világításelvárt teljesítőképességétől és árától függ.Például egy 15 cm átmérőjű lakásvilágításimélysugárzó 67 lm/W leadására képes,míg egy felsőkategóriás ipari mélysugárzóugyanattól a gyártótól ugyanolyan színhő-

5.16 ábra – A különböző, A-típusú búrájú LED-lámpák minőségi jellemzőinek összehasonlításaMegjegyzés: Az „ár” esetében a magasabb értékelés alacsonyabb beszerzési árnak felel meg

Szabályozható Élettartamhomályosított búrában

mérséklet és színvisszaadási index eseténelérheti a 100 lm/W-ot. E két típus közöttieltérés okán tervezési döntés kérdése, hogymelyiket választják az adott alkalmazástermékkritériumainak kielégítéséhez. Azolcsóbb mélysugárzóban kevesebb LEDvan, amelyeket viszont nagyobb áramok-kal hajtanak meg a megkívánt fényáramlé é é d kéb l l jj bb íelérése érdekében, ezzel lejjebb szorítva a

fényhasznosítást a nagyobb meghajtó-áramoknál fellépő áramsűrűség-eséskövetkeztében.A LED-ek számának csökkentése lejjebbviheti az árakat a fényhasznosítás rovására,vannak azonban egyéb figyelembe veendőkövetkezmények is: a nagyobb meghajtó-áramok ui magasabb hőmérsékleteket

Kültéri térvilágító lámpa(8000lm, 100W, 5000K)

Ø15cm-es lakásvilágítási mélysugárzó

60cm x120cm-es rácsos mennyezeti lámpatest

Ø60m-es izzólámpa helyette-sítésére szolgáló LED-lámpa

lá té A i ő é i té ők i t

áramok ui. magasabb hőmérsékleteketeredményeznek a LED-csomagban, amikorábban bekövetkező fényáram-csökke-néshez és színeltolódáshoz vezet, ezzelbefolyásolva a lámpatestek megbízhatósá-gát és garantált élettartamát. Ez önmagá-ban is kompromisszumot jelent a LED-fényforrás tervezésénél. A többi alrend-szer-konstrukciók – hűtőborda, meghajtó A té h bi f té őjű

5.17 ábra – Különböző világítási alkalmazások 2016-os költségeinek összehasonlítása(Forrás: A DOE SSL Roundtable and Workshop résztvevőitől és ipari partnerektől származó adatok)Megjegyzés: A fentiek tipikus gyártási költségekre vonatkoznak, jóllehet különböző gyártóknak üzletimodelljeiktől függően eltérőek lesznek a költségei.

általános költség szerelési költség meghajtó hűtés, mechanikai/elektromos kialakítás

optika LED-csomag

( , , ) y g(625lm, 9,5W, 2700K)

y p(4000lm, 35W, 4000K)

g p(800lm, 9,5W, 2700K)

lámpa esetén. A minőségi tényezők – mintamilyen a kiváló színvisszaadás, a sza-bályozhatóság és a nagyobb L70 élettartam– mind-mind magasabb árat jelentenek. Azolcsóbb LED-lámpák nem szabályozhatókés nincs hosszabb élettartamuk vagy na-gyobb színvisszaadási indexük. Ezért nemkészül egy kaptafára valamennyi világításitermék A fényhasznosítás a színminőség

szer konstrukciók hűtőborda, meghajtóés optika – további kompromisszumokhozvezetnek. Valamennyi apró kompromisz-szumnak és ezeknek a termékkonstrukció-ra és a gyártási költségekre kifejtett ha-tásának figyelembe vétele határozza meg afényhasznosítás, a színhőmérséklet, a szín-visszaadási index, a garantált élettartam ésa költség azon szintjét, amelyen a külön-

Az a tény, hogy bizonyos formatényezőjűlámpatesteknek kisebb a fényhasznosítása,mint a többinek, nem jelenti szükségkép-pen azt, hogy bizonyos LED-es lámpates-teket nem lehetne olyan nagy fényhaszno-sítással vagy olyan nagy megbízhatósággalgyártani, mint a többieket, inkább a gyár-tónak az adott végfelhasználási esetrekidolgozott speciális kompromisszumáttermék. A fényhasznosítás, a színminőség

vagy az élettartam értékét az egyes fo-gyasztók különbözőképpen ítélik meg, amibefolyásolja azt, hogy akarnak-e többetkölteni ezekre az előnyökre.

böző lámpatestek piacra kerülnek.Az 5.16 ábra bemutatja ezeket a kompro-misszumokat különböző – hagyományos,A-típusú izzólámpabúrába szerelt – LED-

kidolgozott speciális kompromisszumáttükrözi. Vannak bizonyos esetek – példáula keskenyen sugárzó spotlámpákhoz szük-séges, kis méretű világítási konstrukciók –,amelyeknek fényhasznosítás-korlátaik le-

HOLUX Hírek No165 p.9

4

5.5 táblázat – A LED ellátólánc: meghatározó költségtényezők

ábra összehasonlítja egy kültéri térvilágítólámpa, egy beltéri lakásvilágítási mélysu-gárzó, egy LED-es tükrös-rácsos lámpatestés egy 60mm átmérőjű retrofitlámpa költ-ségeinek megoszlását (az adatokat revide-áltuk a közösségektől érkezett észrevételekalapján). Látható, hogy a különböző for-

j f f k i l

hetnek a nagy területek megvilágításáraszolgáló tükrös-rácsos lámpatestekéhezképest (miután a kis spotfények eléréséhezkis fényforrás-méretekre van szükség), deez nem alapvető dolog számos világításimegoldás esetén.A LED-alapú retrofitlámpáknak és a LED-

egyes költségelemekre fektetett hangsúlyhelyett.Egy adott termék esetén érdemes megfi-gyelni, hogyan változik a költségmegosz-lás az idők során. Az 5.18 ábra azt mutatjabe, hogy egy közönséges 60mm átmérőjű,60W-os izzólámpa helyettesítő retrofitLED lá ájá k á á i k l é ámatényezőjű fényforrások viszonylagos

költségei jelentősen eltérhetnek. Az utóbbiévekben érezhető volt a LED-csomagokárának gyors csökkenése terén mind alámpatesteknél, mind a retrofitlámpáknál.A rezsiköltségek valódi költségelemetreprezentálnak, különösen a 60mm átmé-rőjű lámpák esetén, ezért feltüntettük aköltség grafikonban az anyagköltségekkel

es lámpatesteknek hasonló az integrációsszintje, de a lámpák szabványos elektroni-kus interfészt használnak a hagyományoslámpatestekben történő alkalmazásukhoz.A LED-alapú és a hagyományos lámpa-testek gyártásában csak kevés a hasonló,mivel a hagyományos világítási technoló-giák a „lámpatest+lámpa” paradigmán ala-

l k á á k lj külö álik k

LED-lámpájának a gyártási költsége vár-hatóan hogyan változik 2015 és 2020 kö-zött. A költségtényezők közül a legna-gyobb változást a LED-csomag költségeképviseli, amely várhatóan a 2015-ös 23%-os részarányról 2020-ra 10% körülire fogcsökkenni. Amint azt a fentiekben említet-tük és az 5.17 ábrán látható, a relatív költ-ségek jelentősen eltérnek az adott lámpaköltség-grafikonban az anyagköltségekkel

együtt. A rezsiköltségek a költségdiagram-ban a gyártástechnológiára, a termékfej-lesztésre, a dokumentációra, a tokozásra,az in-line és a megfelelőségi ellenőrzésre,a kiszállításra és az elosztásra vonatkoz-nak. A kiskereskedelmi ár egy további30%-os elosztási árrést tartalmazA LED-lámpák és LED-es lámpatestek fej-

pulnak, gyártásuk teljesen különválik, sok-szor más-más cég állítja elő azokat. ALED-alapú világítási termékek integrálttermészete – ahol a lámpatest, a LED-mo-dul és a meghajtó elektronika tipikusanegyetlen egységbe van ötvözve – jelentő-sen bonyolítja a gyártási folyamatot. Alámpatestgyártók sikeresen megoldották akihívást azzal hogy a fogyasztói elektro

ségek jelentősen eltérnek az adott lámpa-testek és lámpatípusok esetén, ezért a lám-patestekre nem lehet egy általános költség-megoszlást előrevetíteni. Amíg az egyenesköltségcsökkentési folyamat az egyik meg-közelítés a költségek leszorítására, a rend-szerek áttervezése sokkal gyakoribb mód-ja a költségcsökkentés nagyobb ugrásainakeléréséhez a rendszerkomponensek meny-A LED lámpák és LED es lámpatestek fej

lődésének korai szakaszában a termék tel-jes költségét a LED-csomagok költségedominálta, de ma már nem ez a helyzet. Alegtöbb lámpatestnél a hűtési/mechanikai/elektromos alrendszer lett a domináns költ-ségtényező, azaz a ház, a hűtőbordák, azelektromos csatlakozások és a mechanikairögzítő elemek költségei. A továbbiakban

kihívást azzal, hogy a fogyasztói elektro-nikai iparban általánosabb gyártási techno-lógiákat vezettek be, egyszerűsítették azanyagokat és a gyártási folyamatokat,rendszerszintű tervezési optimalizálásimódszereket vezettek be (ideértve a „gyár-tásra, ill. szerelésre tervezett konstruk-ciókat”) és tökéletesített tesztelési eljárá-sokat fejlesztettek ki.

eléréséhez a rendszerkomponensek menynyiségének és típusának módosításával. Arendszer újratervezése hatással van arelatív alrendszer-költségek időbeli alaku-lására is, mivel a jó optikai, elektromos éstermikus tulajdonságok eléréséhez alkal-mas különböző tervezési megközelítésekbefolyásolni fogják a komponensek költsé-geit és így azok arányait is. A gyártók

a LED-csomagok költsége gyorsan továbbfog csökkenni, ezért a jövőbeni költség-csökkentést többnyire a teljes rendszeroptimalizálásával lehet majd elérni az

sokat fejlesztettek ki.

A LED-es lámpatestek költségeA lámpák és lámpatestek tipikus költség-megoszlása függ az alkalmazástól. Az 5.17

továbbra is olyan megoldások után fognakkutatni, amelyek a rendszer teljesítőképes-ségének – a fényhasznosításnak, élettar-tamnak, színminőségnek stb. – károsítása

HOLUX Hírek No165 p.10

élkül ké k ökk t i költ é k t

4nélkül képesek csökkenteni a költségeket.A LED ellátólánc egyes fő elemeineklegfontosabb költségtényezőit az 5.5táblázat foglalja össze.

5.3.5 Megbízhatóság és színeltolódás

Fényáram-tartásA LED ek ritkán mutatnak katasztrofális R

elat

ív g

yárt

ási k

ölts

ég

Állandó költség

Szerelés

MeghajtóHűtő, elktr.szerelvény

Optika

A LED-ek ritkán mutatnak katasztrofálismeghibásodást, ezért paraméter-hibákatkell számításba venni, pl. a fényáram,fényerősség, fényeloszlás, színhőmérsék-let, színvisszaadási index vagy fényhasz-nosítás degradálódását vagy eltolódásait.Ezek közül a fényáram csökkenése kapta alegnagyobb figyelmet, mivel korábban aztgondolták, hogy a LED-fényforrás fény-

R LED tokozás

g , gy y yáramának degradációja az egész termékélettartamának elsődleges meghatározó té-nyezője. S noha ma már ismeretes, hogynem ez a helyzet, a lumen- vagy fényáram-tartást használják még mindig a LED-lámpa vagy a LED-es lámpatestélettartamának megadásához – főkéntazért, mert a LED-ek fényáram-tartásának

hetnek a „fejlett” felhasználóknak a termé-kek összehasonlításában, amennyiben azokkorlátai pontosan ismertek.A LED k é é k é k

mérésére és előrejelzésére léteznekszabványosított módszerekA LED-ek hasznos élettartamát gyakranazzal az időponttal adják meg, ahol afényáram az eredeti értékének 70%-áracsökken, ez az L70-es érték. 2008-ban azIEC megjelentette az IES LM-80-at, amelyegy jóváhagyott módszer a szilárdtest-(LED ) fé f á k tö bök é d l k

soktól függően különböző sajátos, „vele-született” jellemzőik vannak. A közepesteljesítményű LED-eknek általában gyor-

5.18 ábra – A tipikus 60mm átmérőjű (A19) izzólámpák helyettesítésére alkalmas LED-lámpák (Forrás: a DOE SSL Roundtable és Workshop résztvevői)

A LED-csomagok tervezésének és kon-strukciós anyagainak hatását a teljesítőké-pességre, színminőségre, fényáram-tartásraés színeltolódásra az USA EnergiaügyiMinisztériumának (az RTI Internationaláltal díjazott) „Alaptechnológiák kutatásiprogram”-ja igen sokféle LED-csomagramegvizsgálta. E program célja a LED-cso-magok meghibásodási módozatainak meg

(LED-) fényforrások, tömbök és modulokfényáram-tartásának mérésére [92]. Ehhezaz eljáráshoz egy reprezentatív termék-mintán legalább 1000 óránként minimum6000 órának megfelelő ideig meg kellmérni a fényáramot és a színértéket.Sok kutató sok energiát fektetett annak azidőnek a megjóslására, amikor egy lámpa-testben lévő LED csomag eléri az L70 et

sabb a fényáram-degradációja, mint anagyteljesítményűeké. A fényáram gyor-sabb csökkenését főként a közepes telje-sítményű LED-ekhez használt műgyantatest degradációja okozza, míg a nagytelje-sítményű LED-eknél stabilabb kerámiahordozót alkalmaznak. A közepes teljesít-ményű LED-ekhez legáltalánosabbanh ál ű hő lá ló limagok meghibásodási módozatainak meg-

határozása és egy olyan szoftver kifejlesz-tése volt, amely megkísérli szimulálni ahibaarányokat, hogy összefüggésbe hozzaa LED-csomag viselkedését a rendszer-megbízhatósági eredményekkel. Az analí-zis során kifejlesztettek egy módszert többgyártó LM-80 adatainak elemzésére, hogyúj felismerésekre juthassanak az élettarta-

testben lévő LED-csomag eléri az L70-et.és az IES dokumentált is egy előrejelzésieljárást, az IES TM-21-et [93]. Ez a mű-szaki dokumentum kimondja, hogy az elő-rejelzések nem haladhatják meg az LM-80tesztadatai tényleges óráinak megállapítotttöbbszörösét, ami segít elkerülni a gyártók-nak a termékkel kapcsolatos túlzott állítá-sait. Meg kell jegyezni, hogy az LM-80

használt műanyag a hőre lágyuló poli-ftalamid (PPA) műgyanta. Magas hőmér-sékleten és hosszú üzemelés után a tokozó-anyagok elszíneződhetnek, megrepedez-hetnek vagy rétegződhetnek, ami fény-áram-csökkenéshez és színeltolódáshozvezet, amint az az 5.19 ábrán látható.A különböző minőségű műgyantáknak kü-lönböző a fényáram degradációs viselkeúj felismerésekre juthassanak az élettarta

mot befolyásoló LED-szintű tényezőkről.Az elemzés részletes képet ad a fényáram-tartásról és a színeltolódási viselkedésrőlszámos gyártó különböző felépítésű éskonstrukciós anyagú LED-termékére, Atanulmány megállapította, hogy a chip- éscsomag-szintű konstrukciós anyagoknakközvetlen hatása van a LED-ek hosszú

s . eg e jegye , ogymérések olyan szabályozott hőmérsékletűkörnyezetben, folytonosan működtetettLED-ekre vonatkoznak, ahol a forrasztásipont és a környezet hőmérséklete egyen-súlyi állapotban van. Ez nem utal szük-ségképpen valóságos működési feltételek-re, ezért a laboratóriumi mérési eredmé-nyek alapján végzett előrejelzések és a

lönböző a fényáram-degradációs viselke-dése, amint azt az 5.20 ábra mutatja. Atökéletesített műgyanták – pl. az EMCepoxi öntő kompozit – csökkenthetik a ha-gyományos közepes teljesítményű LED-ekkel összefüggő termikus megszorításo-kat. Az EMC műgyanta alapú közepesteljesítményű LED-ek jobban ellenállnak adegradációnak, mint a PPA alapúak, és

távú teljesítőképességére.A különböző LED-csomag kiviteleknek(részletesen l. az 5.3.2. fejezetben) a kon-strukciós anyagoktól és a gyártási eljárá-

lámpákkal és lámpatestekkel a helyszínennyert gyakorlati tapasztalatok között nemfeltétlen van tökéletes egyezés. Minden-esetre a fényáram-tartás előrejelzései segít-

degradációnak, mint a PPA alapúak, ésmagasabb üzemi hőmérsékletekhez alkal-masak. Az 5.20 ábra összehasonlítja a PPAés EMC műgyantát használó tipikus köze-pes teljesítményű LED-csomagok fény-

HOLUX Hírek No165 p.11

4

áram-degradációját a kerámia hordozóraépülő tipikus nagyteljesítményű LED-ekéivel.

SzíneltolódásNoha a fényáram-tartás fontos, a LED-cso-magok másfajta paraméterhibáit sem sza-bad figyelmen kívül hagyni. A színeltoló-dás példá l bi on os alkalma ásoknál ká

Oldalfal által elnyelt foton

Fénypor

LED-chipekMűanyag

dás például bizonyos alkalmazásoknál ká-rosabb lehet, mint a fényáram-csökkenés,azonban nehezebb megjósolni. Eddig aszíneltolódás mennyiségi megadására alegjobbnak a Δu'v‘ bizonyult, amely meg-adja a színeltolódás nagyságát a CIE 1976-os színdiagramjában (u', v'). A Δu'v‘a szín-hőmérséklet és a Duv eltolódásait foglaljamagában (Duv = a feketetest u-v színhe-

5.19 ábra – (a) oldalfal elszíneződését és (b) fénypor rétegfelválását mutató LED-csomag sematikus képe (Forrás: Monica Hansen: Strategies in Light, Las Vegas, Észak-Karolina, 2015. febr. [94])

Fén

yára

m (

%)

magában (Duv a feketetest u v színhelyétől mért távolság), de nem adja meg azeltolódás irányát, csak a nagyságát.Az a pont, ahol a színeltolódás már észre-vehetővé válik, az alkalmazástól függ. Haa színváltozás lassan, igen hosszú idő alatt(pl. 25 000 óra alatt) következik be, aznem kifogásolható feltéve, ha valamennyifényforrás azonos mértékű és azonos irá-

Kerámia

F

mechanizmus a nagyteljesítményű LED-

ynyú színeltolódást szenved. Sajnos, jelen-leg nem áll rendelkezésre szabványosmódszer a színstabilitás előrejelzésére azLM-80 mérési adatok felhasználásával..A LED-ek színpont-stabilitását befolyáso-ló tényezők közé tartoznak a fénypor, azemitter és a tokozóanyagok öregedés okoz-ta változásai. Az emitterek sugárárama látható színeltolódás, amely a vörös/na-

5.20 ábra – Tipikus közepes teljesítményű, PPA és EMC műanyaghordozós és nagyteljesítményű, kerámiahordozós LED-csomagok fényáram-degradációja(Forrás: Monica Hansen: Strategies in Light, Las Vegas, Észak-Karolina, 2015. febr. [94])

Idő (óra)

csomagoknál.A közepes teljesítményű LED-csomagokműgyantájának elszíneződése (5.19a ábra)nemcsak a fényáram csökkenését okozza aLED-csomag oldalfalai által elnyelt fénymiatt, hanem színeltolódáshoz is vezet. Azoldalfalaknak ütköző fotonok hosszabbutat tesznek meg a fényporon keresztül és

é ül l bb í hő é ékl tük l

idővel csökkenést mutathat; a fényporok-nál a kvantumhatásfok csökkenhet vagy el-tolódások léphetnek fel az emissziós spek-trumban az oxidáció következtében, a to-kozóanyagok pedig megrepedezhetnek,oxidálódhatnak és elsárgulhatnak, vagymegváltozhat a törésmutatójuk. A maga-sabb hőmérsékletek felgyorsítják ezeket anag obb s íneltolódásho e ető degradá

rancssárga tartomány emissziós spektru-mában bekövetkezett jelentős változásnakvolt köszönhető, amelynek során a főcsúcs 610nm-ről kb. 580nm-re tolódott el,amint az az 5.24 ábrán látható.A tanulmány arra a következtetésre jutott,hogy a spektrális eltolódást a vörös fény-pornak a WHTOL tesztelésnél jelenlévő

d é i é t t l i tti d dávégül melegebb színhőmérsékletük lesz,mint azoknak a fotonoknak, amelyek aLED felső felületét visszaverődés nélkülhagyják el. Amint az oldalfal elszíneződik,a melegebb fehér komponenst adó fotonokegyre nagyobb mértékben abszorbeálód-nak, ami a kék szín irányába történő elto-lódást eredményez, amint a rövidebb utatmegtevő (hidegebb fehér) fotonok domi-

nagyobb színeltolódáshoz vezető degradá-ciós mechanizmusokat, amint az az 5.21ábrán látható, de a színeltolódás nagyságaa hőmérséklet függvényében változni fog atokozóanyagok és a gyártási folyamatokváltoztatásával.A színeltolódás irányát a tokozóanyagbanbekövetkező domináns degradációs me-chanizmusok befolyásolják amelyek vi-

nedvesség oxigéntartalma miatti degradá-ciója okozta, aminek következtében avörös emisszió hullámhosszának csúcsa arövidebb hullámhosszak felé tolódott el. Arövidebb hullámhosszúságú vörös emisszióvégül is azt okozta, hogy a meleg fehérLED-emisszió a zöld spektrális tartományirányába tolódott el.

megtevő (hidegebb fehér) fotonok domi-nánssá válnak.Az RTI International által végzett gyorsí-tott élettartam-vizsgálatokat (ALT) fel-használó kísérleti tanulmányok betekintéstnyújtottak a LED-csomagok tokozóanya-gának a színpont-stabilitásra kifejtett hatá-sába. Magas hőmérsékletű, nedves üzemiélettartam-vizsgálatot (WHTOL) végeztek

chanizmusok befolyásolják, amelyek viszont a tokozóanyagoktól és a konstruk-ciós módszerektől függenek. A sárga, kékés zöld színek irányába történt színeltoló-dásokat a CIE 1976-os színdiagramjánakfelhasználásával az 5.22 ábra mutatja.A fénypor berepedezhet és rétegeződhet,amint az az 5.19b ábrán látható, és eltoló-dást okozhat a spektrum sárga színe felé a

[92] Illuminating Engineering Society: „LM-80-08:Measuring Lumen Maintenance of LED LightSources”, 2008g ( ) g

nagyteljesítményű LED-eken 85 °C-oshőmérséklet és 85% páratartalom beállítás-sal. A meleg fehér LED-eknél 3500 órásgyorsított élettartam-vizsgálat után volt

p gfényporon áthaladó kék fotonok általmegtett út megnövekedése miatt. Ez aLED-csomag állandósult sárga eltolódása(l. az 5.23 ábrát) a határoló színeltolódási

HOLUX Hírek No165 p.12

Sources , 2008[93] Illuminating Engineering Society: „TM-21-11:Projecting Long Term Maintenance of LED LightSources”, 2011.[94] M. Hansen: „The True Value of LED Packages”,Strategies in Light, Las Vegas, Nevada, 2015. febr.

4

A lámpatestek megbízhatóságaAz élettartam végét minden világításitechnológiánál a fénycsökkenés jelzi, amiazonban a LED-es lámpatesteknél kevésbényilvánvaló lehet. A LED-ek 50 000 óráigvagy még tovább képesek fényt emittálni,a kibocsátott fény azonban folyamatosanhalványul, vagy a szín tolódik el lassan –elkép elhetően eg ol an pontig ahol a kiselképzelhetően egy olyan pontig, ahol a kisfényáram vagy az elfogadhatatlanul nagyszíneltolódás gyakorlati meghibásodásnakminősül. Ez a paraméter-típusú meghibá-sodás függ a rendszer konstrukciójától ésattól, hogy az hogyan csökkenti a hőnek aLED fényforrásokra és az elektronikuskomponensekre kifejtett hatásátAmikor a LED-lámpákkal összeépített

5.21 ábra – LED-csomagok színeltolódása a hőmérséklet függvényében(Forrás: Monica Hansen: Strategies in Light, Santa Carla, Kalifornia, 2016. márc. [95])

LM-80 teszt időtartama (óra)

Amikor a LED lámpákkal összeépítettlámpatestek megjelentek a piacon, előszörazt gondolták, hogy a LED-csomagoktólszármazó LM-80 tesztadatokból az integ-rált termék degradációs jellemzőit is meglehet jósolni. Ma már a további kutatáseredményeként tudjuk, hogy az elektronikavagy a meghajtó meghibásodása, vagy azoptikai komponensek degradációja gyak-

Zöld

VörösZöld eltolódás

Sárga eltolódás

p p g j gyran jóval azelőtt bekövetkezhet, mielőtt aLED-ek fényáram-csökkenése meghibáso-dást okozna. Emiatt a hasznos élettartamotnehéz ellenőrizni. Az első kihívás annakmeghatározása, hogy hogyan definiálhatóa rendszer meghibásodása:● csak ha garanciális igényt generál?● nem elégíti ki a DLC, Energy Star vagy 5.22 ábra – A LED-csomagok színeltolódási irányai az 1976 A CIE 1976-os színháromszögében

Kék eltolódás

CA Title 24 követelményeit?● eltolódtak a teljesítőképességi paraméte-rek?● megnövekedett a feszültségingadozásvagy villogás?● lecsökkent a fényhasznosítás?

A hiba meghatározása mellett meg kellállapítani a rends er meghibásodásának a

(Forrás: Monica Hansen: Strategies in Light, Santa Carla, Kalifornia, 2016. márc. [95])

Sárga eltolódás

Kezdeti eltolódás a kék, majd maga-sabb hőmérsékle-teken a sárga felé

állapítani a rendszer meghibásodásának azokát – megnövekedett hőmérsékletek,hőciklusok, feszültséglökések, ismétlődőkapcsolgatás stb. Hogyan lehet ezeket arendszerhibákat leutánozni „észszerű” időalatt hibaeloszlás készítése érdekében?Sok gyártó kidolgozott szabadalmaztatotteszközöket saját konstrukcióik termék-élettartamának megbecsléséhez a legfonto-

5.23 ábra – Nagyteljesítményű LED-csomag állandósult sárga eltolódást mutató színeltolódása(Forrás: Monica Hansen: Strategies in Light, Santa Carla, Kalifornia, 2016. márc. [95])

készítésre (harmadik kiadás)” címmel,amelyben felülvizsgálták azokat a tanul-mányokat, amelyeknek célja a potenciálishibamechanizmusok meghatározása, és to-vábbi adalékokkal szolgál a termék-élettartam tisztázásához [96].Néhány erősen felgyorsított többváltozóstesztet és más rendelkezésre álló adatot

élettartamának megbecsléséhez a legfontosabb komponensek – LED-csomag, meg-hajtó és optikai összetevők – adatainakfelhasználásával, ami lehetővé teszi azegész lámpatest teljesítőképességénekmeghatározását. Noha léteznek ilyen gya-korlatok bizonyos gyártósorokra és alkal-mazásokra, jelenleg nincs az egész iparáltal elfogadott protokoll.

mációk némelyike egy olyan, erősen fel-gyorsított tesztsorozatból származik, ame-lyet az RTI International korlátozott szá-mú termék-mintán végzett el. Származnak

[95] M. Hansen: „Package Impact on Color Shift inLEDs”, trategies in Light, Santa Carla, Kalifornia,2016 márc

vettünk alapul annak kiderítéséhez, hogymely meghibásodások lehetnek jelentősekés hogyan lehetne azokat felgyorsítani. Ahibamechanizmusokkal kapcsolatos infor-

g pA LED-rendszerek Megbízhatósági Kon-zorciuma (LSRC) 2014-ben publikált egytanulmányt „LED-es lámpatestek élettar-tama: Javaslatok a tesztelésre és riport-

HOLUX Hírek No165 p.13

2016. márc.96] LED Systems Reliability Consortium: „LED Luminaire Lifetime: Recommendations for Testing and Reporting, Third Edition”, 2014. szept. http://www1.eere.energy.gov/buildings/ssl/pdfs/led_luminaire_lifetime_guide_sept2014.pdf

4

információk a Pacific Northwest NationalLaboratory (PNNL) által a Philips L-Prizedíjat nyert LED-es Alamp-jén végzetttesztből is. A szisztematikus, helyszíniadatok ritkák (és a jelentett hibák irányábamutatnak), és nem adnak további betekin-tést azokra a területekre, amelyekre na-gyobb figyelemnek kellene irányulnia.Kapt nk információkat a LSRC tagjaitól S

pek

trál

is s

ugá

rzás

(W

(mm

) kezdeti1750 óra3500 óra

Zöld eltolódás

Kaptunk információkat az LSRC tagjaitólis, amelyek segítettek a fontos hibamecha-nizmusokkal kapcsolatos diszkussziókban.Az LSRC tagjai által leggyakrabban meg-figyelt hibamódokat az 5.25 ábra foglaljaössze.A LED-meghajtók és azok komponenseijelentős mértékben járulnak hozzá a meg-hibásodásokhoz A meghajtó meghibáso-

5.24 ábra – 75 °C-on és 75% relatív páratartalom mellett végzett gyorsított teszt azt mutatja, hogy a vörös fénypor hullámhossza 3500 óra elteltével 610nnm-ről 580nm-re tolódik el, ami általános zöld eltolódást okoz(Forrás: Monica Hansen: Strategies in Light, Las Vegas, Észak-Karolina, 2015. febr. [94])

S

Hullámhossz (nm)

Referencia időhibásodásokhoz. A meghajtó meghibásodásainak fő okozójaként általában az elek-trolitkondenzátort tekintették, noha az el-múlt években kiderült, hogy a meghajtósok egyéb komponense is meghibásodhat.Az 5.26 ábra 15cm átmérőjű LED-esmélysugárzók meghajtó komponenseinekmeghibásodásait tekinti át, ami azt mutatja,hogy a meghajtó sokféle elektromos alkat-

Tápegység/meghajtó komponensei

LED meghibásodás (zárlat, csatlakozások, alaplap)

Nedvesség behatolása, korrózió

Tápfeszültség minősége (lökés, zaj stb.)gy g jrésze képes meghibásodni.Habár nem tekintették a legnagyobb meg-bízhatósági problémának ebben a felmé-résben, a színeltolódás igazi kihívás ma-rad, mivel a színeltolódási mechanizmusokegyedülállóak a LED-es világítástechnikaiiparban, s nincs másik olyan iparág,amelytől át lehetne venni kidolgozott

Anyagokkal kapcsolatos fényáram-csökkenés

Anyagokkal kapcsolatos színeltolódás

LED színeltolódása

Érzékelők

eljárásokat. A gyorsított tesztek fentiekbenkiemelt eredményei kapcsán nagyobb gon-dot fordítanak a színeltolódásnak a hasz-nos élettartamot korlátozó hatására olyantermékcsoportoknál és alkalmazásoknál,amelyeknél a szín fontos. Ennek megfele-lően továbbra is hangsúlyt kell fektetni aszíneltolódás okainak megértésére és olyanmóds erek kidolgo ására amel ekkel meg

5.25 ábra – A megfigyelt legáltalánosabban előforduló meghibásodások LSRC Member Survey(Forrás: Next Generation Lighting Industry Alliance LED Systems Reliability Consortium, 2014. szept. [96])

módszerek kidolgozására, amelyekkel meglehetne jósolni a teljesítőképességrekifejtett hatásukat.

HOLUX Kft. 1135 Budapest, Béke u. 51-55. HOLUX Központ és Mérnökiroda Tel.: (06 1) 450 2700 Fax: (06 1) 450 2710HOLUX Vevőszolgálat Tel.: (06 1) 450 2727 Fax: (06 1) 450 2710

Ü

Minőségirányítási rendszer

A MEE Világítástechnikai Társaságtagja

5.26 ábra – A meghajtó komponenseinek meghibásodása 15cm átmérőjű mélysugárzók esetén 75°C-os hőmérséklet és 75% relatív nedvességtartalom (kék), illetve 85°C-os hőmérséklet és 85% relatív nedvességtartalom (narancssárga) mellett végzett gyorsított teszt esetén(Forrás: Lynn Davis, RTI International, DOE SSL R&D Workshop, San Francisco, Kalifornia, 2015. jan. [97])

Elektrolit Filmsapkák MOSFET-ek Áthidaló diódák Egyéb diódák Chip-ellenállások Biztosítók Transzformátorok

HOLUX Üzletház Tel.: (06 1) 450 2718 Fax: (06 1) 320 3258HOLUX Fényszaküzlet Körmend Tel.: (06 94) 594 315 Fax: (06 94) 594 316HOLUX Fényszaküzlet Nyíregyháza Tel.: (06 42) 438 345 Fax: (06 42) 596 479HOLUX Fényszaküzlet Pécs Tel.: (06 72) 215 699 Fax: (06 72) 215 699HOLUX Fényszaküzlet Szeged Tel.: (06 62) 426 819 Fax: (06 62) 426 702www.holux.hu www.fenyaruhaz.hu e-mail: hoso@holux.hu ISO 9001

A kiadványunkban közölt információkat a legnagyobb körültekintéssel igyekeztünk összeállítani, az esetleg mégis előforduló hibákért felelősséget nem vállalunk. A közölt adatok változtatásának jogát minden külön értesítés nélkül fenntartjuk.