LED lamper for UV-lys. Labino AB Magnus Karlsson Teknisk Chef Maj 2011

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "LED lamper for UV-lys. Labino AB Magnus Karlsson Teknisk Chef Maj 2011"

Dan Jakobsson
för 7 år sedan
Visningar:

1 LED lamper for UV-lys Labino AB Magnus Karlsson Teknisk Chef Maj 2011

2 Labino Labino utvecklar och tillverkar UV- and vitljuslampor för industri och offentlig sektor Lamporna är baserade på MPXL och LED teknologin Företaget grundades i Sverige

3 Agenda Power LEDens historiska utveckling Hur fungerar en LED Faktorer som påverkar LEDens livstid och pålitlighet Hur man tillverkar en vitljus LED UV LED teknologin Jämförelse mellan LED- och MPXL teknologin 3

4 Vad är en LED Light Emitting Diode? Elektrolumicens upptäcktes 1907 InGaN- near UV,blue,green AlGaN- red, infrared, amber Den första LED rapporterades in 1927, av Oleg Losev LEDar är halvledare som avger fotoner när ström passerar Färg uppkommer av energigapet i halvledaren 4

5 LEDarna har blivit starkare och starkare Den första Power LEDen introducerades av Philips Lumileds mm LEDs,1-2 lm Luxeon I- 5 lm 2002 Luxeon III- 50 lm 2006 Luxeon Rebel-120 lm, 2010 Ljusflödet har ökat med faktor 2 för varje månader! 5

6 Effektiviteten kommer fortsätta att öka År 2010, verkningsgraden uppnådde 160 lm/ W power LED (av vit fosfor) Vi förväntar oss att kapaciteten ska öka till 200 lm/w power LED inom de närmaste 3-5 åren. 6

7 Mer fakta om LED LEDar genererar mycket värme! Ökad ström kräver ökad värmeavledning! 7

8 Temperaturens påverkan på LEDen! 1) Livslängd: Livslängden minskar när värmen ökar 2) Verkningsgrad: Färgernas egenskaper varierar kraftigt vid olika temperaturer 8

9 Temperaturens påverkan på LEDen! 3) Våglängd: Våglängderna förflyttar sig när temperaturen förändras 9

10 LEDens livslängd Hur definierar man livslängden på en LED? LM-80 test kriterierna är utvecklade av U.S. Department of Energy och LRC: L70 -minst 70 % av den initiala luminansen B50-50% av styrkan degraderas B50/L80 eller B10/L70 B10/L70 vid timmar 10

11 LEDens livslängd (A) Ström: Strömmen genom dioden (B) Temperatur: Intern temp. och omgivningstemperatur Source: LED Magazine, 51 news letter, November

12 LED armaturens livslängd Armaturens komplexitet Armaturens kvalitet är ett direkt resultat av alla kritiska komponenter sammantaget Ledens åldrande bör utgöras av degradering av luminans 12

13 Kvalitet är avgörande! Performance of the white LEDs Kvaliteten på vitljus LED varierar kraftigt (26 batcher) Source: Mills E. and A. Jacobson, 2007, Light and Engineering 13

14 UV-LED Teknologin Vilken är huvudskillnaden mellan en UV LED och en traditionell MPXL UV ljuskälla? Inget UVB! Xenon Spektra UV LED Spektra 14

15 UV LED Teknologin Våglängdspiken är vid 365 nm UV LEDar avger också en mängd synligt ljus, mestadels blått ljus I spektret 380nm till 475nm.

16 UV-LED och vitt ljus Det synliga ljuset (380nm-780nm) i UV ljuskällor är negativt för många applikationer Hur löser man denna tekniska problematiken? Vitljusblockfilter! 16

17 Uppskattad livslängd hos en UV LED 6,000 timmar enligt test data Datan kommunicerar den absolut kortaste livslängden 17

18 Mätning av synligt ljus i UV ljuskällor (A) Spektral känslighetskurva för detektorn (B) Fluorescens från detektorn Hög transmission i det synliga området! 18

19 Variationer i våglängder Det är en mycket stor kvalitetsskillnad mellan olika tillverkare av LEDar Det finns bara en handfull LED tillverkare i världen som uppnår marknadens krav För att undvika kvalitetsbrister vid provning borde standarder reglera de tillåtna toleranserna avseende spektralkurvans peak Varumärke nr 1 Tillåtna toleranser avseende spektrets peak: Varumärke nr 2 Tillåtna toleranser avseende spektrets peak: +/- 5 nm +/- 2 nm

20 Batteridrivna lampor UV LED lampor med en enkel elektronikkonstruktion, utan strömreglator, har ytterligare ett problem intensiteten sjunker i takt med att batteriets kapacitet sjunker. För att undvika kvalitetsproblem vid provning bör operatören använda en lampa med en inbyggd strömreglator. Standarderna borde kräva att UV lampan ska vara utrustad med en strömreglator som ger en stabil intensitet oavsett hur laddat batteriet är.

21 UV LED eller MPXL UV-LED Fördelar: +Lätt och liten +Effektiv +Robust +Lång livstid +Intensitet: 0.3 W av UV strålning +Kall (ingen IR) Nackdelar: -Hög kostnad UV/W jämfört med MPXL -Känslig för hög omgivningstemperatur -Saknar optiska standardlösningar -Problem med vitljusläckage krävs filter -Kräver aktiv eller passiv kylning MPXL Fördelar: +Mycket effektiv +Hög intensitet: 5 W av UVA strålning +Relativt låg kostnad per watt UV +Relativt okänslig för höga temperaturer Nackdelar: -Stor och klumpig -Ljuskällan blir väldigt varm -Livstid upp till 4000 timmar Teknologierna kompletterar varandra! 21

22 Sammafattning LED har en enorm potential: Lätt och effektiv Utmaningar: Öka strömstyrka per chip Förbättra effektiviteten I LEDen speciellt UV och grönt ljus Öka produktens kvalitet och pålitlighet Öka hela armaturens effektivitet och kvalitet (elektronik, optik, värmealstring) Utveckla tillverkningsprocessen och minska kassaktionen Minska miljöpåverkan Nya billigare material behövs till UV dioderna 22

23 Sammanfattning Den som verkligen vill se LEDens utveckling fortskrida i en positiv riktning, borde inte bara se till potentialen utan också ta ansvar för förbättringskraven. Falsk eller ofullständig information leder till fel förväntningar och missnöjda användare 100 lm/w LED ger INTE en 100 lm/w lampa! tim livstid på en LED ger inte en LED lampa med tim livslängd! 23

24 Tack för er uppmärksamhet! Tveka inte att maila mig om ni har frågor avseende tekniken bakom UV lampor LED vs MPXL Kom i håg! En tillsynes välfungerande UV LED lampa kan ge ödestigande konsekvenser vid provning 24

Relevanta dokument

Ljusflöde, källa viktad med ögats känslighetskurva. Mäts i lumen [lm] Ex 60W glödlampa => lm

Ljusflöde, källa viktad med ögats känslighetskurva. Mäts i lumen [lm] Ex 60W glödlampa => lm Fotometri Ljusflöde, Mängden strålningsenergi/tid [W] från en källa viktad med ögats känslighetskurva. Mäts i lumen [lm] Ex 60W glödlampa => 600-1000 lm Ögats känslighetsområde 1 0.8 Skotopisk V' Fotopisk