RU2426200C1 - Method of chaining and checking led matrices - Google Patents
Method of chaining and checking led matrices Download PDFInfo
- Publication number
- RU2426200C1 RU2426200C1 RU2010109727/28A RU2010109727A RU2426200C1 RU 2426200 C1 RU2426200 C1 RU 2426200C1 RU 2010109727/28 A RU2010109727/28 A RU 2010109727/28A RU 2010109727 A RU2010109727 A RU 2010109727A RU 2426200 C1 RU2426200 C1 RU 2426200C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- concentric
- garlands
- led
- fields
- led elements
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 46
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 12
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 6
- 239000012467 final product Substances 0.000 claims 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 claims 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 8
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 210000001161 mammalian embryo Anatomy 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 241000132023 Bellis perennis Species 0.000 description 2
- 235000005633 Chrysanthemum balsamita Nutrition 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Led Device Packages (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к изготовлению светоизлучающих приборов, в частности к производству интегральных светоизлучателей.The invention relates to the manufacture of light emitting devices, in particular to the production of integrated light emitters.
Источники света на основе электролюминесцентных диодов (светодиодов) широко используются в технике, там, где требуются малогабаритные высокоэффективные источники света с большой мощностью излучения. Источники излучения с такими параметрами могут быть выполнены в виде многоэлементного излучательного прибора, в котором отдельные светоизлучающие элементы соединены между собой последовательно (в гирлянды) или параллельно. Последовательное соединение излучающих элементов позволяет эффективно использовать мощность источника питания. Параллельное соединение излучающих элементов или звеньев из последовательно соединенных элементов (гирлянд) обеспечивает возможность создания источников света с заданной выходной световой мощностью.Light sources based on electroluminescent diodes (LEDs) are widely used in technology where small-sized, high-efficiency light sources with high radiation power are required. Sources of radiation with such parameters can be made in the form of a multi-element emitting device in which individual light-emitting elements are interconnected in series (in garlands) or in parallel. The serial connection of the radiating elements allows you to effectively use the power of the power source. Parallel connection of radiating elements or links from series-connected elements (garlands) provides the ability to create light sources with a given output light power.
Положительным эффектом интеграции групп кристаллов в одну структуру с параллельным их включением внутри самой структуры (одного кристалла) является увеличение крутизны вольтамперной характеристики таких структур, уменьшение прямого напряжения и общего потребления электрической мощности, за счет чего и растет отношение «люмен/ватт», т.е. улучшается энергетика светового потока. (Компоненты и технологии. 2005. №7. «Почему светодиоды не всегда работают так, как хотят их производители»).A positive effect of the integration of groups of crystals into one structure with their parallel inclusion inside the structure (one crystal) is an increase in the steepness of the current-voltage characteristics of such structures, a decrease in direct voltage and the total consumption of electric power, due to which the lumen / watt ratio increases, t. e. energy of a light stream improves. (Components and technologies. 2005. No. 7. “Why LEDs do not always work the way their manufacturers want”).
Так в известных мощных светодиодах Acriche уже в интегральном исполнении применено параллельное соединение нескольких «гирлянд» мини-светодиодов (Компоненты и технологии. 2007. №7. «Новый светодиодный источник света»), которые также имеют прямоугольное или квадратное размещение.So in the well-known high-power Acriche LEDs, already in integral design, a parallel connection of several “garlands” of mini-LEDs is used (Components and Technologies. 2007. No. 7. “New LED Light Source”), which also have a rectangular or square arrangement.
В настоящее время известно последовательно-параллельное матричное соединение светодиодов (Электронные компоненты. 2009. №8. С.42-43. «Светодиодные источники питания Mean Well»), предназначенное для дискретного или гибридного соединения светодиодов.Currently known series-parallel matrix connection of LEDs (Electronic components. 2009. No. 8. P.42-43. "Mean Well LED power supplies"), designed for discrete or hybrid connection of LEDs.
В приведенной схеме параллельного соединения гирлянд, цепочек с одинаковым определенным числом количества последовательно соединенных светодиодов, указываются недостатки этого способа соединения из-за разности суммарных величин падения напряжения светодиодов при заданном через них токе. В результате чего одни гирлянды светятся ярко, другие - тускло. Избавиться от этого недостатка или уменьшить его можно только, если все гирлянды светодиодов будут изготавливаться в едином технологическом цикле, т.е. в интегральном исполнении. Однако даже если в этом случае яркости светодиодов будут уравнены, то при квадратном размещении матрицы светодиодов готовое изделие будет излучать квадратную форму луча и на освещаемом экране вместо ровного круга, как у обычных фонарей, четко выразится размытый по краям квадрат, т.е. в круге, описывающем его, будут к прилегающим к нему сторонам заметны темные пятна и, поэтому, в дальнейшем, даже при применении в светильниках различных средств рассеивания, все равно будут существовать неравномерные участки освещенности.In the above scheme of parallel connection of garlands, chains with the same certain number of the number of series-connected LEDs, the disadvantages of this connection method are indicated due to the difference in the total values of the voltage drop of the LEDs at the current set through them. As a result, some garlands glow brightly, others glow dimly. You can get rid of this drawback or reduce it only if all the garlands of LEDs are manufactured in a single technological cycle, i.e. in integral performance. However, even if in this case the brightness of the LEDs is equalized, when the matrix of LEDs is placed squarely, the finished product will emit a square beam shape and instead of a flat circle like ordinary lamps, a square blurred at the edges will be clearly expressed, i.e. in the circle that describes it, dark spots will be noticeable to the sides adjacent to it, and therefore, in the future, even when various diffusion means are used in luminaires, uneven sections of illumination will still exist.
Размещение светодиодных ячеек в интегральном исполнении формируют еще на этапе проектирования при изготовлении различных трафаретов, необходимых в технологическом цикле. В этом процессе выращивают кристаллические слои на изолирующей подложке, затем производят различные напыления и избирательные травления для получения заданных свойств мини-светодиодов и их соединений между собой во всех многочисленных матрицах мини-светодиодов на исходной подложке с последующим разрезанием ее на готовые матрицы. Однако, хотя единый технологический цикл изготовления и уменьшает количество отказов элементов и соединений в готовой светоизлучающей матрице, но из-за различных дефектов в применяемых материалах и технологических погрешностей при совмещении масок при напылениях и травлениях они все же возникают. В результате это приводит к отказам функционирования отдельных «гирлянд».The placement of LED cells in integrated design form at the design stage in the manufacture of various stencils required in the technological cycle. In this process, crystalline layers are grown on an insulating substrate, then various sputtering and selective etching are performed to obtain the desired properties of the mini-LEDs and their interconnections in all the numerous mini-LED matrices on the initial substrate, followed by cutting it into finished matrices. However, although the uniform manufacturing cycle reduces the number of failures of elements and compounds in the finished light-emitting matrix, due to various defects in the materials used and technological errors when combining masks during spraying and etching, they nevertheless arise. As a result, this leads to the failure of the functioning of individual "garlands".
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является светоизлучающее устройство, содержащее светоизлучающие элементы, приведенное в заявке RU 2005103616 А (10.10.2005) (прототип).The closest in technical essence and the achieved result is a light-emitting device containing light-emitting elements described in the application RU 2005103616 A (10.10.2005) (prototype).
В данном устройстве применено последовательно-параллельное соединение светоизлучающих элементов, состоящее из двух «гирлянд», содержащих одинаковое количество светоизлучающих элементов, размещенных в виде зигзагообразных структур, а общая форма множества светоизлучающих элементов выполнена в виде квадрата.This device uses a series-parallel connection of light-emitting elements, consisting of two "garlands" containing the same number of light-emitting elements placed in the form of zigzag structures, and the overall shape of the set of light-emitting elements is made in the form of a square.
Данное устройство не решает проблем надежности излучателя при отказе одной из «гирлянд», ввиду разрыва электрической цепи, и, даже зигзагообразная структура мини-светодиодов, помещенная в квадратную форму, не способствует равномерности излучения в пучке света в излучающем устройстве.This device does not solve the problems of the reliability of the emitter in case of failure of one of the "garlands", due to an open circuit, and even the zigzag structure of mini-LEDs placed in a square shape does not contribute to the uniformity of radiation in the light beam in the emitting device.
Задачей данного изобретения является нахождение приемов размещения мини-светодиодов в их интегральной матрице для равномерного излучения, повышение надежности светодиодной матрицы в процессах изготовления, проверки, классификации, эксплуатации и, соответственно, повышение процента выхода годных изделий.The objective of the invention is to find methods for placing mini-LEDs in their integrated matrix for uniform radiation, increasing the reliability of the LED matrix in the manufacturing, testing, classification, operation and, accordingly, increasing the percentage of suitable products.
Технический результат - равномерное излучение, повышение надежности светодиодной матрицы в процессах изготовления, проверки, классификации, эксплуатации и, соответственно, повышение процента выхода годных изделий достигается тем, что «гирлянды» светодиодных элементов размещают в интегральном поле в последовательных от центра неповторяющихся по форме концентрических полях, содержащих определенное или кратное ему количество светодиодных элементов, найденное в первоначальной гирлянде, причем концентрические гирлянды с определенным числом светодиодных элементов соединяют параллельно, а концентрические поля светодиодных элементов с большей кратностью определенного числа равномерно расчленяют на куски, которые при соответствующем чередовании последовательно соединяют в «гирлянды» с определенным ранее числом светодиодных элементов для последующего их параллельного соединения с предыдущими «гирляндами», и, далее, готовую сформированную концентрическую светодиодную матрицу в интегральном исполнении после проведения всех технологических процессов подключают к слабому току, достаточному для визуального или с помощью промежуточных приборов определения количества и конфигураций отказавших концентрических «гирлянд» светодиодных элементов, а также яркости годных «гирлянд» для коррекции допустимой величины общего тока излучателя, определения класса будущего светодиодного излучателя и, соответственно, увеличения процента выхода годных концентрических светодиодных матриц.The technical result - uniform radiation, increasing the reliability of the LED matrix in the manufacturing, testing, classification, operation and, accordingly, increasing the percentage of suitable products is achieved by the fact that the "garlands" of LED elements are placed in an integral field in concentric fields that are not repeated in shape from the center containing a certain or multiple of the number of LED elements found in the original garland, and concentric garlands with a certain the LED elements are connected in parallel, and the concentric fields of the LED elements with a greater multiplicity of a certain number are evenly divided into pieces, which, with appropriate alternation, are sequentially connected into “garlands” with the previously determined number of LED elements for their subsequent parallel connection with the previous “garlands”, and, further, the finished formed concentric LED matrix in the integrated design after all technological processes are connected to low current sufficient for visual or using intermediate devices to determine the number and configurations of failed concentric “garlands” of LED elements, as well as the brightness of suitable “garlands” to correct the permissible total current of the emitter, determine the class of the future LED emitter and, accordingly, increase the percentage of output suitable concentric LED matrices.
На фиг.1 упрощенно показан фрагмент 1 светодиодной матрицы 2, вид сверху.Figure 1 simplified shows a
На фиг.2 показан разрез по А-А фрагмента 1 светодиодной матрицы 2.Figure 2 shows a section along
На фиг.3 показано схематическое изображение фрагмента 1 светодиодной матрицы 2.Figure 3 shows a schematic illustration of a
На фиг.4 показано построение окружностей на клетчатом поле для начального момента построения одного из вариантов концентрической светодиодной матрицы 2.Figure 4 shows the construction of circles on a checkered field for the initial moment of construction of one of the options for a
На фиг.5 показан начальный момент построения двух концентрических полей 16-1 и 16-2 концентрической светодиодной матрицы 2.Figure 5 shows the initial moment of construction of two concentric fields 16-1 and 16-2 of the
На фиг.6 показан первый построенный вариант светодиодной концентрической матрицы 2.Figure 6 shows the first constructed version of the LED
На фиг.7 показан вариант изображения этой матрицы с затененными нечетными полями 16.7 shows a variant of the image of this matrix with shaded
На фиг.8 показан первый построенный вариант светодиодной концентрической матрицы 2, в изображении которой показано возможное расчленение нечетных концентрических полей 16 для формирования гирлянд с постоянным числом светодиодов 6.On Fig shows the first constructed version of the LED
На фиг.9 показан первый построенный вариант светодиодной концентрической матрицы 2, в изображении которой показано возможное расчленение четных концентрических полей 16 для формирования гирлянд с постоянным числом светодиодов 6.Figure 9 shows the first constructed version of the LED
На фиг.10 показан второй построенный вариант светодиодной концентрической матрицы 2 с изображением для наглядности номеров нечетных полей 16 и затемнением четных полей 16.Figure 10 shows the second constructed version of the LED
На фиг.11 показан снова второй построенный вариант светодиодной концентрической матрицы 2 с изображением для наглядности номеров четных полей 16 и затемнением нечетных полей 16.11 shows again the second constructed version of the LED
На фиг.12 показан третий построенный вариант светодиодной концентрической матрицы 2 с изображением для наглядности номеров нечетных полей 16 и затемнением четных полей 16.On Fig shows a third constructed version of the LED
На фиг.13 показан снова третий построенный вариант светодиодной концентрической матрицы 2 с изображением для наглядности номеров четных полей 16 и затемнением нечетных полей 16.On Fig again shows the third constructed version of the LED
На фиг.14 показан четвертый построенный вариант светодиодной концентрической матрицы 2 с изображением для наглядности номеров нечетных полей 16 и затемнением четных полей 16.On Fig shows the fourth constructed version of the LED
На фиг.15 показан снова четвертый построенный вариант светодиодной концентрической матрицы 2 с изображением для наглядности номеров четных полей 16 и затемнением нечетных полей 16.On Fig again shows the fourth constructed version of the LED
Как видно из чертежа одного из возможных вариантов реализации (фиг.1, 2), фрагмента 1 светодиодной матрицы 2 (фиг.6-15), границы 3 ячейки 4 условны, а трафареты и маски необходимы на этапах формирования методами напыления и избирательного травления металлических перемычек 5 и светодиодов 6 в выращенных кристаллах со светоизлучающими переходами 7 и излучающими поверхностями 8 светодиодов 6 на изолирующей подложке 9. Изолирующая подложка 9 снабжена изолирующим слоем 10, отделяющим от перемычек 5 шину 11 параллельного соединения начал концентрических гирлянд светодиодов 6 с перемычками 12 и изолирующим слоем 13 от шины 11 шины 14 параллельного соединения концов концентрических гирлянд светодиодов 6 с перемычками 15.As can be seen from the drawing of one of the possible embodiments (Figs. 1, 2),
Поскольку условные поля ячеек 4 прямоугольные, то оптимальной по использованию площади кристалла является прямоугольная матрица. Однако ранее упоминалось о недостатках подобной формы излучателя излучающей матрицы светодиодов и оптимальной с точки зрения излучателя является концентрическая форма матрицы 2, но и этот недостаток можно устранить путем размещения на свободных полях разрезанного прямоугольника со светодиодной матрицей объединяющей разводки соединения параллельных гирлянд, возможно, даже с их выводами для различного употребления в готовых светильниках.Since the conditional fields of
Для дальнейшего исследования размещения светодиодов 6 в концентрической матрице 2 и наглядности ее изображения натуральный вид фрагмента 1 матрицы 2, показанный на фиг.1, не годится. Поэтому последующие фигуры изображаются схематично, как показано на фрагменте фиг.3, с выделением из всех концентрических полей 16 исследуемых концентрических матриц 2 штриховкой или затемнением нечетных, фиг.7, 11, 13, 15 (или четных, фиг.8, 12, 14), концентрических полей 17.For further study of the placement of the
Построение концентрической матрицы 2 осуществляют на клетчатом поле 18 (фиг.4), клетка которой принимается за поле ячейки 4 светодиода 6, путем формирования из центра 19 окружностей 20 с возрастающим радиусом на величину поля ячейки 4. Возможны два варианта построения этих окружностей: первый - из центра 19 квадрата 21, образованного четырьмя ячейками 4 (фиг.4, 5), и второй, когда центр 19 формирования окружностей 20 находится в центре поля 22 ячейки 4 (фиг.14, 15). Соответственно, формируются и разные «картинки» концентрических полей 16 концентрической матрицы 2. Напомним, задача - найти построения с максимальным количеством концентрических полей 16 с одинаковым числом вписываемых в них полей ячеек 4.The construction of the
Покажем на примерах неудачные и удачные построения.We show examples of unsuccessful and successful constructions.
Из центра 19 четырех ячеек 4, фиг.4, в клетчатом поле 18 сформируем, например, 8 окружностей с прибавлением длины ячейки 4 к их радиусам. В окружность 20-2 с радиусом в две длины ячейки 4, образовывая концентрическое поле 16-1, впишем в клетках полей ячеек 4 крестообразный «зародыш» 16-1 (фиг.5), состоящий из 12 клеток. В четверти длины окружности 20-3, а это дает гарантию симметричности формируемого концентрического поля 16-2, удается вписать во втором концентрическом поле только 3 клетки, а это помножить на 4 равно 12. В третьем слое 16-3, фиг.6, 7, удается вписать 6×4=24 клетки, в четвертом 16-4 - 24, в пятом 16-5 - 36, в шестом 16-6 - 36, в седьмом 16-7 - 48. Получаем последовательность чисел с содержанием количества ячеек в соответствующих полях 16:From the
12; 12; 24; 24; 36; 36; 48.12; 12; 24; 24; 36; 36; 48.
В полученном схематическом изображении концентрической матрицы 2, фиг.6, отсутствует наглядность, поэтому (при изготовлении трафаретов этого не требуется) в данном описании для наглядности расположения концентрических слоев 16 на фиг.7 затемнены нечетные поля 17.In the obtained schematic image of the
Итак, в первых двух концентрических слоях 16-1 (фиг.8), 16-2 (фиг.9), укладывается по 12 клеток, в третьем 16-3-1, 16-3-2 (фиг.8) и четвертом 16-4-1, 16-4-2 (фиг.9) по два начальных количества ячеек 2×12=24. Т.е. в будущем в концентрической матрице 2 в этих полях уложится по две гирлянды светодиодов 16-3-1, 16-3-2 (фиг.8) и 16-4-1, 16-4-2 (фиг.9) по 12 светодиодов 6. В пятом 16-5 и шестом 16-6 слое уложится по 3 гирлянды 16-5-1, 16-5-2, 16-5-3 (фиг.8), 16-6-1, 16-6-2, 16-6-3 (фиг.9), а в седьмом 16-7 - уже по 4-16-7-1, 16-7-2, 16-7-3, 16-7-4 (фиг.8).So, in the first two concentric layers 16-1 (Fig. 8), 16-2 (Fig. 9), 12 cells are stacked, in the third 16-3-1, 16-3-2 (Fig. 8) and the fourth 16-4-1, 16-4-2 (Fig. 9), two initial number of
Проблема только в том, что для равномерного излучения концентрическое поле 16 придется разбивать на большое количество чередующихся кусков 16-i-j, которые затем нужно будет объединить в параллельные гирлянды 16-i-j по 12 светодиодов 6, что при большом их количестве в концентрическом слое 16-i уже довольно сложно и понижает надежность будущего светодиодного излучателя. Поэтому построение концентрической матрицы 2 на фиг.4 будем считать неудачным.The only problem is that for uniform radiation, the
Вырезав из «зародыша» 16-1 в фиг.5 «окошко» 21 (фиг.4) из четырех центральных клеток, уменьшив тем самым постоянное число «зародыша» 16-1 до 8 клеток и ограничившись 11 концентрическими полями, совершив аналогичное построения (фиг.10, 11) концентрических полей 16-i (нечетные четные поля в данном описании для наглядности показаны отдельно соответственно на фиг.10, 11), получаем в них последовательность чисел с содержанием в них количества ячеек в каждом как:Cutting from the “embryo” 16-1 in FIG. 5 a “window” 21 (FIG. 4) from four central cells, thereby reducing the constant number of the “embryo” 16-1 to 8 cells and limiting it to 11 concentric fields, making a similar construction ( 10, 11) of concentric fields 16-i (odd even fields in this description are shown separately in FIG. 10, 11 for clarity), we obtain a sequence of numbers in them containing the number of cells in each as:
8; 16; 24; 24; 32; 40; 48; 56; 56; 64; 64,8; 16; 24; 24; 32; 40; 48; 56; 56; 64; 64,
которая также неприемлема.which is also unacceptable.
Однако в том же варианте с вырезанным «окошком» 21 (фиг.4) из четырех ячеек 4 и, вписав в окружность 20-4 с радиусом из четырех длин ячеек 4 (фиг.12, 13), получаем поле «зародыша» 16-1, равное 36 ячейкам 4. Ограничившись 11 концентрическими полями, дальнейшее построение дает ряд чисел, соответствующих количеству ячеек 4 в формируемых концентрических полях 16-i, как:However, in the same embodiment, with a “window” 21 cut out (Fig. 4) of four
36; 36; 36; 36; 36; 72; 72; 72; 108; 108; 108.36; 36; 36; 36; 36; 72; 72; 72; 108; 108; 108.
По крайней мере, уже можно сразу организовать пять параллельных гирлянд (16-1, 16-2, 16-3, 16-4, 16-5) по 36 светодиодов 6. Можно также, убрав первое концентрическое поле 16-1 и объединив в пары последующие 4 концентрические поля 16-2, 16-3 и 16-4, 16-5, получить 4 гирлянды по 72 светодиода 6. Или если объединить первых три концентрических поля 16-1, 16-2, 16-3 и четвертое поле 16-4 приплюсовать к шестому 16-6, а пятое 16-5 - к седьмому 16-7, то можно получить 6 гирлянд по 108 светодиодов 6.At least, it is already possible to immediately arrange five parallel strings (16-1, 16-2, 16-3, 16-4, 16-5) of 36
Если позволяют технологические условия параллельного соединения гирлянд, разделенных расчлененными чередующимися отрезками 16-i-j концентрического поля 16-i, то количество гирлянд в первых пяти концентрических полях 16, 16-(1-5) по 36 светодиодов 6 по 1 гирлянде. В двух последующих, 16-(6-7), по 72 светодиода 6 по 2 гирлянды и в последующих трех, 16-(8-10), из 108 по 3, то в сумме получится 18 гирлянд по 36 светодиодов 6.If technological conditions allow the parallel connection of garlands separated by dissected alternating segments 16-i-j of the 16-i concentric field, then the number of garlands in the first five
Еще один вариант построения концентрической матрицы показан на фиг.14, 15. Построение матрицы осуществляется из центра 19 одной ячейки 4, с поля «зародыша» 16-1, вписанным в окружность 20-3 с радиусом трех длин ячейки 4 за вычетом центрального поля 22 в форме креста из 5 ячеек 4, содержащим в результате постоянное число, равное 16. Ограничившись 11 концентрическими полями, при дальнейшем построении концентрической матрицы получаем ряд чисел с количеством ячеек 4 в концентрических полях 16-i как:Another option for constructing a concentric matrix is shown in Figs. 14, 15. The matrix is constructed from the
16; 16; 32; 32; 64; 64; 64; 64; 64; 64; 64; 128.16; 16; 32; 32; 64; 64; 64; 64; 64; 64; 64; 128.
Если убрать первые два слоя 16-1, 16-2 и объединить третий, 16-3, и четвертый, 16-4, то без всякого расщепления слоев 16 получим 8 гирлянд по 64 светодиода 6.If we remove the first two layers 16-1, 16-2 and combine the third, 16-3, and the fourth, 16-4, then without any splitting of the
Напомним, что количество светодиодов 6 в гирлянде при заданном токе определяет рабочее напряжение на ней, а количество гирлянд - выделяемую мощность и яркость светодиодного излучателя.Recall that the number of
Пусть ток светодиода 6 - 30 мА и падение напряжения на нем - 3,2 В. Тогда напряжение на одной гирлянде 16-i-j (фиг.14, 15) с 64 светодиодами 6 будет равно 204,8 В, а выделяемая мощность - 6,144 Вт, что уже достаточно много, но будет соответствовать по излучению примерно эквивалентно 60-ваттной лампочке накаливания. Восемь же гирлянд уже будут выделять порядка 50 Вт, что уже создает определенные проблемы с отводом тепла от светодиодного излучателя, решаемую известными методами, хотя выделяемую мощность можно уменьшить уменьшением размеров светодиодных элементов или увеличением яркости излучения и, соответственно, уменьшением протекающего через них тока.Let the current of the LED 6-30 mA and the voltage drop across it be 3.2 V. Then the voltage on one 16-ij daisy chain (Figs. 14, 15) with 64
Поэтому все-таки предпочтительнее вариант фиг.12, 13, в котором гирлянды состоят из 36 светодиодов 6, тогда напряжение на гирлянде 16-i-j будет 115,2 В, а потребляемая мощность - 3,456 Вт, что эквивалентно примерно яркости 30-ваттной лампочки накаливания. Пять гирлянд будут потреблять 17,28 Вт и по излучению соответствовать 150-ваттной лампочке накаливания.Therefore, it is still preferable variant of Fig. 12, 13, in which the garlands consist of 36
С совершенствованием светодиодной технологии, скорее всего, будут находиться способы повышения излучающей способности светодиодов 6, что приведет к уменьшению протекающего через них тока, и, соответственно, к уменьшению потребляемой мощности, и к возможности увеличения количества гирлянд и повышения надежности светоизлучающих приборов на основе концентрических светодиодных матриц 2.With the improvement of LED technology, most likely, there will be ways to increase the emitting power of
Приведенные данные примеры построения концентрических светодиодных матриц построены опытным путем, хотя в будущем, возможно, найдутся какие-то математические закономерности и, вероятно, возможны и другие оптимальные варианты построения концентрических полей 16-i концентрической светодиодной матрицы 2, но в этом случае важен именно показанный принцип их построения.The given examples of constructing concentric LED matrices have been constructed empirically, although in the future there may be some mathematical patterns and, probably, other optimal options for constructing concentric fields of the 16-i
Как известно, светодиоды - токовые приборы и если они собраны в параллельно соединенные гирлянды с уже заданным для всех током, то отличие их токовых характеристик и тем более отказ даже одной из них вызывает порой значительное перераспределение токов в оставшихся годных гирляндах, что может вызвать предельный ток в одной или нескольких гирляндах. Как отмечали ранее, при интегральной технологии ввиду малости размеров концентрической матрицы характеристики светодиодов 6 примерно одинаковы, поэтому недостаток по первому случаю из-за разности напряжений в гирляндах автоматически устраняется. Сложнее всего с отказами некоторых гирлянд. В случае, когда параллельно соединенных гирлянд много, отказ одной или нескольких гирлянд будет мало заметен. Однако если гирлянд не более десятка, отказ одной или нескольких гирлянд при неизменном питающем токе ток в годных гирляндах значительно повысится, но и увеличится их яркость свечения. Поэтому, чтобы не вызывать в гирляндах предельного тока при контрольной проверке матрицы, ее следует запитывать таким током, чтобы даже при одной годной гирлянде в ней не возникал предельный ток. Например, для варианта фиг.12, 13 для пяти гирлянд номинальный ток - 150 мА. Для одной еще годной гирлянды такой ток уже при первоначальном включении может привести к безнадежному отказу светодиодной матрицы. Последовательно увеличивая ток, в данном случае с 30 мА, визуально или с помощью промежуточных приборов легко определить количество годных гирлянд и допустимый ток для всей матрицы, а также, соответственно, определить класс будущего светодиодного излучателя. Например, если осталось годных 3 гирлянды, то теперь номинальный ток матрицы должен быть равен 90 мА. При такой технологии промышленный выход светодиодных матриц будет значителен. Ввиду того что все гирлянды имеют концентрическую форму, даже одна годная из них будет давать излучение круглой формы, для которой легче будет создавать в светильнике рассеивающую среду, сглаживающую отсутствие свечения отказавших гирлянд.As you know, LEDs are current devices and if they are assembled in parallel connected garlands with a current already set for all, the difference in their current characteristics and even more so the failure of even one of them sometimes causes a significant redistribution of currents in the remaining suitable garlands, which can cause a limiting current in one or more garlands. As noted earlier, with integrated technology, due to the small size of the concentric matrix, the characteristics of the
Список литературыBibliography
1. Компоненты и технологии, 2005, №7, «Почему светодиоды не всегда работают так, как хотят их производители».1. Components and Technologies, 2005, No. 7, “Why LEDs Don't Always Work the Way Their Manufacturers Want.”
2. Компоненты и технологии, 2007, №7, «Новый светодиодный источник света».2. Components and Technologies, 2007, No. 7, “New LED Light Source”.
3. Электронные компоненты, 2009, №8, «Светодиодные источники питания Mean Well».3. Electronic Components, 2009, No. 8, “Mean Well LED Power Supplies”.
4. RU 2005103616 A, 10.10.2005, (прототип), «Светоизлучающее устройство, содержащее светоизлучающие элементы».4. RU 2005103616 A, 10.10.2005, (prototype), “Light-emitting device containing light-emitting elements”.
5. RU 2349988 C1, 20.03.2009, «Полупроводниковый источник света».5. RU 2349988 C1, 03.20.2009, “Semiconductor light source”.
6. RU 2231171 C1, 20.06.2004, «Светоизлучающий диод».6. RU 2231171 C1, 06/20/2004, “Light emitting diode”.
7. RU 2212734 C1, 20.09.2003, «Полупроводниковый источник света».7. RU 2212734 C1, September 20, 2003, “Semiconductor light source”.
8. RU 2200358 C1, 10.03.2003, «Полупроводниковый излучающий диод».8. RU 2200358 C1, 03/10/2003, “Semiconductor emitting diode”.
9. RU 2179353 C1, 10.02.2001, «Полупроводниковый излучающий диод».9. RU 2179353 C1, 02/10/2001, “Semiconductor emitting diode”.
10. RU 2156015 С2, 10.09.2000, «Способ изготовления кристалла с односторонними контактами для мощного светодиода».10. RU 2156015 C2, 09/10/2000, "A method of manufacturing a crystal with one-sided contacts for a high-power LED."
11. RU 2142176 С1, 27.11.1999, «Источник света».11. RU 2142176 C1, 11.27.1999, “Light source”.
12. RU 2257603 С2, 27.05.2005, «Устройство для формирования рисунков».12. RU 2257603 C2, 05.27.2005, “Device for forming patterns”.
13. RU 2232411 С2, 10.07.2004, «Усовершенствованный генератор рисунков».13. RU 2232411 C2, 07/10/2004, "Advanced pattern generator."
14. RU 2123431 C1, 20.12.1998, «Материал на бумажной основе».14. RU 2123431 C1, 12.20.1998, “Material on a paper basis”.
15. SU 864019, 15.09.81, «Способ измерения световых характеристик источников света».15. SU 864019, 09.15.81, "A method for measuring the light characteristics of light sources."
16. SU 750289, 23.07.80, «Анализатор распределения яркости».16. SU 750289, 07.23.80, “Analyzer of the distribution of brightness”.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010109727/28A RU2426200C1 (en) | 2010-03-15 | 2010-03-15 | Method of chaining and checking led matrices |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010109727/28A RU2426200C1 (en) | 2010-03-15 | 2010-03-15 | Method of chaining and checking led matrices |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2426200C1 true RU2426200C1 (en) | 2011-08-10 |
Family
ID=44754765
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010109727/28A RU2426200C1 (en) | 2010-03-15 | 2010-03-15 | Method of chaining and checking led matrices |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2426200C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2474920C1 (en) * | 2011-11-14 | 2013-02-10 | Вячеслав Николаевич Козубов | Method to generate light-emitting matrices |
| RU2492550C1 (en) * | 2012-05-22 | 2013-09-10 | Вячеслав Николаевич Козубов | Method of forming light-emitting arrays |
| RU2514055C1 (en) * | 2013-02-05 | 2014-04-27 | Вячеслав Николаевич Козубов | Method of arranging and connecting light-emitting elements in bunches, arranged in monolithic light-emitting arrays |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2142176C1 (en) * | 1997-06-10 | 1999-11-27 | Карпович Нина Васильевна | Light source |
| JP2001156331A (en) * | 1999-11-30 | 2001-06-08 | Nichia Chem Ind Ltd | Nitride semiconductor light emitting device |
| RU2295174C2 (en) * | 2002-08-29 | 2007-03-10 | Широ САКАИ | Light-emitting device incorporating light-emitting components (alternatives) |
| RU66480U1 (en) * | 2007-06-14 | 2007-09-10 | Георгий Владимирович Фетисов | LED BLOCK (OPTIONS) |
-
2010
- 2010-03-15 RU RU2010109727/28A patent/RU2426200C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2142176C1 (en) * | 1997-06-10 | 1999-11-27 | Карпович Нина Васильевна | Light source |
| JP2001156331A (en) * | 1999-11-30 | 2001-06-08 | Nichia Chem Ind Ltd | Nitride semiconductor light emitting device |
| RU2295174C2 (en) * | 2002-08-29 | 2007-03-10 | Широ САКАИ | Light-emitting device incorporating light-emitting components (alternatives) |
| RU66480U1 (en) * | 2007-06-14 | 2007-09-10 | Георгий Владимирович Фетисов | LED BLOCK (OPTIONS) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2474920C1 (en) * | 2011-11-14 | 2013-02-10 | Вячеслав Николаевич Козубов | Method to generate light-emitting matrices |
| RU2492550C1 (en) * | 2012-05-22 | 2013-09-10 | Вячеслав Николаевич Козубов | Method of forming light-emitting arrays |
| RU2514055C1 (en) * | 2013-02-05 | 2014-04-27 | Вячеслав Николаевич Козубов | Method of arranging and connecting light-emitting elements in bunches, arranged in monolithic light-emitting arrays |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1260576C (en) | Equipment for testing solar cells | |
| EP2401775B1 (en) | Light sources utilizing segment leds to compensate for manufacturing variations in the light output of individual segmented leds | |
| CN1189062C (en) | Light-emitting diode array based on three-dimensional grid structure | |
| JP6325069B2 (en) | Dimmable lighting device and method for dimming the device | |
| KR100961110B1 (en) | AC drive light emitting device | |
| RU2499331C2 (en) | Alternating current driven light-emitting device | |
| KR101025972B1 (en) | AC drive light emitting device | |
| US20150230305A1 (en) | Ac led lighting apparatus | |
| TWI533749B (en) | Light-emitting device with a plurality of light-emitting units | |
| JP5586630B2 (en) | Light emitting semiconductor device having patterned conductive / light transmissive layer or conductive / light semi-transmissive layer | |
| KR100961483B1 (en) | A light emitting device in which a plurality of cells are combined, a method of manufacturing the same, and a light emitting device using the same | |
| RU2426200C1 (en) | Method of chaining and checking led matrices | |
| EP4062711A1 (en) | Beam shaping for spiral led filament systems | |
| JP2009245790A (en) | Lighting device | |
| EP4045838B1 (en) | Led filament lamp of candle light appearance | |
| KR20150002528A (en) | LED Module | |
| EP2541139B1 (en) | LED lighting module | |
| Pekur et al. | Determination of optical parameters in quasi-monochromatic LEDs for implementation of lighting systems with tunable correlated color temperature | |
| JP5344809B2 (en) | Backlight device | |
| CN107148682A (en) | Lighting device and lighting fixture | |
| US11739885B2 (en) | LED filament arrangement | |
| CN104538417B (en) | LED open-circuit-protections integrated chip and its manufacture method based on diode chain | |
| RU2465683C1 (en) | Method of forming light-emitting arrays | |
| CN115670728A (en) | Light-emitting module, light source and dental light curing machine | |
| KR20140118440A (en) | Ac led luminescent apparatus with efficient leds' connection structure |