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    技術應用

    八種LED新技術與應用 哪種叫你眼前一亮?
    來源:科健儀器 時間:2017-06-07

    毫無疑問,我們都應當為所有奮戰在科技前沿的研發者致敬。所謂的“技術為王”,首先是一種飽含務實精神而又略顯殘酷的提法。確實,在科學技術領域,日新月異、不進則退。例如美國達特茅斯學院的研究人員就為可見光通信賦予全新的功能;日美韓三國組建的國際研究小組宣布查明了植物藍光響應的初期過程;LED照明組件制造商Plessey宣布推出新的7070大功率LED系列;青島杰生多年研發取得了突破性進展,推出壽命達到1萬小時的10毫瓦UVC LED產品;復旦大學團隊研發的光纖拉絲塔用高效紫外LED光固化系統完成了技術上的創新突破……近期,業界的各種技術進展喜訊連連,下面跟隨筆者的指引共同關注一下吧。

      黑暗中也能傳送數據的可見光

    據日前外媒報道,美國達特茅斯學院的研究人員為可見光通信賦予全新的功能,透過將傳送的數據編碼成一種人眼無法察覺但可經由光電二極管偵測的超短頻率脈沖,使得可見光也可以在光線暗淡或黑暗的環境中傳送數據。又由于傳送光源至接收機十分耗電,研究人員利用現成可用的低成本LED與光電二極管,設計出一種新穎的數據編碼與LED驅動機制。研究人員必須設計一款有效的驅動電路,能以夠快的反應速度(僅幾奈秒)實現最低延遲,并提高低成本光電二極管的增益(改善通訊距離)。此外,還有一款優化的輕量級調變方案,可在超低功耗LED的工作周期內盡可能編碼至最大位數,同時,研究人員也開發出一款穩健的解調方案,能夠可靠地從光脈沖中擷取位。

    研究人員將這項人眼不可見的VLC計劃稱為‘Dark Light’,它可實現1.6kbps的數據率,支持高達1.8m的通訊距離,而且還可使LED前端功耗從19.8W大幅降低至104mW。而且采用的是500ns光脈沖以及僅0.007%的LED工作周期實現,使得Dark Light LED幾乎和“關斷”狀態的LED沒什么分別。據指,DarkLight拓展了VLC的適用場景,因為它本來只是VLC鏈路可能無縫切換的某種特殊模式。這種模式讓以光為基礎的通訊途徑始終開啟,而無論實際的光照亮度如何。有趣的是,Dark Light還可根據環境光調整其LED工作周期,使其得以在最大周期下作業,同時保持讓人眼無法察覺的亮度。

    研究人員還著眼于接收器如何同時從多個LED發射的光脈沖中譯碼位,以及根據每個LED用于編碼數據的時隙組合,在不同的LED中差異化多個同步的位串流。接下來,他們希望提高DarkLight的數據速率和范圍,進一步探索更高階的LED和光電二極管,以便找出DarkLight的最終極限。甚至他們考慮更先進的驅動電路設計,例如脈沖成形技術,可用于產生較短但更高的光脈沖。此外,這種新的VLC編碼機制也適用于IR,為人眼的安全降低IR能量,而這也是未來要研究的方向之一。

    植物藍光反應的初始過程被查明

    藍光受體隱花色素控制的生理響應

    隱花色素藍光響應的控制模式

    10月21日,由日本理化學研究所、美國加利福尼亞大學洛杉磯分校、韓國全南大學等組成的國際共同研究小組宣布,查明了植物藍光響應的初期過程。據指,植物細胞核內存在的藍光受體“隱花色素”在接受藍光后會通過“二聚體化”激活,而BIC1蛋白質會阻礙二聚體化,調節隱花色素的活性。對植物而言,光不僅是光合作用的能量源,而且還是用來探知周圍光環境的信息源,使多個光受體不斷得到進化。其中,隱花色素就是一種重要的光受體,控制著植物的眾多藍光響應,比如脫黃化(使黃化的子葉以及變成豆芽狀的植物恢原)、花芽形成、避陰反應(伸長莖部,向更好的光環境生長)等。

    隱花色素有CRY1和CRY2兩種,在接受藍光被激活后會控制多種基因的表達。但藍光使隱花色素激活的分子機制至今未能查明。另外,脫敏作用(在持續的光刺激下,原有的反應消失)機制也一樣,以前只知道CRY2被激活后會迅速分解,但CRY1和CRY2共同的脫敏作用機制一直未能查明。此次研究使用擬南芥的全長cDNA過量表達系統“Thaliana FOX Line”,對藍光響應低的變異體實施了篩查。結果發現了對隱花色素信號傳導起抑制性作用的“BIC1(Blue light Inhibitor of Cryptochrome1)基因”。BIC1與隱花色素結合后,會完全阻礙隱花色素磷酸化以及隱花色素控制的多種基因表達控制等與隱花色素信號傳導相關的反應。

    另外,CRY2接受藍光后會“二聚體化”。二聚體化的CRY2在受到磷酸化后,會與信號傳導因子SPA1及CIB1結合,控制多種基因的表達,誘導與藍光相應的形態變化(藍光響應)。而BIC1阻礙了CRY2的二聚體化形成。這些結果表明,依存于藍光的二聚體化形成是承擔隱花色素初期反應的重要過程,而BIC1通過阻礙隱花色素的二聚體化,在之后抑制了隱花色素的磷酸化等一系列的反應。隱花色素控制著各種農作物的重要性狀,因此此次研究有望在今后為作物量的生物質性增收等做出貢獻。

     

      色彩度提高了2倍的高彩色LED

    10月20日,西鐵城發布公告稱,開發出了照明用LED的第二代CITI LED Vivid系列高彩色LED產品(目的:提高彩度比原本顏色更加鮮艷)。它比第一代產品色彩度提高了2倍,并預計在2017年春天進行量產。隨著LED的普及,在追求亮度和光效的同時、演繹令被照物更加亮麗的光的需求不斷擴大、因此對光的品質的要求越來越多樣化。對于顏色鮮艷重視以店鋪照明,美術館,攝影棚為首,并伴隨著彩度的提升,明暗反差的提高紙面文字也能變的清晰。因此圖書館和學校等教育機構也非常適用。今后作為COBLED的先驅者、創造出光的新價值。

    據介紹,CITI LED Vivid系列Brilliant Type光的彩度提高,實物的顏色能更加鮮艷漂亮。Vivid系列和一般LED照明對比、全部光色的彩度⊿C*ab※2值都有增加。關于這次開發的Brilliant類型、根據熒光粉材料的配比調整、在保持全體的平衡時,提高了原本彩度較低的紅色和綠色,因此實現了鮮艷度2倍提升。能表現出細致的美觀,最適用于店鋪展示和美術館等的射燈照明。在維持目前Vivid系列的⊿C*ab值(彩度)的同時、既突出被照物鮮艷程度、又調整了彩度的平衡,使感官上很自然的產品。在鋁基板上直接打上芯片、采用散熱性能非常優秀的Chip-on-Aluminum工藝(西鐵城專利)。并且和原來的COB系列,CITILEDVivid系列同樣的封裝尺寸、實現照明燈具的設計效率化。

    一流標準尺寸的7070大功率LED

    Plessey新7070系列LED為苛刻的照明應用提供高功率和改進熱性能

    近期,LED照明組件制造商Plessey宣布推出其新的7070大功率LED系列。據介紹,PLW 7070產品充分利用了其專有的硅基氮化鎵MaGIC技術,并提供業界一流的標準大功率LED封裝尺寸,擴充了現有的i2LED大功率產品系列。Plessey新款7070系列LED為苛刻環境中的照明應用提供高功率和改進熱性能,并顯著降低現有解決方案的成本。其主要特性和優勢是采用定制的氮化鋁陶瓷透鏡封裝,其低熱阻,小于2°CW-1。

      壽命上萬小時的10毫瓦UVC LED

    日前,圓融科技全資子公司青島杰生宣布,經過多年研發近期技術取得了突破性進展,公司將正式推出壽命達到1萬小時的10毫瓦UVC LED產品。據了解,自2012年推出1毫瓦的UVC LED產品以來,青島杰生電氣的產品一直在國際上享有盛譽,尤其在深紫外275納米深紫外芯片技術上處于領先地位。據悉,近年來深紫外UVC LED成為市場的熱點,主要原因在于深紫外LED被發現可以應用到眾多領域,除了替代原有的汞燈殺菌市場以外還帶來新的機遇,比如凈水領域,空氣凈化,食品安全領域,母嬰用品,醫療領域,健康市場等等,最重要一點是本項技術是綠色無污染技術。

      光纖拉絲塔用紫外LED光固化系統

    由復旦大學團隊研發的光纖拉絲塔用高效紫外LED光固化系統完成了技術上的創新突破,僅需原本五分之一的能耗,就能實現高一半的光纖生產速度。據介紹,絕大部分的光固化油墨經該系統的照射,短短幾秒就能固化。如此高功率密度、低能耗的創新技術將使光纖行業的生產制造實現飛躍發展。紫外LED光固化系統最突出的優勢是耗能低。較之于傳統的微波中壓汞燈動輒6000多瓦的高耗能,由紫外LED組成的線光源僅需消耗1200瓦,節省了80%能耗。微波中壓汞燈是過去通常用于光纖拉絲塔的固化裝置。在制造光纖過程中,當光纖被拉成細絲后,需要在其表面涂覆一層保護性質的油墨材料并進行固化,通俗地說就是使涂料由液態變成固態。印刷、汽車、電子、家具等行業的生產,都少不了這一環節。紫外光固化是最常見的快速固化工藝,對紫外光波段敏感的涂料經相應光源照射后就能夠實現固化。該研發團隊為此采用紫外LED光源研發出更為高效的紫外光固化系統,除降低能耗外,傳統設備只有6000小時的壽命,這套系統則將使用壽命延長到了30000小時。經過一年多持續運行,幾乎沒有光衰,光電參數依然保持出廠狀態。

    根據光譜顯示,紫外LED在針對光纖油墨固化的365至385納米波段上,能量非常集中,相比于中壓汞燈,對固化更為有利。據介紹,這套紫外LED光固化系統不僅能完全取代傳統的微波中壓汞燈,與現有的同類產品相比,在多方面實現了技術上的突破與創新。該系統由光纖固化爐、驅動電源和冷卻系統三個部分組合而成,光纖固化爐是技術的核心所在,而這其中的LED光源又是整套系統最為關鍵的部分。三年間,這套針對光纖拉絲塔的紫外LED光固化系統最高封裝功率密度被該研發團隊從200瓦每平方厘米提升至700瓦每平方厘米。此外,行業常見的紫外LED芯片最高只能經受1安培每平方毫米的電流密度,經過特別設計定制的LED芯片則能將這個承受上限提高到4.5安培每平方毫米。另一大技術創新亮點則是高效的紫外光折射和反射系統。這套光學系統包含了精心設計的透鏡和反射器,能夠將光源發出的紫外光匯聚到圓柱軸心,增強軸心的輻射照度,降低光學損耗,從而提高拉絲固化的速度。

    戶外LED燈具新一代LED驅動器

    近日,ERPPowerLLC(ERP)宣布將發布主要用于戶外LED燈具的新一代LED驅動器。據稱,此次發布的ERP新一代LED驅動器設計體積僅為行業中同等能效的驅動器的五分之一,在恒定電壓或恒定電流應用中具有可編程的大范圍的靈活發展空間。在有線和無線控制上非常智能化,具有高效率可以降低電力消耗。新的ERP驅動器適用于區域照明、泛光燈、停車庫、道路、隧道和其他戶外照明燈具。在典型的街道照明應用中,原來照明設備中需要兩個驅動器,現在一個ERP驅動器就可以替代。使用單個ERP驅動可節省60%的空間和降低一半成本。據表示,ERP正在幫助促進路燈,戶外照明,工業和商業綜合體節省電力及控制其他成本。LED驅動器是嵌入智能照明控制的關鍵部件,因為它們能夠顯示燈具狀態,測量功耗,優化節能并保證其適應外部環境。除了照明之外,ERP驅動程序還可以與各種傳感器集成,作為物聯網(loT)應用程序的重要組成部分,這就是被稱之為光通信。

      新型LED散熱裝置專利技術

    中科合創(北京)科技成果評價中心早前發布了一種新型LED散熱裝置專利技術,采用全新的散熱理念,使LED燈的體積和重量比節能燈(熒光燈)小、輕,但燈的功率不受任何限制。同時,該項目關于功率因數校正的兩項專利打破了相關技術被國外壟斷的局面,并且減少了一個開關管和一些配套的電阻電容。這不僅簡化了電路,還避免了開關動作產生的功率損耗和電磁騷擾。該技術獲得了科技部火炬中心研究員何志明給予了充分肯定,同時建議加強產學研結合,盡快形成完整的LED照明產品,并取得數據支撐,以便更好地完成產業化及市場推廣。 
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