دليل شامل لاختيار مصدر الضوء LED لمحاكاة الطيف الشمسي

دليل كامل لاختيار مصدر الضوء LED لمحاكاة الطيف الشمسي

مبادئ الاختيار الأساسية: لا يوجد حل مثالي مطلق. يجب أن يتوافق الاختيار تمامًا مع درجات المعدات (درجة AAA / A / B) ، ومساحة الإشعاع ، والمسافة العاملة ، والهندسة البصرية ،متطلبات التغطية الطيفية والتشغيل طويل الأجلوفيما يلي استنتاجات الاختيار المستهدفة وتقسيمات مفصلة لمتطلبات محاكاة الطاقة الشمسية الأساسية، بما في ذلك درجة مطابقة الطيف، وتوحيد الإشعاع،الاستقرار على المدى الطويل ومعدل استخدام الطاقة الخفيفة.

一,اختيار التعبئة الأساسية: السيراميك 3535 (كريستال واحد / كريستال مزدوج) مقابل 5050 (كريستال واحد / كريستال رباعي)

تتضمن المتطلبات الإلزامية الأساسية للكرات المصباحية المستخدمة في المحاكاة الشمسية مقاومة حرارية منخفضة وكثافة طاقة عالية وتسوية عالية في طول الموجة والتدفق الضوئي.ولا يوجد تحول في الطيف أثناء التشغيل الطويل الأجلتعبئة السيراميك هي الحل الأساسي الوحيد المناسب (التعبئة البلاستيكية PLCC لا تلبي متطلبات مقاومة الأشعة فوق البنفسجية وتبديد الحرارة على المدى الطويل).معايير اختيار نوعي التعبئة والتغليف هي كما يلي::
مقارنة المعايير الأساسية

المواصفات	نطاق الطاقة النموذجي	المقاومة الحرارية العادية	حجم السطح الإشعاعي	المزايا الرئيسية	القيود الرئيسية
3535 السيراميكية الكريستال الواحد	1-3W	3-8 درجة مئوية/غ	0.8-1.2ملم	سطح ضوئي صغير ، دقة توزيع الضوء البصري العالية للغاية ، لا يوجد شبح ، وأداء ممتاز لترتيب المجموعة الكثيفة	طاقة أقصى منخفضة لكل وحدة، كثافة التيار العالية عند نفس مستوى الطاقة، وتقلبات أكبر في درجة حرارة التقاطع.
3535 سيراميك بيكريستال	3-6W	5-10 درجة مئوية/غ	1.0-1.5ملم	ضعف الطاقة في الحجم المدمج ، وانخفاض كثافة التيار عند نفس مستوى الطاقة ، ودرجة حرارة التقاطع أكثر استقرارا ، مثالية للتصاميم المدمجة	الحد الأقصى لتبديد الحرارة أقل من 5050، مما يؤدي إلى انخفاض موثوقية أثناء التشغيل على المدى الطويل.
5050 كريستال واحد من السيراميك	3-5 واط	2-5°C/W	1.2-1.8ملم	مساحة تبديد الحرارة الكبيرة ، المقاومة الحرارية المنخفضة للغاية ، درجة حرارة التقاطع المستقرة والقيادة البصرية الممتازة	القوة القصوى للكرة الواحدة هي أقل من محلول أربع رقائق، لذلك هناك حاجة إلى المزيد من الكرات المصباحية للإشعاع على مساحة كبيرة.
5050 رقاقة رباعية سيراميكية	5-20 واط	3-6 درجة مئوية/غ	2.0-2.5ملم	زيادة كثافة الطاقة في نفس الحجم مع كثافة التيار المنخفضة للغاية لكل شريحة ، مع انخفاض ضعف الضوء ، ومدة خدمة أطول وتوحيد ممتاز للسطح المضيء.	يميل الوهم الخفيف إلى الحدوث في المسارات البصرية مع الضوء المضغوط بزاوية صغيرة للغاية ، مما يضع متطلبات معينة على التصميم البصري.

الاستنتاج حول الاختيار الدقيق

الحل المفضل: جهاز محاكاة الطاقة الشمسية في الحالة الثابتة من الفئة AAA (للاختبار الضوئي للطاقة الكهروضوئية والتمييز المادي بدقة عالية)تتوافق بالكامل مع جميع متطلبات الفئة A من IEC 60904-9 و ASTM E927)

الأولوية: السيراميك 5050 رباعي البلور

الأسباب الرئيسية: تكمن الميزة الرئيسية للمعدات من الدرجة AAA في استقرارها الطيفي على المدى الطويل. تتمتع حزمة 5050 بمساحة تبديد حرارة أكبر ومقاومة حرارية أقل ،والذي يحافظ على تقلب درجة حرارة التقاطع ضمن ±5°Cهذا يمنع بفعالية الانحراف الأحمر لطول الموجة والإضعاف الضوئي الناجم عن ارتفاع درجة حرارة التقاطع ، مما يضمن مطابقة الطيفية المتسقة على المدى الطويل.تصميم أربع رقائق يوفر طاقة أعلى لكل وحدة رقاقة، مما يتطلب عددًا أقل من الحبات لتحقيق الإشعاع القياسي البالغ 1000 واط / متر مربع. كما يسهل تصميم المجموعة البصرية ويجعل توحيد الضوء أسهل في تنظيمه.

الحل المفضل: محاكيات مصغرة ومحمولة وعابرة، بالإضافة إلى أجهزة سطح المكتب للإشعاع على مساحة صغيرة (≤100 سم2)

يتم التوصية بشرائح سيراميك 3535 مزدوجة الشريحة أو شرائح واحدة باعتبارها الاختيار الأول.

الأسباب الرئيسية: يحتوي حزمة 3535 على حجم أصغر وكثافة تخطيط صفحة أعلى ، مما يجعلها مناسبة لهياكل الأجهزة المدمجة.بالنسبة للسيناريوهات التي تتطلب إشعاعًا على مسافة قصيرة على مساحة صغيرة، يمكن للكرات المصباحية ذات الكريستال الواحد أو الكريستال المزدوج ذات السطح المنبعث للضوء الصغير أن تنتج بقع ضوئية ذات توحيد عالية دون أنظمة تكافئة الضوء المتطورة.يحقق محلول الكريستال المزدوج طاقة كافية في مساحة صغيرة لتلبية متطلبات الإشعاع.

قواعد اختيار إضافية للبلورات الأحادية مقابل البولي بلورات

بلور واحد: يوصى به حصراً للمسارات البصرية المتماثلة بزاوية شعاع ضيقة للغاية وصورة عالية الدقة في المجال البعيد.منحنى توزيع الضوء السلس بدون شبح، والتحكم البصري الممتاز.
البوليكريستال (كريستال مزدوج / رباعي الكريستال): مثالية لأكثر من 90٪ من تطبيقات محاكاة الحالة الثابتة. عند نفس مستوى الطاقة ، لديها كثافة تيار أقل ، ودرجة حرارة التقاط أكثر استقرارا ،انخفاض ضعف الضوء وطول عمر الخدمة، بمثابة الخيار الأمثل الموازنة بين الأداء والموثوقية.