СИСТЕМЫ АНАЛИЗА И ОБРАБОТКИ ДАННЫХ

ISSN (печатн.): 2782-2001          ISSN (онлайн): 2782-215X
English | Русский

Последний выпуск
№1(81) Январь - Март 2021

Декомпозиционная оптико-механическая модель светодиодного излучающего элемента

Выпуск № 4 (80) Октябрь - Декабрь 2020
Авторы:

Юлаева Юлия Витальевна,
Хомяков Артем Юрьевич,
Туев Василий Иванович
DOI: http://dx.doi.org/10.17212/1814-1196-2020-4-177-197
Аннотация

Светоизлучающие диоды по значению световой отдачи (светового потока на единицу потребляемой электрической мощности) опередили традиционные источники света, что вызывает повышенный интерес разработчиков светодиодных ламп в типоразмере ламп накаливания. При проектировании светодиодных ламп для прямой замены ламп накаливания необходимо и в этих световых приборах обеспечить сферическое распределение света. Наилучшей по равномерности пространственного распределения света признана конструкция лампы с нитевидными светодиодными излучающими элементами (СИЭ).



В настоящей работе разработана декомпозиционная модель светодиодного излучающего элемента, которая создана на основе параметров оптико-механической модели светодиодных излучающих кристаллов и включает следующие последовательно выполняемые действия:



– построение геометрической модели СИЭ;



– определение свойств поверхностного источника СИЭ и углового распределения излучения модели СИЭ как точечного излучателя;



– разработка первичной модели светодиодного кристалла с последующей настройкой ее параметров;



– проверка адекватности декомпозиционной модели сравнением с экспериментально измеренными параметрами СИЭ.



Проведена оценка качества модели СИЭ как точечного излучателя, для этого сравнили усредненные измеренные и смоделированные КСС при одинаковых азимутальных углах.



Расхождения между расчетными и экспериментальными данными не превышают 10 %, что подтверждает высокую точность модели СИЭ как точечного излучателя. Полученный файл определяет свойства поверхностного источника и значение светового потока СИЭ, равного  254 мВт.



Модель характеризуется повышенной универсальностью и может быть использована разработчиками светотехнических устройств с произвольной конфигурацией светодиодных излучающих элементов и светодиодных кристаллов в них.


Ключевые слова: нитевидный светодиодный излучающий элемент, кривая силы света, декомпозиционная модель, световой поток, ламбертовский излучатель, программная среда TracePro, полиномиальное приближение, Normal-вектор, Up-вектор, полярный угол, азимутальный угол.

Список литературы

1. Schubert E.F. Light emitting diodes. – 2nd ed. – Cambridge: Cambridge University Press, 2006. – 422 p.



2. Акционерное общество "Физтех-Энерго". – URL: https://ft-e.com/contacts/ (дата обращения: 21.12.2020).



3. ООО "Промышленная группа Светодиодные Технологии". – URL: http://led02.ru/contacts/ (дата обращения: 21.12.2020).



4. ГроуТехно. Фитосветильники: web-сайт. – URL: https://growtechno.ru/ (дата обращения: 21.12.2020).



5. LEADlight. – URL: http://svet21veka.ru/?from=website80.com (дата обращения: 13.04.2020).



6. Патент на полезную модель № 188947 Российская Федерация, F 21 V 29/10 (2015.01), F 21 V 15/04 (2006.01), F 21 K 9/66 (2016.01). Светодиодная лампа / Афонин К.Н., Вилисов А.А., Солдаткин В.С., Туев В.И., Юлаева Ю.В. – № 2018119785; заявл. 23.05.2018; опубл. 30.04.2019, Бюл. № 13.



7. Исследование макетных образцов светодиодных ламп общего назначения, изготовленных на основе светодиодных линеек / В.С. Солдаткин, В.И. Туев, А.В. Иванов, А.Ю. Олисовец, Ю.В. Ряполова, А.П. Алексеев // Нитриды галлия, индия и алюминия – структуры и приборы: тезисы докладов 10-й Всероссийской конференции. – СПб., 2015. – С. 61–62.



8. Investigation of temperature regime and luminous flux of light-emitting element of light emitting diode lamp / D.G. Starosek, D.V. Ozerkin, V.I. Tuev, Y.V. Ryapolova, A.U. Olisovec, A.V. Ermolaev // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. – 2015. – Vol. 10, iss. 16. – P. 6944–6948.



9. Ряполова Ю.В., Неверовский К.А., Постолова Е.О. Оптическое моделирование светодиодной лампы // Перспективы развития фундаментальных наук: сборник научных трудов XIII Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. – Томск, 2016. – Т. 7. – С. 96–98.



10. Прытков С.В. Исследования и расчет оптических систем световых приборов на основе светодиодов: автореф. дис. … канд. техн. наук. – Саранск, 2014. – URL: https://www.dissercat.com/content/issledovaniya-i-raschet-opticheskikh-sistem-svetovykh-priborov-na-osnove-svetodiodov (дата обращения: 21.12.2020).



11. ГОСТ Р 54350–2011. Приборы осветительные. Светотехнические требования и методы испытаний. – М.: Стандартинформ, 2011. – 37 с.



12. Азизян Г., Артамонов А., Никифоров С. Гониофотометрическая установка для определения углового распределения силы света // Полупроводниковая светотехника. – 2010. – № 1. – URL: https://www.led-e.ru/articles/measuring/2010_1_41.php (дата обращения: 21.12.2020).



13. Заляжных В.В. Критерий трех сигм. – Режим доступа: https://arhiuch.ru/st3a.html (дата обращения: 21.12.2020).



14. Закон Ламберта. – URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Закон_Ламберта (дата обращения: 21.12.2020).



15. Расчет коэффициентов множественной линейной регрессии матричным способом. – URL: http://univer-nn.ru/ekonometrika/raschet-koefficientov-mnozhestvennoj-linejnoj-regressii-matrichnym-sposobom/ (дата обращения: 21.12.2020).

Для цитирования:

Юлаева Ю.В., Хомяков А.Ю., Туев В.И. Декомпозиционная световая математическая модель светодиодного излучающего элемента // Научный вестник НГТУ. – 2020. – № 4 (80). –
С. 177–197. – DOI: 10.17212/1814-1196-2020-4-177-197.

 

For citation:

Yulaeva Yu.V., Khomyakov A.Yu., Tuev V.I. Dekompozitsionnaya svetovaya matematicheskaya model' svetodiodnogo izluchayushchego elementa [A decomposition optical-mechanical model of a led emitting element]. Nauchnyi vestnik Novosibirskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta = Science bulletin of the Novosibirsk state technical university, 2020, no. 4 (80), pp. 177–197. DOI: 10.17212/1814-1196-2020-4-177-197.

Просмотров: 170