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    技术应用

    八种LED新技术与应用 哪种叫你眼前一亮?
    来源:科健仪器 时间:2017-06-07

    毫无疑问,大家都应当为所有奋战在科技前沿的研发者致敬。所谓的“技术为王”,首先是一种饱含务实精神而又略显残酷的提法。确实,在科学技术领域,日新月异、不进则退。例如美国达特茅斯学院的研究人员就为可见光通信赋予全新的功能;日美韩三国组建的国际研究小组宣布查明了植物蓝光响应的初期过程;LED照明组件制造商Plessey宣布推出新的7070大功率LED系列;青岛杰生多年研发取得了突破性进展,推出寿命达到1万小时的10毫瓦UVC LED产品;复旦大学团队研发的光纤拉丝塔用高效紫外LED光固化系统完成了技术上的创新突破……近期,业界的各种技术进展喜讯连连,下面跟随笔者的指引共同关注一下吧。

      黑暗中也能传送数据的可见光

    据日前外国媒体报道,美国达特茅斯学院的研究人员为可见光通信赋予全新的功能,透过将传送的数据编码成一种人眼无法察觉但可经由光电二极管侦测的超短频率脉冲,使得可见光也可以在光线暗淡或黑暗的环境中传送数据。又由于传送光源至接收机十分耗电,研究人员利用现成可用的低成本LED与光电二极管,设计出一种新颖的数据编码与LED驱动机制。研究人员必须设计一款有效的驱动电路,能以够快的反应速度(仅几奈秒)实现最低延迟,并提高低成本光电二极管的增益(改善通讯距离)。此外,还有一款优化的轻量级调变方案,可在超低功耗LED的工作周期内尽可能编码至最大位数,同时,研究人员也开发出一款稳健的解调方案,能够可靠地从光脉冲中撷取位。

    研究人员将这项人眼不可见的VLC计划称为‘Dark Light’,它可实现1.6kbps的数据率,支撑高达1.8m的通讯距离,而且还可使LED前端功耗从19.8W大幅降低至104mW。而且采用的是500ns光脉冲以及仅0.007%的LED工作周期实现,使得Dark Light LED几乎和“关断”状态的LED没什么分别。据指,DarkLight拓展了VLC的适用场景,因为它本来只是VLC链路可能无缝切换的某种特殊模式。这种模式让以光为基础的通讯途径始终开启,而无论实际的光照亮度如何。有趣的是,Dark Light还可根据环境光调整其LED工作周期,使其得以在最大周期下作业,同时保持让人眼无法察觉的亮度。

    研究人员还着眼于接收器如何同时从多个LED发射的光脉冲中译码位,以及根据每个LED用于编码数据的时隙组合,在不同的LED中差异化多个同步的位串流。接下来,他们希翼提高DarkLight的数据速率和范围,进一步探索更高阶的LED和光电二极管,以便找出DarkLight的最终极限。甚至他们考虑更先进的驱动电路设计,例如脉冲成形技术,可用于产生较短但更高的光脉冲。此外,这种新的VLC编码机制也适用于IR,为人眼的安全降低IR能量,而这也是未来要研究的方向之一。

    植物蓝光反应的初始过程被查明

    蓝光受体隐花色素控制的生理响应

    隐花色素蓝光响应的控制模式

    10月21日,由日本理化学研究所、美国加利福尼亚大学洛杉矶分校、韩国全南大学等组成的国际共同研究小组宣布,查明了植物蓝光响应的初期过程。据指,植物细胞核内存在的蓝光受体“隐花色素”在接受蓝光后会通过“二聚体化”激活,而BIC1蛋白质会阻碍二聚体化,调节隐花色素的活性。对植物而言,光不仅是光合作用的能量源,而且还是用来探知周围光环境的信息源,使多个光受体不断得到进化。其中,隐花色素就是一种重要的光受体,控制着植物的众多蓝光响应,比如脱黄化(使黄化的子叶以及变成豆芽状的植物恢原)、花芽形成、避阴反应(伸长茎部,向更好的光环境生长)等。

    隐花色素有CRY1和CRY2两种,在接受蓝光被激活后会控制多种基因的表达。但蓝光使隐花色素激活的分子机制至今未能查明。另外,脱敏作用(在持续的光刺激下,原有的反应消失)机制也一样,以前只知道CRY2被激活后会迅速分解,但CRY1和CRY2共同的脱敏作用机制一直未能查明。此次研究使用拟南芥的全长cDNA过量表达系统“Thaliana FOX Line”,对蓝光响应低的变异体实施了筛查。结果发现了对隐花色素信号传导起抑制性作用的“BIC1(Blue light Inhibitor of Cryptochrome1)基因”。BIC1与隐花色素结合后,会完全阻碍隐花色素磷酸化以及隐花色素控制的多种基因表达控制等与隐花色素信号传导相关的反应。

    另外,CRY2接受蓝光后会“二聚体化”。二聚体化的CRY2在受到磷酸化后,会与信号传导因子SPA1及CIB1结合,控制多种基因的表达,诱导与蓝光相应的形态变化(蓝光响应)。而BIC1阻碍了CRY2的二聚体化形成。这些结果表明,依存于蓝光的二聚体化形成是承担隐花色素初期反应的重要过程,而BIC1通过阻碍隐花色素的二聚体化,在之后抑制了隐花色素的磷酸化等一系列的反应。隐花色素控制着各种农作物的重要性状,因此此次研究有望在今后为作物量的生物质性增收等做出贡献。

     

      色彩度提高了2倍的高彩色LED

    10月20日,西铁城发布公告称,开发出了照明用LED的第二代CITI LED Vivid系列高彩色LED产品(目的:提高彩度比原本颜色更加鲜艳)。它比第一代产品色彩度提高了2倍,并预计在2017年春天进行量产。随着LED的普及,在追求亮度和光效的同时、演绎令被照物更加亮丽的光的需求不断扩大、因此对光的品质的要求越来越多样化。对于颜色鲜艳重视以店铺照明,美术馆,摄影棚为首,并伴随着彩度的提升,明暗反差的提高纸面文字也能变的清晰。因此图书馆和学校等教育机构也非常适用。今后作为COBLED的先驱者、创造出光的新价值。

    据先容,CITI LED Vivid系列Brilliant Type光的彩度提高,实物的颜色能更加鲜艳漂亮。Vivid系列和一般LED照明对比、全部光色的彩度⊿C*ab※2值都有增加。关于这次开发的Brilliant类型、根据荧光粉材料的配比调整、在保持全体的平衡时,提高了原本彩度较低的红色和绿色,因此实现了鲜艳度2倍提升。能表现出细致的美观,最适用于店铺展示和美术馆等的射灯照明。在维持目前Vivid系列的⊿C*ab值(彩度)的同时、既突出被照物鲜艳程度、又调整了彩度的平衡,使感官上很自然的产品。在铝基板上直接打上芯片、采用散热性能非常优秀的Chip-on-Aluminum工艺(西铁城专利)。并且和原来的COB系列,CITILEDVivid系列同样的封装尺寸、实现照明灯具的设计效率化。

    一流标准尺寸的7070大功率LED

    Plessey新7070系列LED为苛刻的照明应用提供高功率和改进热性能

    近期,LED照明组件制造商Plessey宣布推出其新的7070大功率LED系列。据先容,PLW 7070产品充分利用了其专有的硅基氮化镓MaGIC技术,并提供业界一流的标准大功率LED封装尺寸,扩充了现有的i2LED大功率产品系列。Plessey新款7070系列LED为苛刻环境中的照明应用提供高功率和改进热性能,并显著降低现有解决方案的成本。其主要特性和优势是采用定制的氮化铝陶瓷透镜封装,其低热阻,小于2°CW-1。

      寿命上万小时的10毫瓦UVC LED

    日前,圆融科技全资子企业青岛杰生宣布,经过多年研发近期技术取得了突破性进展,企业将正式推出寿命达到1万小时的10毫瓦UVC LED产品。据了解,自2012年推出1毫瓦的UVC LED产品以来,青岛杰生电气的产品一直在国际上享有盛誉,尤其在深紫外275纳米深紫外芯片技术上处于领先地位。据悉,近年来深紫外UVC LED成为市场的热点,主要原因在于深紫外LED被发现可以应用到众多领域,除了替代原有的汞灯杀菌市场以外还带来新的机遇,比如净水领域,空气净化,食品安全领域,母婴用品,医疗领域,健康市场等等,最重要一点是本项技术是绿色无污染技术。

      光纤拉丝塔用紫外LED光固化系统

    由复旦大学团队研发的光纤拉丝塔用高效紫外LED光固化系统完成了技术上的创新突破,仅需原本五分之一的能耗,就能实现高一半的光纤生产速度。据先容,绝大部分的光固化油墨经该系统的照射,短短几秒就能固化。如此高功率密度、低能耗的创新技术将使光纤行业的生产制造实现飞跃发展。紫外LED光固化系统最突出的优势是耗能低。较之于传统的微波中压汞灯动辄6000多瓦的高耗能,由紫外LED组成的线光源仅需消耗1200瓦,节省了80%能耗。微波中压汞灯是过去通常用于光纤拉丝塔的固化装置。在制造光纤过程中,当光纤被拉成细丝后,需要在其表面涂覆一层保护性质的油墨材料并进行固化,通俗地说就是使涂料由液态变成固态。印刷、汽车、电子、家具等行业的生产,都少不了这一环节。紫外光固化是最常见的快速固化工艺,对紫外光波段敏感的涂料经相应光源照射后就能够实现固化。该研发团队为此采用紫外LED光源研发出更为高效的紫外光固化系统,除降低能耗外,传统设备只有6000小时的寿命,这套系统则将使用寿命延长到了30000小时。经过一年多持续运行,几乎没有光衰,光电参数依然保持出厂状态。

    根据光谱显示,紫外LED在针对光纤油墨固化的365至385纳米波段上,能量非常集中,相比于中压汞灯,对固化更为有利。据先容,这套紫外LED光固化系统不仅能完全取代传统的微波中压汞灯,与现有的同类产品相比,在多方面实现了技术上的突破与创新。该系统由光纤固化炉、驱动电源和冷却系统三个部分组合而成,光纤固化炉是技术的核心所在,而这其中的LED光源又是整套系统最为关键的部分。三年间,这套针对光纤拉丝塔的紫外LED光固化系统最高封装功率密度被该研发团队从200瓦每平方厘米提升至700瓦每平方厘米。此外,行业常见的紫外LED芯片最高只能经受1安培每平方毫米的电流密度,经过特别设计定制的LED芯片则能将这个承受上限提高到4.5安培每平方毫米。另一大技术创新亮点则是高效的紫外光折射和反射系统。这套光学系统包含了精心设计的透镜和反射器,能够将光源发出的紫外光汇聚到圆柱轴心,增强轴心的辐射照度,降低光学损耗,从而提高拉丝固化的速度。

    户外LED灯具新一代LED驱动器

    近日,ERPPowerLLC(ERP)宣布将发布主要用于户外LED灯具的新一代LED驱动器。据称,此次发布的ERP新一代LED驱动器设计体积仅为行业中同等能效的驱动器的五分之一,在恒定电压或恒定电流应用中具有可编程的大范围的灵活发展空间。在有线和无线控制上非常智能化,具有高效率可以降低电力消耗。新的ERP驱动器适用于区域照明、泛光灯、停车库、道路、隧道和其他户外照明灯具。在典型的街道照明应用中,原来照明设备中需要两个驱动器,现在一个ERP驱动器就可以替代。使用单个ERP驱动可节省60%的空间和降低一半成本。据表示,ERP正在帮助促进路灯,户外照明,工业和商业综合体节省电力及控制其他成本。LED驱动器是嵌入智能照明控制的关键部件,因为它们能够显示灯具状态,测量功耗,优化节能并保证其适应外部环境。除了照明之外,ERP驱动程序还可以与各种传感器集成,作为物联网(loT)应用程序的重要组成部分,这就是被称之为光通信。

      新型LED散热装置专利技术

    中科合创(北京)科技成果评价中心早前发布了一种新型LED散热装置专利技术,采用全新的散热理念,使LED灯的体积和重量比节能灯(荧光灯)小、轻,但灯的功率不受任何限制。同时,该项目关于功率因数校正的两项专利打破了相关技术被国外垄断的局面,并且减少了一个开关管和一些配套的电阻电容。这不仅简化了电路,还避免了开关动作产生的功率损耗和电磁骚扰。该技术获得了科技部火炬中心研究员何志明给予了充分肯定,同时建议加强产学研结合,尽快形成完整的LED照明产品,并取得数据支撑,以便更好地完成产业化及市场推广。 
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