Forskare forskar på teknik för att göra LED-lampor ljusare

[annons_1]

Den nya TIR-tekniken som utvecklats av Dr. Nguyen Doan Quoc Anh och hans kollegor tillämpas på LED-reflektorer för att öka belysningseffektiviteten och minska driftskostnaderna och vann första pris vid 2023 års Science Initiative Competition.

Projektet genomfördes av ett forskarteam från fakulteten för elektroteknik och elektronik, Ton Duc Thang-universitetet, inklusive Dr. Nguyen Doan Quoc Anh, Dr. Tran Dinh Cuong, Dr. Ho Dang Sang och Phan Thi Minh Man.

Den nya TIR-linstekniken är en total internreflektionslins (även känd som en reflektor) som är fäst vid LED-lampan för att rikta allt utsänt ljus framåt och fördela ljuset jämnare. Den nya TIR-linstekniken hjälper till att minska kostnader, öka effektiviteten och jämnheten i ljusemissionen, vilket förbättrar kvaliteten och tillämpningen av LED-lampor. Forskargruppen optimerade också tekniken för att kunna tillämpas på många olika LED-produkter som används inom områdena civil, industriell, jordbruks- och fiskebelysning.

Dr. Quoc Anh, representant för forskargruppen, berättade att TIR-linslösningen används flitigt i många kommersiella LED-lampor eftersom den kan justera den inkommande ljusstrålen med en bredare vinkel än traditionella reflektorer eller andra typer av linser. TIR-linser uppnår dock ofta inte total intern reflektion, så en vit hållring behövs för att hålla kvar den utsända strålen och fokusera den framåt för att säkerställa effektivitet. "Den vita hållringen kan uppnå 95,85 % effektivitet men kostnaden är hög", sa han.

Ett exempel på en LED-lampa med den nya TIR-linsen. Foto: Forskargruppen. — Ett exempel på en LED-lampa med den nya TIR-linsen. Foto: *Forskargruppen.*

Med målet att förbättra kvaliteten och tillämpningen av LED-lampor har forskargruppen forskat och utvecklat en ny TIR-linsteknik som inte kräver användning av en vit låsring (vilket bidrar till att minska produktkostnaden med 30 %). I synnerhet uppnår den en ljuseffektivitet på över 95 %, med en högre jämn belysningsökning än nuvarande kommersiella LED-lampor.

Dr. Quoc Anh sa att forskargruppen kom på idén 2014, genomförde förändringar i ljusfördelningen; undersökte färgförändringarna för att hitta sätt att öka ljuseffektiviteten och spara kostnader. År 2016 simulerade forskare beräkningar med specialiserad optisk programvara och designade och tillverkade sedan modellen. Efter mer än 3 år föddes den nya TIR-linsen, inklusive designen av en multisegmentkollimator (MSOC) och en multistrukturerad optisk yta (MSOS), för att justera emissionsvinkeln för de infallande strålarna och reflektera allt infallande ljus för att öka ljusemissionens enhetlighet. Detta innebär att den nya linsen kan omfördela blå ljusstrålning och gul ljusstrålning, vilket förbättrar kvaliteten på det vita ljusets färg.

För att implementera applikationen använde gruppen mätutrustning för forskning, mätte, jämförde resultaten med provresultaten och kalibrerade. Experimentella resultat som jämförde ljusfördelningens likformighet visade att ljusuniformitetsindexet vid användning av den nya TIR-linsen var överlägset lins 1 med 122,4 % och lins II med 495,3 % vid en 500 mm2 belyst yta. Denna framgång bidrog till att den nya TIR-linsforskningen fick ett USPTO (USA) patent år 2022.

Efter en lång process med design, tillverkning av prototyper och sedan patentering förväntar sig Dr. Quoc Anh och hans kollegor att produkten kommer att kommersialiseras på marknaden. "Den nya TIR-linstekniken är enkel att använda, lätt att driftsätta och kan tillämpas i stor utsträckning, vilket ger ekonomiskt värde till samhället och lokalsamhället", sa han.

Dr. Trinh Xuan Thang, biträdande direktör för Center for Research and Development of High-Tech Parks, Ho Chi Minh City High-Tech Park, utvärderade Dr. Quoc Anhs och hans kollegors produkt som en ny teknik med unika idéer, i ett meddelande till VnExpress .

Enligt Thang är ett av de största problemen med att använda vita lysdioder att uppnå hög jämnhet. Dessutom är energieffektiviteten hos lysdioder också en viktig fråga för tillverkare och användare. TIR-linstekniken har bidragit till att använda lysdioder i belysning med ljuskällor av högre kvalitet (uppnådd högre jämnhet i LED-ljusfärgen) och hög energieffektivitet, i nivå med världens ledande tekniker idag.

"Författargruppen har kommit fram till idéer och teknik som löser stora problem med att använda lysdioder, så möjligheten till kommersialisering är mycket rimlig", sa Dr. Thang.

Dr. Nguyen Doan Quoc Anh (mitten) fick första pris i 2023 års vetenskapliga innovationstävling med en ny TIR-linslösning för högpresterande lysdioder. Foto: Giang Huy — Dr. Nguyen Doan Quoc Anh (mitten) fick första pris i 2023 års vetenskapliga innovationstävling med en ny TIR-linslösning för högpresterande lysdioder. Foto: *Giang Huy*

Dr. Nguyen Doan Quoc Anhs projekt uppskattades mycket av juryn, med en bra idé och en metodisk och detaljerad forskningsprocess. Enligt forskare är kommersialisering fullt genomförbar när den uppfyller industriella standarder. Produkten fick första pris värt 70 miljoner VND vid 2023 års Science Initiative Competition.