Поставщик светодиодных ламп для помещений

Знание отрасли

Управление температурным режимом в светодиодных лампах для внутреннего освещения: почему конструкция теплового пути определяет срок службы больше, чем качество чипа

Температура перехода светодиода является единственной наиболее прогнозируемой переменной для поддержания светового потока с течением времени. Повышение температуры перехода на каждые 10°C выше номинальной температуры перехода примерно вдвое сокращает срок службы светодиодного корпуса — эта зависимость задокументирована для нескольких семейств микросхем и подтверждена данными испытаний LM-80 от основных производителей излучателей. Высококачественный светодиодный чип, работающий при температуре перехода 85°C, прослужит дольше идентичного чипа, работающего при 95°C, в два раза, независимо от других конструктивных особенностей светильника. Это означает, что управление температурным режимом не является второстепенным инженерным соображением — оно является основным фактором, определяющим, действительно ли светильник обеспечивает номинальный срок службы L70 в 50 000 часов в реальных условиях установки.

Тепловой путь в хорошо спроектированном Внутренняя светодиодная лампа проходит от перехода светодиода через термоинтерфейсный материал (TIM), к печатной плате с металлическим сердечником (MCPCB), через теплораспределитель и, наконец, в корпус или радиатор, из которого он рассеивается в окружающий воздух. Каждый интерфейс на этом пути имеет значение теплового сопротивления, измеряемое в °C/Вт; общее тепловое сопротивление от перехода до окружающей среды представляет собой сумму всех последовательных сопротивлений интерфейсов. Проектировщики, которые фокусируются исключительно на геометрии ребер радиатора — видимой части управления температурным режимом — часто упускают из виду, что плохое соединение TIM с пустотами или неадекватным покрытием может добавить 5–10 ° C дополнительной температуры перехода, которую не сможет восстановить никакая площадь поверхности ребра. TIM на основе силикона с теплопроводностью 3–6 Вт/м·К, применяемые при толщине клеевого шва менее 100 мкм, представляют собой текущий практический оптимум для большинства сборок светодиодных светильников.

Для промышленных и складских помещений Внутренние светодиодные фонари В тех случаях, когда температура окружающей среды может повышаться из-за технологического тепла или ограниченного потока воздуха, проектировщики применяют стратегию снижения номинальных характеристик: светильник работает при меньшем токе, чем его максимальный номинальный привод, одновременно снижая как световой поток, так и температуру перехода. Светильник, номинал которого снижен до 80 % от максимального тока возбуждения, обычно работает на 15–20 °C при температуре ниже в переходе и обеспечивает существенно более длительный срок эксплуатации — часто достаточно, чтобы определить разницу между светильником, выживающим в 10-летнем цикле технического обслуживания и требующим замены в 6-й год. Понимание этой зависимости снижения номинальных характеристик позволяет инженерам объектов разумно выбирать светильники: светильник с номиналом 150 лм/Вт при полной мощности, сниженный до 80 %, будет работать примерно 140 лм/Вт при значительно увеличенном сроке службы.

Оптическая конструкция светодиодных светильников: как листы рассеивателя, отражатели и линзы формируют распределение света

Оптическая система внутреннего светодиодного светильника выполняет одновременно две функции: управляет пространственным распределением светового потока (диаграммой луча) и управляет визуальным видом источника света (бликовостью и равномерностью яркости). Эти две функции иногда находятся в противоречии: простой светодиодный модуль, оптимизированный исключительно для оптической эффективности, будет производить интенсивную яркость точечного источника, которая создает дискомфортные блики, в то время как сильно рассеянная система, которая устраняет блики, жертвует эффективностью из-за потерь на поглощение в рассеивающем слое. Задача проектирования — добиться требуемого распределения луча с приемлемым контролем бликов при минимальных оптических потерях.

Листы диффузора

Пластины рассеивателя рассеивают проходящий свет, расширяя видимую область источника и снижая пиковую яркость. Механизм рассеяния может быть объемной диффузией (микрочастицы диспергируются через подложку, обычно матрицу PS или ПК с диффузорами из сульфата бария или карбоната кальция) или поверхностную диффузию (микроструктурированные текстуры поверхности, которые преломляют свет на границе раздела воздух-материал). Объемные диффузоры обеспечивают более равномерное рассеивание во всем угловом диапазоне; Поверхностные рассеиватели могут быть сконструированы с асимметричными микроструктурами, которые перенаправляют свет преимущественно в одной плоскости, что полезно для линейных светильников, где требуется как широкое боковое распространение, так и контролируемое продольное рассеивание. Компания Suzhou Gentle Photoelectric Technology Co., Ltd., являясь специалистом в разработке оптических материалов, включая листы светодиодных светорассеивателей и пластиковые светорассеивающие панели, разрабатывает микроструктурированные оптические поверхности на уровне рецептуры для достижения конкретных целей по дымке, пропусканию и угловому распределению для OEM-заказчиков светильников в светотехнической отрасли.

Отражатели

Зеркальные алюминиевые отражатели с анодированной поверхностью или поверхностью с PVD-покрытием достигают значений общего полусферического отражения 85–95 %, направляя излучаемый назад свет светодиодов на целевую плоскость. Геометрия отражателя — параболическая, эллиптическая или сложная кривая — определяет, создает ли светильник узкое пятно, широкий залив или асимметричное распределение для освещения стен или полок. Отражатели с белым порошковым покрытием жертвуют некоторой эффективностью (коэффициент отражения 85–90%), но создают более мягкие и рассеянные отраженные лучи, которые лучше сочетаются с выходным сигналом панели рассеивателя в панельных светильниках.

Вторичные линзы

Отдельные линзы TIR (полного внутреннего отражения) над каждым светодиодным излучателем обеспечивают максимально точный контроль луча, обеспечивая узкие углы луча 15–30 ° для рабочего освещения или приложений с высокими пролетами, где высота потолка более 8 м требует концентрированной подачи для поддержания необходимой освещенности на уровне пола. Линзы TIR обычно изготавливаются из ПММА или ПК с потерями передачи 3–7% на линзу. Массивы линз TIR поверх светодиодных матриц используются в промышленных многоярусных зданиях. Внутренние светодиодные лампы для достижения значений мощности свечи центрального луча выше 10 000 кд при мощности ниже 200 Вт — комбинация, которая была недостижима с источниками HID без значительных потерь при управлении лучом.

Стандарты освещенности в зависимости от среды внутри помещения: что означают цифры при выборе светильника

Целевые значения освещенности для внутренних помещений кодифицированы в таких стандартах, как EN 12464-1 (Европа), IES RP-1 (Северная Америка) и GB 50034 (Китай). Эти стандарты определяют поддерживаемые значения освещенности (Em) в люксах в рабочей плоскости, а также коэффициенты однородности (минимальная/средняя освещенность) и пределы единого рейтинга ослепления (UGR). Понимание этих параметров и того, как они взаимодействуют, более полезно, чем просто знание целевого значения люкс, поскольку определение правильного типа прибора зависит от всех трех значений одновременно.

Ограничение UGR заслуживает большего внимания, чем обычно уделяется при закупках светильников. UGR — это расчетное значение (не измеряемое напрямую), которое прогнозирует дискомфортное свечение на основе яркости светильника под большими углами (более 65 ° от надира), геометрии помещения и положения наблюдателя. Светильник с UGR, превышающим предел для места его применения, вызовет измеримое зрительное утомление, даже если целевое значение освещенности достигнуто — распространенная проблема, когда промышленные светильники, предназначенные для применения на складах с высокими стеллажами (UGR ≤ 25), устанавливаются в офисных помещениях, где требуется UGR ≤ 19. Указание правильного класса UGR с самого начала так же важно, как и указание правильного светового потока.

Классы IP для внутренних светодиодных светильников: расшифровка того, от чего на самом деле защищает каждая цифра

Система рейтинга IP (защита от проникновения), определенная в IEC 60529, широко упоминается в таблицах технических данных светильников, но часто неправильно понимается разработчиками спецификаций. Двухзначный код — IP65, IP66, IP69K — не описывает линейную шкалу «чем больше защищено, тем лучше». Каждая цифра соответствует отдельной оси защиты, и объединение цифр требует понимания того, что на самом деле включает в себя каждое испытание, поскольку более высокая вторая цифра не гарантирует более высокую первую цифру, и ни одна цифра ничего не говорит вам о коррозионной стойкости, устойчивости к ультрафиолетовому излучению или ударопрочности.

Первая цифра (0–6) обозначает защиту от проникновения твердых частиц: от отсутствия защиты (0) до пыленепроницаемости (6). Для большинства внутренних светильников достаточно степени защиты IP5X (пылезащита, определяемая как отсутствие вредных отложений пыли после 8 часов пребывания в пылевой камере). IP6X (пыленепроницаемость, отсутствие проникновения пыли в вакууме) предназначен для чистых помещений и производственных помещений полупроводников, где необходимо устранить любой источник частиц, включая светильники. Вторая цифра (0–9К) описывает защиту от попадания воды: IP X4 — брызгозащищенность с любого направления; IP X5 устойчив к водяным струям (12,5 л/мин на расстоянии 3 м); IP X6 выдерживает мощные водяные струи (100 л/мин); IP X8 обеспечивает непрерывное погружение на заданную глубину и продолжительность.

Для промышленности Внутренние светодиодные фонари в пищевой промышленности, мойке или влажных производственных условиях различие между IP65 и IP66 имеет важное значение. Степень защиты IP65 выдерживает струю воды из сопла диаметром 6,3 мм со скоростью 12,5 л/мин в любом направлении — этого достаточно для обычной очистки из шланга. IP66 выдерживает сопло диаметром 12,5 мм при скорости 100 л/мин, что представляет собой более агрессивную промывку под высоким давлением, используемую на предприятиях пищевой промышленности и пивоварения. Указание IP65 в приложении, в котором фактически используется давление промывки на уровне IP66, приведет к попаданию воды, коррозии разъемов и преждевременному выходу светильника из строя, независимо от того, насколько хорошо светильник работает в сухих условиях. IP69K — самый высокий класс проникновения воды — включает струи горячей воды с температурой 80°C и давлением 80–100 бар на расстоянии 0,1–0,15 м и предназначен для пищевой и сельскохозяйственной промышленности с протоколами очистки паром.

Требования к освещению чистых помещений: что делает светильник действительно совместимым с чистыми помещениями

Светильники, установленные в чистых помещениях, должны удовлетворять требованиям, которые выходят далеко за рамки стандартных технических характеристик коммерческих светодиодных ламп для внутреннего освещения. ISO 14644-1 классифицирует чистые помещения по максимальной концентрации частиц на кубический метр при определенных размерах частиц; Каждый класс ISO накладывает различный набор ограничений на каждую поверхность, приспособление и проникновение в контролируемую среду, включая систему освещения.

Основными требованиями к светильникам, специфичным для чистых помещений, являются контроль образования частиц, установка заподлицо или в потолок, а также химическая стойкость к чистящим средствам, используемым в помещении. Контроль образования частиц начинается на уровне выбора материала: корпуса светильников не должны терять волокна, отслаиваться или образовывать частицы при нормальном термоциклировании. Алюминий с порошковым покрытием или анодированный предпочтительнее окрашенных поверхностей, которые могут расколоться; все крепления должны быть утоплены или прикрыты; материалы прокладок не должны осыпаться при рабочих температурах. Для класса 5 ISO и более чистых сред светильники обычно оснащаются корпусными элементами из нержавеющей стали и прокладками из EPDM, которые устойчивы как к образованию частиц, так и к агрессивным чистящим средствам, используемым при этих уровнях чистоты.

Установка заподлицо требуется в большинстве конфигураций чистых помещений, чтобы предотвратить накопление твердых частиц на горизонтальных поверхностях. Светильники, которые возвышаются над потолочной панелью, создают выступы и зазоры, которые собирают частицы и их трудно чистить, что является прямым нарушением принципов проектирования чистых помещений. Для настоящих светильников для чистых помещений, монтируемых заподлицо, требуется специально разработанная система потолочных решеток с уплотнительными приспособлениями между рамой светильника и потолочной панелью, обычно достигающая IP65 на стыке потолка, чтобы предотвратить проникновение частиц из пространства над вентиляционным пространством. Панель оптического рассеивателя в светильнике для чистых помещений также должна быть нестатической, поскольку электростатический заряд на пластиковых поверхностях рассеивателя активно притягивает находящиеся в воздухе частицы. Антистатические покрытия или постоянно антистатические материалы рассеивателя — специальный сегмент в секторе оптических материалов, который такие компании, как Suzhou Gentle Photoelectric Technology Co., Ltd., разрабатывают в рамках своего портфолио индивидуальных решений для оптических материалов — предназначены для класса 6 по ISO и более чистых сред, где недопустимо притяжение частиц к поверхностям светильников.

Показатели качества цвета за пределами CRI: почему одного Ra недостаточно для коммерческого и медицинского освещения

Индекс цветопередачи (CRI или Ra) является стандартным показателем качества цвета для источников света с 1960-х годов, но он был разработан для оценки люминесцентных ламп и имеет хорошо документированные ограничения при применении к светодиодным источникам. Ra рассчитывается на основе среднего значения восьми образцов цвета (R1–R8), каждый из которых представляет собой цвет насыщенности от низкой до средней. Белый светодиод, оптимизированный для оценки Ra 90, по-прежнему может плохо отображать глубокие красные цвета (R9), насыщенные желтые цвета (R12) и телесные оттенки (R13, R15) — режим отказа, который невидим для оценки Ra, но хорошо виден пассажирам и клиентам.

Для коммерческого освещения розничной торговли значение R9 (передача насыщенного красного цвета) является наиболее практически важным показателем расширенной цветопередачи. Глубокий красный цвет определяет, как свежее мясо, красная одежда и спелые продукты выглядят под лампой. Светильник с Ra 90, но R9 = 20 (обычно в некоторых корпусах светодиодов с холодным белым люминофором) будет отображать насыщенные красные цвета как тусклые и коричневатые; один и тот же светильник с R9 выше 80 делает одни и те же продукты яркими и привлекательными. Указание минимального значения R9 ≥ 50 для освещения розничной торговли продуктами питания и одеждой теперь является стандартной практикой среди дизайнеров освещения, которые понимают это ограничение.

Для медицинского обследования и хирургического освещения система IES TM-30, которая оценивает точность цветопередачи (Rf) и цветовую гамму (Rg) по 99 образцам цвета, а не по 8, обеспечивает более полную картину качества цвета, чем один Ra. В медицинских учреждениях Duv (расстояние от планковского локуса на диаграмме цветности) также часто используется в качестве критерия строгости для согласованности цвета светильников: максимальное значение Duv, равное ±0,003, типично для спецификаций хирургического оборудования, гарантируя, что цвет ткани будет постоянным независимо от того, какой светильник освещает операционное поле. Стандартный рекламный ролик Внутренние светодиодные лампы обычно производятся с допуском Duv ±0,007 или выше, что достаточно для общего коммерческого использования, но не отвечает более строгим требованиям согласованности спецификаций медицинских учреждений.

Как качество оптического материала панели рассеивателя влияет на эффективность, однородность и долговечность светильника

Панель рассеивателя в панельном светильнике или линейную рейку часто рассматривают как товарный компонент — лист белого пластика, скрывающий светодиодную матрицу. В действительности, оптические и физические свойства материала рассеивателя напрямую определяют некоторые из наиболее важных рабочих параметров светильника: светоотдачу на уровне светильника, однородность яркости по всей поверхности панели и скорость, с которой оба показателя ухудшаются в течение срока службы изделия.

Полное светопропускание и матовость являются двумя основными оптическими параметрами листа рассеивателя, и они существуют в противоречии друг с другом. Более высокая дымка (большее рассеяние) улучшает однородность яркости за счет распределения света светодиодов точечного источника по большей видимой площади излучения, но каждое событие рассеяния также увеличивает длину пути фотонов через материал и вероятность поглощения, уменьшая общее пропускание. Рассеиватель, спроектированный для обеспечения высокой однородности при небольшом расстоянии между светодиодами, что часто встречается в светильниках с тонкими панелями, где светодиодная матрица расположена близко к рассеивателю, должен обеспечивать достаточную дымку при минимальных потерях на поглощение. Это требует тщательного контроля размера, концентрации и распределения частиц диффузионного агента внутри подложки, что является возможностью на уровне рецептуры, а не простым выбором материала. Компания Suzhou Gentle Photoelectric Technology Co., Ltd. решает эту проблему непосредственно через свою собственную систему исследований и разработок, разрабатывая пластиковые листы рассеивателя для светодиодного освещения с заданными показателями дымки и пропускания для производителей светильников, которым нужны гарантии оптических характеристик, а не стандартные коммерческие сорта рассеивателей.

Длительное пожелтение материалов рассеивателя — это механизм ухудшения характеристик, который снижает как светоотдачу, так и качество цвета в течение срока службы светильника. Диффузоры на основе полистирола желтеют быстрее, чем материалы на основе ПК, под воздействием УФ-излучения и синего света, при этом пожелтение проявляется в виде теплого смещения в проходящем цветовом спектре и снижения общего пропускания. Для Внутренние светодиодные фонари рассчитанный на срок службы 50 000 часов, устойчивость материала рассеивателя к УФ-излучению и устойчивость к синему свету должны соответствовать спектру светоотдачи светодиода — светодиодная матрица с высоким содержанием синего цвета и высоким CCT пожелтит чувствительный к УФ-излучению диффузор быстрее, чем матрица теплого белого цвета эквивалентной мощности. Стабилизированные рассеиватели из ПК или ПММА с пакетами поглотителей УФ-излучения, разработанные для конкретного спектра излучения светодиодного источника, являются технически правильным решением для коммерческих и промышленных светильников с длительным сроком службы, а разница в долгосрочных характеристиках по сравнению с нестабилизированным листом PS достаточно существенна, чтобы повлиять на рейтинг светильника L70 в течение всего его срока службы.