Oświetlenie wysokiego składowania w obiektach komercyjnych

Duże sklepy, sklepy detaliczne, salony samochodowe, magazyny handlowe, centra konferencyjne, przestrzenie wystawowe, centra rekreacyjne, areny sportowe i sale gimnastyczne to tylko kilka przykładów miejsc, w których przeznaczona jest lampa typu high bay-do zastosowań komercyjnych. W ustawieniach tych zazwyczaj nie występują problemy z oświetleniem, takie jak nadmierna wilgotność, atmosfera korozyjna, żrące chemikalia, kurz, wibracje powodowane przez ciężkie maszyny, ekstremalne temperatury otoczenia i brudna energia elektryczna, w przeciwieństwie do budynków przemysłowych, które są niezwykle trudne do oświetlenia.

Oświetlenie półprzewodnikowe oparte na technologii LED szybko zastępuje oświetlenie fluorescencyjne i HID w sektorze oświetlenia wysokiego składowania. Projekt produktu zmienia się ze względu na skomplikowany skład systemów oświetlenia LED. Oprawy LED wysokiego składowania do użytku komercyjnego to wyjątkowa kategoria produktów, które są tworzone z uwzględnieniem określonych zastosowań.

Wysoka zatoka handlowajakość Rozwiązaniem architektonicznym dla przestrzeni komercyjnych o wysokich otwartych sufitach jest oświetlenie LED. Mają za zadanie podkreślić zamierzony charakter obiektu i są czymś więcej niż tylko technicznymi oprawami oświetleniowymi. W przeciwieństwie do klasycznych-przemysłowych hal wysokiego składowania, budynki komercyjne, takie jak duże sklepy i centra rekreacyjne, wymagają rozwiązania oświetleniowego, które jest zarówno wysoce energooszczędne, jak i ma bardziej wyrafinowaną konstrukcję. Ze względu na niewielkie rozmiary diod LED i wytrzymałość w stanie półprzewodnikowym projektanci opraw oświetleniowych mogą teraz konstruować oprawy oświetleniowe, które w radykalny sposób łączą formę i funkcjonalność, przekraczając ograniczenia starszych form. Oprócz znacznego zwiększenia wydajności źródła, produkty te oferują oszczędność energii.

Oświetlenie kierunkowe nie jest możliwe w przypadku konwencjonalnych żarówek metalohalogenkowych i fluorescencyjnych. Skuteczne wyodrębnienie i przekierowanie strumienia światła z tych lamp dookólnych-w kierunku bardziej korzystnego i spójnego rozsyłu może stanowić wyzwanie. Dzięki starannie zaprojektowanej optyce wtórnej możliwe jest osiągnięcie bardzo wysokiej wydajności optycznej dzięki kierunkowemu strumieniowi światła diod LED i niewielkim rozmiarom opakowania.

Ponieważ diody LED są półprzewodnikami, można je zintegrować z różnymi systemami sterowania oświetleniem, co umożliwia dostosowanie oświetlenia do określonego zastosowania lub środowiska. Oprawy LED typu high bay mogą osiągnąć wysoką efektywność oświetlenia (LAE), co oznacza znaczne dodatkowe oszczędności energii, poprzez dostarczanie odpowiedniej ilości światła w razie potrzeby.

Liczne projekty opraw oświetleniowych i różnice w wydajności wynikają z szerokiego zakresu wysokości montażu, rozsyłów światła, docelowych kosztów, pakietów strumienia świetlnego, charakterystyki kolorów i ustawień, z którymi oprawy wysokiego składowania muszą współpracować i integrować się. Oprawy LED-do zastosowań komercyjnych mogą być okrągłe lub liniowe i można je konfigurować jako systemy modułowe lub zintegrowane. Przeznaczenie i zadania w terenie oraz cechy fizyczne wnętrza budynku determinują formę i układ tych układów.

Skuteczność i niezawodność systemu oświetleniowego decydują o ostatecznej wartości oświetlenia LED wysokiego składowania. Źródło światła, elementy sterujące i sterujące, układ optyczny i radiator to tylko niektóre z kilku elementów systemu oświetleniowego, które dodatkowo wpływają na te czynniki. Każdy proces projektowania opraw oświetleniowych zawsze wymaga-kompromisu między kosztami a wydajnością. Obiekty komercyjne o umiarkowanych ustawieniach pracy są bardziej tolerancyjne w stosunku do stosowania tańszych opraw LED typu high-bay z małym oknem operacyjnym, mimo że niezwykle trudno jest jednocześnie osiągnąć cele w zakresie wydajności i kosztów.

Pomiary pakietów LED są wykorzystywane w wielu wariantach wydajności dostępnych obecnie w systemach oświetlenia wysokiego składowania. Konstrukcja pakietów LED i ich integracja z systemem oświetleniowym określa ich skuteczność świetlną, parametry utrzymania strumienia świetlnego, temperaturę barwową, dokładność oddawania barw i żywotność. Odblaskowe diody LED SMD zbudowane na platformie obudowy z plastikowym nośnikiem chipów (PLCC) idealnie nadają się doWysokie oświetlenie LEDodmiany komercyjnej. W porównaniu do innych typów pakietów LED, takich jak pakiety o dużej mocy z podłożem ceramicznym, pakiety z chipem-na-pkładzie (COB) i pakiety z chipem (CSP), pakiety LED PLCC osiągają znacznie wyższą skuteczność źródła ze względu na wysoką skuteczność ekstrakcji światła osiągniętą dzięki wysoce odblaskowym obudowom i ramkom wyprowadzeniowym. Oprawy wysokiego składowania wykorzystujące odblaskowe pakiety diod LED SMD do wytwarzania białego światła mogą mieć skuteczność oprawy przekraczającą 180 lm/W w połączeniu z wysokowydajnymi sterownikami i optyką. Wysoka skuteczność może znacznie skrócić okres zwrotu. Przy takim poziomie skuteczności użytkownicy końcowi teoretycznie mogliby osiągnąć rentowność swojej inwestycji w ciągu dwóch lat.

Jakość i skuteczność koloru są zasadniczo przedmiotem kompromisu. W widmie światła bardzo wydajnych diod LED brakuje ważnych długości fal niezbędnych do wytworzenia żywych kolorów, a widmo światła jest nadmiernie-przesycone w zakresie widma niebieskiego i zielonego. W wielu placówkach handlowych i rozrywkowych żywe kolory zazwyczaj zapewniają bogate wrażenia wizualne. Dopiero pod wpływem promieniowania optycznego o zrównoważonym widmie można dostrzec delikatną i złożoną kolorystykę. Wysokie oddawanie barw i ciepłe białe diody LED są znacznie mniej skuteczne ze względu na utratę Stokesa i niską czułość oka w świetle o większej długości fali.

Mechanizmy awarii-związanych z obudową tych odbijających diod LED SMD sprawiają, że projektowanie i inżynieria oprawy LED stanowią poważny problem, mimo że potencjalny okres zwrotu opraw LED wykorzystujących diody LED o wysokiej skuteczności-o średniej mocy może być na tyle atrakcyjny, że zachęca do zakupu. Temperatura ma znaczący wpływ na utrzymanie jasności pakietu LED PLCC. Szybka degradacja materiałów opakowania w wysokich temperaturach może skutkować znacznym zmniejszeniem skuteczności. Długie godziny pracy lub wysoki poziom oświetlenia powodują żółknięcie żywicy termoplastycznej, co przyspiesza utratę strumienia świetlnego.

Krótka żywotność źle zaprojektowanej oprawy LED sprawi, że jej wysoka skuteczność początkowa stanie się bezużyteczna, jeśli temperatura złącza plastikowych pakietów LED nie będzie utrzymywana poniżej wyznaczonej maksymalnej temperatury roboczej we wszystkich warunkach napędu i pracy. Produkty o wyższej wydajności wykorzystują formowane pakiety diod LED EMC (mieszanka do formowania epoksydowego), aby opóźnić początek degradacji jasności i zmiany chromatyczności w wysokich temperaturach roboczych. W porównaniu do tradycyjnych materiałów PPA i PCT, EMC oferuje lepszą stabilność termiczną. W projektowaniu diod LED formowanych w technologii EMC zwykle stosuje się zestawy z czterema płaskimi-przewodami (QFN), które oferują-kanał termiczny o wysokiej wydajności do usuwania ciepła z obszaru aktywnego diody LED.

Aby wszystkie plastikowe pakiety LED działały nieprzerwanie i wydajnie, niezbędne jest oczywiście zarządzanie temperaturą. Ponieważ żywica epoksydowa ma ograniczoną odporność na ciepło, formowane diody LED EMC-nie różnią się od nich. Rozpraszanie ciepła i regulacja prądu sterującego to dwa aspekty zarządzania temperaturą LED. Aby uzyskać wysoką moc świetlną,-niedrogie systemy zwykle wykorzystują niewielką liczbę diod LED i mocno je zasilają. Ogólnie rzecz biorąc, im wyższy jest prąd sterujący, tym więcej ciepła wytwarza się wewnątrz pakietów półprzewodników. W rezultacie następuje przyspieszenie termicznego niszczenia materiałów opakowaniowych. W rezultacie jednym z kluczowych elementów zarządzania ciepłem jest utrzymanie prądu sterującego na odpowiednim poziomie.

Głównym celem inżynierii cieplnej opraw LED jest zwiększenie zdolności systemu do usuwania ciepła ze złącza LED. Opór cieplny komponentów na całej ścieżce termicznej musi zostać obniżony, aby zapewnić łatwy przepływ ciepła i utrzymać kontrolę temperatury złącza.Oświetlenie LED typu High Bay w reklamieodmiany często zużywają mniej niż 250 watów energii elektrycznej. Obciążeniem cieplnym można zarządzać bez konieczności aktywnego zarządzania ciepłem, stosując MCPCB i TIM o wysokiej przewodności cieplnej w połączeniu z dobrze-zaprojektowanym pasywnym radiatorem. Głównym problemem jest to, że radiatory mogą nie zostać zbudowane w celu zmniejszenia całkowitego kosztu systemu.

led bay lights

W wielu przypadkach odpowiednia konstrukcja optyczna jest tak samo ważna jak kontrola temperatury. Wtórna optyka, która może skutecznie zbierać światło ze źródła światła i równomiernie rozprowadzać światło w celu uzyskania maksymalnego odstępu między oprawami, może skutkować znacznymi dodatkowymi oszczędnościami energii. Dobrze-zaprojektowany system optyczny umożliwia osiągnięcie ponad 90% wydajności dostarczania sygnału optycznego. Zazwyczaj w celu uzyskania wysokiej wydajności układu optycznego stosuje się układy soczewek z PMMA lub poliwęglanu. Matryca LED SMD może mieć indywidualną kontrolę optyczną dzięki matrycy soczewek wykonanej z kilku elementów soczewki.

Przy sprawności ponad 90% układ soczewek całkowitego wewnętrznego odbicia (TIR) może zapewnić precyzyjnie dostrojone rozkłady optyczne od wąskiego do szerokiego. Diody LED to urządzenia o dużej gęstości strumienia. Nadmiernie wysoka luminancja ze skoncentrowanego emitera powoduje olśnienie. Tworząc estetyczną atmosferę, oświetlenie wysokiego składowania w budynkach komercyjnych powinno promować rozwój dobrych doświadczeń i zaangażowane środowisko. W przypadku-komercyjnych lamp LED typu high-bay do zastosowań komercyjnych tłumienie olśnień jest zatem kluczowym elementem konstrukcji optycznej.

Sterownik LED na przednim końcuWysokie oświetlenie LEDprzekształca moc prądu przemiennego (AC) w moc prądu stałego (DC) zgodnie z właściwościami elektrycznymi układu LED. Zazwyczaj zasilacz impulsowy (SMPS) jest używany do konwersji wyprostowanej mocy prądu stałego na z góry określoną wielkość mocy prądu stałego. Do zakończenia procesu konwersji mocy prądu przemiennego na prąd stały można zastosować konstrukcję jedno-lub dwuetapową-.

Korekta współczynnika mocy (PFC) i konwersja DC/DC są połączone w jeden obwód w jednostopniowym-sterowniku LED. Dedykowany obwód do aktywnej korekcji współczynnika mocy i drugi stopień do zarządzania prądem stałym DC/DC to cechy dwu-stopniowego sterownika LED. Ze względu na niższą cenę napędy jednostopniowe-są szeroko stosowane w zastosowaniach komercyjnych. W porównaniu ze sterownikami dwu-stopniowymi pojedynczy układ scalony, który wykonuje zarówno operacje PFC, jak i konwersję DC/DC, może zaoszczędzić 20–50% na liczbie części obwodu, rozmiarze i kosztach. Jednak topologia jednostopniowa-ma wąski zakres napięcia roboczego, wysoki prąd tętnienia, ograniczony zakres ściemniania, ograniczoną wydajność PFC i podatność na przepięcia spowodowane przepięciami.

Jednostopniowe-sterowniki LED są często ograniczone do-komercyjnych zastosowań oświetleniowych o małej mocy i-wysokiej jakości sieci prądu przemiennego. Topologie jedno-jednostopniowe stają się niewykonalne przy wyższych poziomach mocy ze względu na ich słabą wydajność operacyjną i dużą sygnaturę EMI. Ze względu na swoją wydajność, niezawodność i możliwości przyciemniania, dwustopniowe sterowniki- zapewniają lepszą opcję stosunek ceny do wydajności przy poziomach mocy powyżej 100 W.

Trend integrowania przyciemniania, wykrywania, inteligencji i łączenia w sieci z komercyjnymi systemami oświetlenia LED w celu wykorzystania potencjału-oszczędności energii tkwiącego w sterownikach oświetlenia wynika z niekończącego się-poszukiwania wydajności. Do przyciemniania diod LED można zastosować zarówno modulację-szerokości impulsu (PWM), jak i ciągłą redukcję prądu (CCR). W zastosowaniach komercyjnych szeroko stosowane były protokoły analogowe 0-10 V i 1-10 V do regulacji obwodów ściemniania. W wyniku rozwoju systemów połączonych i Internetu Rzeczy (IoT) oświetlenie analogowe musi ustąpić miejsca oświetleniu cyfrowemu.

Oprawy LED można indywidualnie adresować, przyciemniać i konfigurować za pomocą technologii komunikacji przewodowej lub bezprzewodowej, takiej jak DALI, Bluetooth mesh lub ZigBee. Gdy oprawy LED potrafią komunikować się z otoczeniem (wykorzystując informacje zebrane z czujników ruchu lub światła dziennego), lokalnymi sterownikami, telefonami komórkowymi lub dowolną ich kombinacją, można włączyć-wartościowe funkcje uwzględniające kontekst.