Вибрати стельовий світлодіодний світильник

Види стельових офісних світлодіодних світильників типу Армстронг:

Напевно, можна констатувати факт кількісного заповнення ринку світлодіодної техніки і настає час обговорення теми "якість продукції" і дана тема займає все більше місце в діалозі виробник-клієнт. Якщо спробувати відтворити графік на якому будуть вказані динаміка появи нових виробників на ринку та динаміка погіршення якості "середньої" продукції на ринку (за якість приймається технічні характеристики та ставка на довговічність продукту) то з великою ймовірністю цей графік символізує ніщо інше як хрест. на якості.

На ринку світлодіодної техніки представлено понад 100 компаній-"виробників" та близько 500 компаній, що займаються дистрибуцією даної продукції. Вони виробляють безліч різноманітних модифікацій світлодіодних світильників типу Армстронг. Для того щоб у цьому різноманітті визначитися з вибором "правильного" світлодіодного світильника необхідно як мінімум знати, з чого він складається. Будь-який світлодіодний світильник складається з трьох основних складових:

Світлодіоди, саме те, що випромінює світло
Блок живлення, так званий "драйвер"
Тепловідведення, як правило сам корпус світильника.

Безперечно параметрами "правильного", а отже якісного і в той же час прийнятного за ціною світлодіодного світильника безумовно і в першу чергу є світильники, виготовлені на основі високоякісних діодів кращих та визнаних виробників у галузі напівпровідникових освітлювальних приладів - CREE (США), OSRAM ), NICHIA (Японія). Велику роль відіграє блок живлення, який відповідає за надійну роботу світильника. Як правило вони є найслабшою ланкоюСвітильника, тому при виборі світильника треба ретельно визначити його параметри. Тепловідведенням зазвичай є сам корпус світильника. Найкращими теплопровідними властивостями мають алюмінієві корпуси. Чому? Про це ми й поговоримо.

Для початку введемо визначення "правильного" корпусу: "Правильний" корпус світлодіодного світильника - корпус, що забезпечує найбільш якісне відведення тепла від p-n переходу світлодіода і забезпечує максимальний вихід світлового потоку зі світлодіодного модуля. Оскільки з цим визначенням "правильності" погодяться всі читачі у цій статті, словосполучення "Правильний" корпус буде використовуватися без лапок.

Більшість виробників використовує корпуси від світильників ЛВО, виробляючи монтаж світлодіодних лінійок у кращому випадку через вигнуту смугу алюмінієвого листа товщиною max 20 мм, а в гіршому випадку і здебільшого, приклепуючи лінійки безпосередньо до корпусу.

Розглянемо перший критерій визначення правильного корпусу – якісне тепловідведення.

Корпуси для люмінесцентних світильників виготовляються із жерсті завтовшки 0,3 мм покритою полімерною фарбою. Дані корпуси сконструйовані та виготовляються для люмінесцентних ламп, що не потребують примусового охолодження та головне завдання даних корпусів – бути тарою-тримачем для люмінесцентних ламп, ПРА та відбивача.

За результатами проведеного досвіду при монтажі світлодіодної лінійки, що складається з алюмінієвої плати, теплопровідністю 2 Вт/м·К шириною 10 мм і світлодіодів CREE MX-6 в кількості 6 штук була отримана наступна інформація: температура в точці паяння 57°С. Світлодіоди використовувалися біном Q5 на струмі 350 мА. Світловий потік даних світлодіодів при струмі 350 мА при температурі переходу 25°С становить 122,7 лм. (Рис.1)

Рисунок 1 - Скріншот програми PCT

при температурі в точці паяння 57 ° С світловий потік світлодіода складе 1107 лм.

Напевно, в технічному описі світильника, побудованому на 4-х даних лінійках, виробник вказав би у графі "Світловий потік" цифру 2945 лм, хоча фактично світлодіодний модуль видавав би не більше 2652 лм.

Продовжуючи вивчення світлодіодного світильника на основі корпусу ЛПО, розглянемо втрати світла на перевідображенні світлового потоку всередині світильника.

Компанія Cree у посібнику з проектування світильників наводить схему втрат світлового потоку люмінесцентної лампи та світлодіодного світильника (рисунок 3)

Тобто втрати світла на перевідображенні та поглинанні у корпусі світильника становлять 23%. У нашому випадку показник втрат буде ще вищим, тому що в даній конструкції світильника світлодіод перебувати ще глибше в корпусі і проходженню світлового потоку перешкоджає відбивач

Малюнок 3 - Втрати світлового потоку

Проаналізувавши дані схеми можна дійти висновку, що у корпусі ЛВО втрачається щонайменше 30% світлового потоку модуля, тобто. повний корисний світловий потік світильника становить 2652 лм - 30% =1856 лм. Енергоспоживання даного світильника (у разі використання джерела живлення з ККД не менше 85% і коректором потужності, що дозволяє підтримувати cos ф не менше 0,98) складе 31,5 Вт, а ефективність усієї системи приведеться до цифри59 лм/Вт ! Для того, щоб цей світильник видавав повний світловий потік в 3000 лм, він повинен споживати не менше 50 Вт.

І це з урахуванням, що цей розрахунок проводився на одних із найкращих світлодіодів CREE MX-6 з високим біном.

Розглянемо другий тип застосовуваних виробниками корпусів -металеві корпуси товщиною сталі 0,8 мм, покриті порошковою фарбою та загальною висотою конструкції не більше 50 мм. Провівши аналогічний досвід, тобто. зібравши на даному корпусі світильник, що складається з чотирьох світлодіодних лінійок по 6 світлодіодів, ми отримали температуру в точці пайки 51 °С.

Знову скориставшись програмою PCT ми отримали інформацію, що при даній температурі на точці паяння світловий потік зі світлодіода становить 112,4 лм. Повний світловий потік світлодіодного модуля даного світильника становитиме 2697 лм. Втрати на перевідображенні на корпусі при товщині світильника трохи більше 50 мм і за правильному розташуванні світлодіодних лінійок становитимуть трохи більше 5%. При використанні високоякісного акрилового скла товщиною 3 мм та коефіцієнтом світлопропускання 0,92 повний світловий потік світильника складе: Фнач = 2697 лм – 5% = 2562 лм; Фпол = Фнач · е (-k · l) = 2420 лм. (Закон Бугера-Ламберта-Бера); Повний світловий потік світильника становитиме 2420 лм за умови споживання 31,5 Вт. Ефективність даного світильника становитиме 77 лм/Вт. Показник, що перевищує на 30%, аналогічний показник світильника на основі корпусу ЛВО.

Розглянемо варіант використання алюмінієвої стінки для монтажу світлодіодних лінійок.

Для досвіду було взято корпус із попереднього досвіду висотою 50 мм з використанням задньої алюмінієвої стінки товщиною 0,8 мм покритою порошковою фарбою.

При використанні даної конструкції температура в точці паяння світлодіода за інших рівних умов склала 38°С. Скориставшись програмою PCT, ми отримали світловий потік зі світлодіода при даній температурі 116,6 лм.

Рисунок 4 – Світловий потік при температурі 38 °С

Повний світловий потік світлодіодного модуля світильника становитиме 2798 лм.

Привикористання корпусу товщиною 50 мм та високоякісного акрилового розсіювача повний світловий потік світильника складе 2686 лм.

Ефективність даного світильника складе 85 лм/Вт, найвищий із усіх наведених прикладів.

Розглянемо термін служби світлодіодного модуля за різних температур переходу

Рисунок 5 - Графік залежності терміну служби світлодіода від температури p-n переходу

У попередніх дослідах ми з'ясували такі параметри:

Температура p-n-переходу у світлодіодному світильнику на основі корпусу ЛВО: 63 °С
Температура p-n-переходу у світлодіодному світильнику на основі сталевого корпусу: 57 °С
Температура p-n-переходу у світлодіодному світильнику на основі алюмінієвого корпусу: 44°С

На підставі графіка представленого на малюнку 5 обчислимо термін служби світлодіода до втрати 50% світлового потоку:

Термін служби світлодіодного світильника на основі корпусу ЛВО: 85 000 год
Термін служби світлодіодного світильника на основі сталевого корпусу: 120 000 год
Термін служби світлодіодного світильника на основі алюмінієвого корпусу: 225 000 год

Необхідно звернути увагу на те, що на графіку представлені дані для втрати 50%, а для коректнішої цифри 30% дані показники будуть виглядати дещо нижчими.

Згідно з отриманими даними, величезну перевагу мають світильники вироблені на алюмінієвому корпусі, термін служби світлодіодних модулів яких перевищує в 2,5 рази термін служби модулів на світильниках на основі корпусу ЛВО.

Зведемо всі отримані дані до загальної таблиці

Показник	Світлодіодний світильник на основі
Корпус ЛВО	Сталевий корпус	Алюмінієвий корпус
Світловий потік	3000 Лм	3000 Лм	3000 Лм
споживана потужність	50 Вт	39 Вт	35 Вт
Ефективність	60 Лм/Вт	77 Лм/Вт	86 Лм/Вт
Строк служби (до 50%)	85 000 год	120 000 год	225 000 год

Підсумком цієї статті можна виділити наступну тезу: При виборі світлодіодного світильника необхідно враховувати "фактор корпусу". Неправильно підібраний або неправильно сконструйований корпус впливає на температуру кристала і кількість світлового потоку, що виходить з корпусу. Вибирайте світлодіодний світильник із "правильним корпусом", це гарантує Вам високий термін служби світильника та високу енергоефективність.

Офісні світлодіодні світильники типу Армстронг з алюмінієвим або сталевим корпусом:

Переглянути весь каталог офісних світлодіонних світильників.