الإضاءة العالية في المنشآت التجارية

تعد المتاجر الكبيرة، ومؤسسات البيع بالتجزئة، ووكلاء السيارات، والمستودعات التجارية، ومراكز المؤتمرات، ومساحات العرض، ومراكز الترفيه، والساحات الرياضية، وصالات الألعاب الرياضية مجرد أمثلة قليلة على نوع الأماكن التي يتم فيها استخدام مصابيح الإضاءة العالية من الدرجة التجارية-. عادةً ما تكون هذه الإعدادات خالية من مشكلات الإضاءة مثل الرطوبة الزائدة، والأجواء المسببة للتآكل، والمواد الكيميائية الكاوية، والغبار، والاهتزاز الناتج عن الآلات الثقيلة، ودرجات الحرارة المحيطة الشديدة، والكهرباء القذرة، على عكس المباني الصناعية، التي يصعب إضاءتها.

تحل إضاءة الحالة الصلبة المعتمدة على تقنية LED محل إضاءة الفلورسنت وإضاءة HID بسرعة في قطاع الإضاءة المرتفعة. يتقلب تصميم المنتج بسبب التركيب المعقد لأنظمة الإضاءة LED. تعد مصابيح LED عالية الإضاءة للاستخدام التجاري فئة منتجات فريدة تم تصنيعها مع مراعاة تطبيقات معينة.

خليج تجاري مرتفعالجودة الحل المعماري للمساحات التجارية ذات الأسقف المفتوحة العالية هو إضاءة LED. لقد تم تصميمها للتأكيد على الطابع المقصود للهيكل وهي أكثر من مجرد تركيبات إضاءة فنية. على عكس الخلجان العالية ذات المظهر الصناعي الكلاسيكي-، تتطلب المباني التجارية مثل المتاجر الكبيرة ومراكز الترفيه حل إضاءة يتميز بكفاءة عالية في استخدام الطاقة وبتصميم أكثر تطورًا. نظرًا لصغر حجم مصابيح LED وقدرتها على التحمل في الحالة الصلبة، يستطيع مصممو وحدات الإنارة الآن إنشاء تركيبات إضاءة تجمع بشكل كبير بين الشكل والوظيفة، متجاوزة حدود عوامل الشكل القديمة. بالإضافة إلى زيادة كفاءة المصدر بشكل كبير، توفر هذه المنتجات توفيرًا في الطاقة.

الإضاءة الاتجاهية غير ممكنة مع مصابيح الهاليد المعدنية التقليدية ومصابيح الفلورسنت. قد يكون من الصعب استخلاص وإعادة توجيه التدفق الضوئي لهذه المصابيح متعددة الاتجاهات-بشكل فعال إلى توزيع أكثر فائدة واتساقًا. مع البصريات الثانوية المصممة بعناية، من الممكن تحقيق كفاءة توصيل بصرية عالية جدًا بفضل مخرج الضوء الاتجاهي لمصابيح LED وحجم العبوة الصغير.

نظرًا لأن مصابيح LED هي أشباه موصلات، فيمكن دمجها في مجموعة متنوعة من أنظمة التحكم في الإضاءة، مما يسمح بتخصيص الإضاءة لتطبيق أو بيئة معينة. يمكن لمصابيح LED عالية الإضاءة أن تحقق كفاءة عالية في تطبيق الإضاءة (LAE)، والتي تعادل توفيرًا إضافيًا كبيرًا في الطاقة، من خلال توفير الكمية المناسبة من الضوء عند الحاجة.

تنجم العديد من تصميمات وحدات الإنارة واختلافات الأداء عن النطاق الواسع من ارتفاعات التركيب، وتوزيعات الضوء، وأهداف التكلفة، وحزم اللومن، وخصائص الألوان، والإعدادات التي يجب أن تعمل مصابيح الإضاءة العالية معها وتتكامل معها. يمكن أن تكون مصابيح LED عالية الجودة التجارية- مستديرة أو خطية، ويمكن إعدادها كأنظمة معيارية أو متكاملة. يحدد الاستخدام والمهام في المنطقة، بالإضافة إلى السمات المادية للجزء الداخلي للمبنى، شكل هذه الأنظمة وترتيبها.

تحدد فعالية نظام الإضاءة وموثوقيته القيمة النهائية لمصابيح LED ذات الإضاءة العالية. يعد مصدر الضوء ومكونات التشغيل والتحكم والنظام البصري والمشتت الحراري بعضًا من المكونات العديدة لنظام الإضاءة التي تؤثر بشكل أكبر على هذه العوامل. ستتضمن أي عملية تصميم لوحدة الإنارة دائمًا مفاضلة-بين التكلفة والأداء. تعد إعدادات العمل المعتدلة في المرافق التجارية أكثر تسامحًا مع استخدام مصابيح LED عالية الإضاءة الأقل تكلفة مع نافذة تشغيل صغيرة، على الرغم من أنه من الصعب للغاية تحقيق أهداف الأداء والتكلفة في نفس الوقت.

يتم استخدام قياسات حزمة LED في العديد من اختلافات الأداء المتوفرة في أنظمة الإضاءة العالية اليوم. يحدد تصميم حزم LED ودمجها في نظام الإضاءة كفاءتها المضيئة وأداء صيانة اللومن ودرجات حرارة اللون ودقة تجسيد اللون وعمرها. تعتبر مصابيح SMD LED العاكسة المبنية على منصة حزمة حامل شرائح الرصاص البلاستيكية (PLCC) مثاليةأضواء LED عالية الخليجمن الصنف التجاري . بالمقارنة مع الأنواع الأخرى من حزم LED، مثل حزم الطاقة العالية للركيزة الخزفية، وحزم الرقاقة على -اللوحة (COB)، وحزم مقياس الرقاقة (CSPs)، فإن حزم PLCC LED تحقق فعالية مصدر أعلى بكثير بسبب كفاءة استخلاص الضوء العالية التي تم تحقيقها مع العلب العاكسة للغاية وإطارات الرصاص. يمكن لمصابيح الإضاءة العالية التي تستخدم حزم SMD LED العاكسة لإنتاج ضوء أبيض أن تتمتع بفعالية وحدة إنارة تزيد عن 180 لومن/واط عند دمجها مع محركات وبصريات عالية الكفاءة. قد يتم تقصير فترة الاسترداد بشكل كبير بسبب الفعالية العالية. وقد يتمكن المستخدمون النهائيون من الناحية النظرية من تحقيق التعادل في استثماراتهم خلال عامين بهذا المستوى من الفعالية.

يتم تداول جودة الألوان وفعاليتها بشكل أساسي. إن طيف الضوء الخاص بمصابيح LED عالية الكفاءة مفقود في الأطوال الموجية المهمة اللازمة لإنتاج الألوان النابضة بالحياة، وهو أكثر -تشبعًا في النطاقات الطيفية الزرقاء والخضراء. في العديد من مؤسسات البيع بالتجزئة والترفيه، عادةً ما تخلق الألوان النابضة بالحياة تجربة بصرية غنية. فقط عند التعرض للإشعاع البصري بطيف متوازن، يمكن للمرء تمييز الألوان الدقيقة والمعقدة. يعد تجسيد الألوان العالية ومصابيح LED البيضاء الدافئة أقل فعالية بشكل ملحوظ بسبب فقدان ستوكس وانخفاض حساسية العين على ضوء الطول الموجي الأطول.

إن آليات الفشل المتعلقة بالحزمة -لمصابيح SMD LED العاكسة تجعل من تصميم وهندسة مصابيح LED مشكلة كبيرة، على الرغم من أن فترة الاسترداد المحتملة لمصابيح LED التي تستخدم مصابيح LED ذات الطاقة المتوسطة -عالية الفعالية يمكن أن تكون جذابة بدرجة كافية للترويج لعملية شراء. درجة الحرارة لها تأثير كبير على صيانة سطوع حزمة LED PLCC. يمكن أن يؤدي التحلل السريع لمواد التغليف عند درجات حرارة عالية إلى انخفاض كبير في الفعالية. تؤدي ساعات التشغيل الطويلة أو مستويات الإضاءة العالية إلى تحول الراتنج الحراري إلى اللون الأصفر، مما يؤدي إلى تسريع انخفاض قيمة اللومن.

إن العمر الافتراضي القصير لمصابيح LED ذات التصميم السيئ سيجعل فعاليتها الأولية العالية عديمة الفائدة ما لم يتم الحفاظ على درجة حرارة الوصلات لحزم LED البلاستيكية أقل من درجة حرارة التشغيل القصوى المحددة في جميع ظروف القيادة والتشغيل. تستخدم المنتجات ذات الأداء العالي حزم LED المصبوبة (مركب صب الإيبوكسي) لتأجيل بداية تدهور السطوع والتحول اللوني في ظل درجات حرارة التشغيل العالية. بالمقارنة مع مواد PPA وPCT التقليدية، توفر EMC ثباتًا حراريًا أفضل. تُستخدم حزم الخيوط الرباعية المسطحة-(QFN)، والتي توفر قناة حرارية عالية الكفاءة- لإزالة الحرارة من المنطقة النشطة لـ LED، عادةً في تصميم مصابيح LED المصبوبة EMC.

لكي تعمل جميع حزم LED البلاستيكية بشكل مستمر بكفاءة، من الواضح أن الإدارة الحرارية ضرورية. نظرًا لأن الإيبوكسي لديه قدرة محدودة على تحمل الحرارة، فإن مصابيح LED المقولبة EMC-لا تختلف عن ذلك. يعد تبديد الحرارة وتنظيم تيار القيادة جانبين من جوانب الإدارة الحرارية LED. لتحقيق مخرجات إضاءة عالية، تستخدم الأنظمة منخفضة التكلفة-عادةً عددًا صغيرًا من مصابيح LED وتعمل على تشغيلها بقوة. بشكل عام، يتم إنتاج المزيد من الحرارة داخل حزم أشباه الموصلات كلما زاد تيار المحرك. ونتيجة لذلك، يتسارع التدهور الحراري لمواد التعبئة والتغليف. ونتيجة لذلك، فإن أحد المكونات الرئيسية للإدارة الحرارية هو الحفاظ على تيار القيادة عند مستوى مناسب.

يعد تعزيز قدرة النظام على إزالة الحرارة من وصلات LED هو الهدف الرئيسي للهندسة الحرارية لمصابيح LED. يجب خفض المقاومة الحرارية للمكونات على طول المسار الحراري بأكمله لضمان سهولة حركة الحرارة من أجل الحفاظ على التحكم في درجة حرارة الوصلة.مصابيح LED عالية الجودة للإعلان التجاريغالبًا ما تستهلك الأنواع أقل من 250 واط من الكهرباء. يمكن إدارة الحمل الحراري دون الحاجة إلى إدارة حرارية نشطة باستخدام MCPCBs وTIMs ذات الموصلية الحرارية العالية جنبًا إلى جنب مع - المشتت الحراري السلبي المصمم جيدًا. مصدر القلق الرئيسي هو أن المشتتات الحرارية قد لا يتم بناؤها لتقليل التكلفة الإجمالية للنظام.

led bay lights

في كثير من الحالات، يكون التصميم البصري المناسب بنفس أهمية التحكم في درجة الحرارة. البصريات الثانوية، التي يمكنها جمع الضوء بكفاءة من مصدر الضوء وتوزيع الضوء بشكل موحد لتحقيق أقصى مسافة بين التركيبات، يمكن أن تؤدي إلى توفير إضافي كبير في الطاقة. يمكن تحقيق كفاءة توصيل بصري تزيد عن 90% باستخدام نظام بصري جيد التصميم-. عادةً، يتم استخدام مصفوفات عدسات PMMA أو البولي كربونات لتحقيق كفاءة النظام البصري العالية. يمكن أن تحتوي مجموعة SMD LED على تحكم بصري فردي بفضل مجموعة العدسات التي يتم تصنيعها باستخدام العديد من مكونات العدسة.

مع كفاءة تزيد عن 90%، قد توفر مجموعة عدسات الانعكاس الداخلي الكلي (TIR) توزيعات بصرية مضبوطة بدقة من الضيقة إلى الواسعة. مصابيح LED هي أجهزة ذات كثافة تدفق عالية. تتسبب الإضاءات العالية جدًا الصادرة عن الباعث المركز في حدوث وهج. من خلال خلق أجواء مبهجة من الناحية الجمالية، يجب أن تعمل الإضاءة العالية في المباني التجارية على تعزيز تطوير تجربة جيدة وبيئة تفاعلية. بالنسبة لمصابيح LED عالية الجودة -التجارية، يعد منع الوهج عنصرًا حاسمًا في التصميم البصري.

سائق LED على الواجهة الأماميةأضواء LED عالية الخليجيحول طاقة خط التيار المتردد (AC) إلى طاقة تيار مباشر (DC) وفقًا للخصائص الكهربائية لمجموعة LED. عادةً، يتم استخدام مصدر طاقة وضع التبديل (SMPS) لتحويل طاقة التيار المستمر المصححة إلى حجم محدد مسبقًا من طاقة التيار المستمر. يمكن استخدام تصميم -مرحلة واحدة أو مرحلتين- لإكمال عملية تحويل طاقة التيار المتردد إلى التيار المباشر.

يتم دمج تصحيح معامل القدرة (PFC) وتحويل DC/DC في دائرة واحدة في مشغل LED -مرحلة واحدة. تعد الدائرة المخصصة لتصحيح عامل الطاقة النشط والمرحلة الثانية لإدارة التيار المستمر DC/DC من ميزات برنامج تشغيل LED ذي المرحلتين-. نظرًا لأسعارها الرخيصة، يتم استخدام-محركات الأقراص أحادية المرحلة على نطاق واسع في التطبيقات التجارية. عند مقارنتها بمحركين-مرحليين، يمكن لدائرة متكاملة واحدة تنفذ كلاً من عمليات تحويل PFC وDC/DC أن توفر ما بين 20 إلى 50% من عدد أجزاء الدائرة وحجمها وتكلفتها. ومع ذلك، فإن هيكل{10}المرحلة الواحدة له نطاق جهد تشغيل ضيق، وتيار مموج عالي، ونطاق تعتيم محدود، وأداء PFC محدود، وقابلية للتأثر بالجهد الزائد الناتج عن حدوث زيادة مفاجئة.

غالبًا ما تقتصر برامج تشغيل LED-المرحلة الواحدة على-تطبيقات الإضاءة التجارية منخفضة الطاقة المزودة بمصدر تيار متردد-عالي الجودة. تصبح طبولوجيا المرحلة الواحدة- غير مجدية عند مستويات الطاقة الأعلى نظرًا لضعف كفاءتها التشغيلية وتوقيع EMI الكبير. نظرًا لكفاءتها وموثوقيتها وإمكانات التعتيم، توفر برامج التشغيل-المرحلة خيارًا أفضل للسعر/الأداء عند مستويات طاقة أعلى من 100 وات.

إن الاتجاه نحو دمج التعتيم والاستشعار والذكاء والشبكات في أنظمة إضاءة LED التجارية لتسخير إمكانات توفير الطاقة-لعناصر التحكم في الإضاءة مدفوع بالسعي الدائم- لتحقيق الكفاءة. يمكن استخدام كل من تعديل عرض النبضة (PWM) وتقليل التيار المستمر (CCR) لتعتيم مصابيح LED. في التطبيقات التجارية، تم استخدام البروتوكولات التناظرية 0-10 فولت و1-10 فولت على نطاق واسع لتنظيم تعتيم الدوائر. يجب أن تفسح الإضاءة التناظرية المجال للإضاءة الرقمية نتيجة لتطور الأنظمة المتصلة وإنترنت الأشياء (IoT).

يمكن معالجة مصابيح LED بشكل فردي، وتعتيمها، وتكوينها باستخدام تقنية اتصال سلكية أو لاسلكية مثل DALI، أو Bluetooth Mesh، أو ZigBee. عندما تكون مصابيح LED قادرة على التواصل مع المناطق المحيطة بها (باستخدام المعلومات التي تم جمعها من أجهزة استشعار الإشغال أو ضوء النهار)، أو وحدات التحكم المحلية، أو الهواتف المحمولة، أو أي مجموعة من هذه، يمكن تمكين ميزات-السياق ذات القيمة العالية.