الأضواء الكاشفة LED عالية الطاقة (100 واط، 200 واط، 300 واط، 400 واط، 500 واط)

التطبيقات

أضواء الفيضانات LED عالية الطاقة(100 واط إلى 500 واط) مصممة لتوفير كمية كبيرة من وحدات اللومن للمنطقة أو الطريق أو المهمة أو الإضاءة المميزة. تجد هذه المجموعة المتنوعة من وحدات الإنارة الخارجية مجموعة من التطبيقات التي تتطلب إضاءة اتجاهية على منطقة محددة، سواء لتسليط الضوء على نقطة اهتمام باستخدام شعاع ضوء شديد التركيز، أو لإضاءة مساحات كبيرة أو أسطح عمودية بالتساوي باستخدام ضوء أبيض مكثف. يمكن استخدام وحدات الإنارة هذه كمصدر مرتفع للضوء لإضاءة مناطق هندسية محددة، مثل مواقف السيارات والمطارات ومحطات الشحن وتقاطعات الطرق السريعة والملاعب الرياضية وملاعب الجولف وساحات تحصيل رسوم المرور والمواقع الصناعية ومناطق التخزين الخارجية. تُستخدم الأضواء الكاشفة LED عالية الطاقة أيضًا لإبراز وإبراز العناصر المعمارية مثل الواجهات والآثار والأعمدة والهياكل المميزة. إن الأضواء الكاشفة قابلة للتصويب، والتي، إلى جانب تصميم الشعاع المناسب والمواقع وارتفاعات التركيب، تساهم في إيجاد حل فعال للغاية ومرن للإضاءة الخارجية.

سلبيات مصابيح الهاليد المعدنية

أضواء الفيضانات LEDتم إنشاؤها لتتفوق على التركيبات التقليدية التي تحتاج إلى طاقة وتحتاج إلى صيانة ثقيلة. في الماضي، كانت مصابيح الهاليد المعدنية تهيمن على تطبيقات الإضاءة الكاشفة عالية التجويف. في حين أن مصابيح الهاليد المعدنية توفر ما يصل إلى 20 مرة عمر المصباح وأربعة أضعاف الكفاءة مقارنة بالمصابيح المتوهجة وتتوفر بقدرات كهربائية عالية جدًا (تصل إلى 2000 واط)، فإنها يمكن أن تثير عددًا من المخاوف.

تعمل هذه المصابيح في درجات حرارة أعلى (900 إلى 1100 درجة) وضغوط عالية (520 إلى 3100 كيلو باسكال). وفي نهاية عمرها الافتراضي، تكون عرضة للعطل غير-الذي قد يشكل مخاطر نشوب حريق.

في حين أن المصابيح ذات القوة الكهربائية المنخفضة قد تدوم لمدة تصل إلى 20000 ساعة، فإن المصابيح ذات القوة الكهربائية الأعلى، مثل مصابيح 1500 واط الموجودة عادة في تركيبات الملاعب، عادةً ما يكون لها عمر لمبة أقصر بشكل كبير في نطاق 3000 ساعة.

إن طول فترة التشغيل-ووقت إعادة التشغيل السريع بالإضافة إلى تقصير العمر الافتراضي في ظل تشغيل/إيقاف التشغيل المتكرر يجعل من المستحيل استغلال إمكانات توفير الطاقة لعناصر التحكم في الإضاءة باستخدام أنظمة الهاليد المعدني.

مصدر قلق آخر بشأن استخدام الأضواء الكاشفة الهاليدية المعدنية هو الخسائر البصرية العالية. يلقي مصباح الهاليد المعدني ناتج التجويف في جميع الاتجاهات، مما يؤدي إلى انخفاض كفاءة استخلاص الضوء.

غالبًا ما تتطلب المصابيح ذات القوة الكهربائية العالية أجهزة بصرية كبيرة ومعقدة لالتقاط الضوء وتوزيعه، الأمر الذي لا يضيف التكلفة والحجم إلى وحدة الإنارة فحسب، بل يزيد أيضًا من حمل الرياح ووزنها.

إضاءة LEDيفتح عالما من الفرص

على مدى العقد الماضي، شهدت تكنولوجيا الإضاءة الكاشفة تحولا هائلا من HID إلى LED. يتم تعزيز التحول الجذري من خلال مجموعة من المزايا الجذابة التي توفرها إضاءة LED. لقد تجاوزت فعالية الإضاءة لمصابيح LED تقنيات الإضاءة السابقة لتتجاوز 200 لومن/واط ولا يزال هناك مجال كبير للتحسين. إن التحسن الملحوظ في كفاءة مصدر الضوء ليس الميزة القاتلة الوحيدة لإضاءة LED. إن فرصة تحقيق وفورات أكبر في الطاقة تتجاوز مجرد تحسين كفاءة مصدر الضوء هي فرصة أكثر إثارة للإعجاب. باستخدام إضاءة LED، يمكن مراعاة الجوانب المختلفة لكفاءة تطبيقات الإضاءة (LAE)، والتي تشمل كفاءة التوصيل البصري والكفاءة الطيفية وفعالية الكثافة، والمشاركة في -تحسينها لتطبيقات مختلفة.

تسمح الخصائص الفيزيائية والبصرية الفريدة لمصابيح LED بتوصيل الضوء بشكل أكثر فعالية إلى الهدف. بفضل البصريات الهندسية الدقيقة، يمكن استخراج أكثر من 90% من الضوء المنبعث من مصابيح LED من وحدة الإنارة وتوزيعها بدقة على هدف محدد. بالمقارنة، يتم فقدان أكثر من 30% من الضوء الذي ينتجه مصباح الهاليد المعدني داخل التركيبة ولا يتم تسليم كل الضوء الذي يهرب من التركيبة في اتجاه مفيد للتطبيق المقصود.

يمكن ترتيب مجموعة من مصابيح LED لتكوين جهاز انبعاث سطحي والذي، بالاشتراك مع التحكم البصري في نطاق الحزمة، يوفر توزيعات يمكن التحكم فيها بدقة مع تماثل عالي للإضاءة لتحسين جودة الإضاءة وتقليل تركيبات وحدات الإنارة. بفضل قابلية التعتيم الكاملة واللحظية والقدرة على تحمل عمليات التشغيل/الإيقاف المتكررة، يمكن التحكم في الأضواء الكاشفة LED لتوفير الكمية المناسبة من الضوء عند الطلب، وبالتالي تقليل استخدام الطاقة.إضاءة LEDيوفر إمكانية جديدة للتحكم بدقة في توزيع الطاقة الطيفية (SPD)، مما يسمح بوصف جودة الألوان التي تزيد من LER والأداء البصري.

في حين أن توفير الطاقة يوفر فائدة فورية، إلا أن جزءًا كبيرًا من عائد الاستثمار (ROI) يأتي من الاستخدامأضواء الفيضانات LEDويرجع ذلك إلى انخفاض تكاليف الصيانة. يمكن أن تتزايد تكاليف صيانة إضاءة HID بسرعة عند احتساب نفقات استبدال المصابيح والعمالة والمعدات، في حين توفر تقنية LED الفرصة لإنشاء أنظمة إضاءة لا تحتاج إلى صيانة فعليًا-خلال فترة الخدمة المقدرة بسنوات عديدة أو عشرات الآلاف من الساعات.

التصميم والتكوين

الأضواء الكاشفة LED عالية الطاقةهي أنظمة معقدة لأن عملياتها الحرارية والضوئية والكهربائية مترابطة. يجب أن تعمل مجموعة من مكونات النظام في انسجام تام لتشكيل وحدة متكاملة تضمن أداء مصابيح LED بكامل طاقتها في ظل الظروف التي يتم التحكم فيها بشكل مثالي في بيئة التشغيل. إن النظام الذي يتم فيه تجميع حزم LED لتوفير القوة الميكانيكية والإدارة الحرارية والتحكم البصري وإمدادات الطاقة وحماية البيئة له تأثير كبير على إطلاق إمكانات الأداء الكامل لمصابيح LED وقيمة وحدة الإنارة لتطبيق معين.

إن مصباح الفيضانات LED عالي الطاقة هو إما نظام متكامل بالكامل أو مجموعة وحدات. يحتوي مصباح الفيضانات LED المتكامل تمامًا على محرك خفيف واحد ويتم تخصيص تصميم المكونات الأخرى لخدمة احتياجات المحرك الخفيف. وحداتضوء الفيضانات LEDيتكون من وحدات LED متعددة. هذه الوحدات عبارة عن-محركات ضوئية قائمة بذاتها تتضمن جميع المكونات الوظيفية باستثناء دائرة التشغيل. يُستخدم التصميم المتكامل عادةً في الأنظمة ذات معدل القدرة الكهربائية الأقل من 300 واط. يوفر التصميم المعياري مرونة عالية في تكوينات وحدات الإنارة بالإضافة إلى قابلية تطوير النظام لإنشاء مصابيح فيضانات LED ذات قوة كهربائية أعلى.

مصدر الضوء

في تقنية LED الحالية المستخدمة في تطبيقات الإضاءة الكاشفة، يتم إنشاء الضوء الأبيض بواسطة مصابيح LED المحولة بالفوسفور والتي تجمع بين مصباح LED الأزرق المعتمد على InGaN- ومحول الفوسفور السفلي-. يتم تعبئة مصابيح LED المحولة بالفوسفور باستخدام منصات تقنية مختلفة، مما يؤدي إلى خصائص أداء متنوعة تعتمد على مواد البناء وهندسة العبوة وعمليات التصنيع. إن خصائص الأداء الأكثر تأثراً لمصابيح LED المتعلقة باستخدام منصات الحزمة المختلفة هي فعالية الإضاءة، وانخفاض قيمة التجويف، واستقرار نقطة اللونية.

على الرغم من أن مصابيح LED ذات الطاقة المتوسطة- تتمتع بفعالية إضاءة أفضل من الأنواع الأخرى من مصابيح LED، إلا أنها تتمتع بأقل مقاومة لانخفاض قيمة اللومن وتغير اللون. إن الراتينج البلاستيكي المستخدم في بناء الغلاف العاكس يكون عرضة للتدهور الحراري والضوئي. في حين أن مصابيح LED الموجودة على الرقاقة -على اللوحة (COB) (COB) قد حسنت الاستقرار الحراري نتيجة لتجميع شرائح LED على ركيزة خزفية أو لوحة دوائر مطبوعة ذات قلب معدني (MCPCB)، فإن مجموعة رقائق LED عالية الكثافة يمكن أن تنتج كمية زائدة من الحرارة التي قد تطغى على المسار الحراري وتقدم ضغطًا حراريًا عاليًا على الفوسفور.

توفر فلسفة التغليف الأساسية لمصابيح LED عالية الطاقة المعتمدة على السيراميك ومصابيح LED ذات الحزمة العريضة (CSP) ذات الرقاقة مسارًا حراريًا عالي الكفاءة لاستخراج الحرارة من المنطقة النشطة لمصابيح LED. تعرض مصابيح LED هذه صيانة ممتازة للتجويف حتى في درجات حرارة التشغيل العالية وتيارات القيادة.

يمكن وصف LED بأنه يحتوي على SPD معين، والذي يحدد أداء تجسيد اللون ودرجة حرارة اللون المرتبطة (CCT). يعتمد السلوك الطيفي لمصابيح LED على تركيبة محول الفوسفور السفلي-. ظلت المفاضلة-بين جودة الألوان وفعالية الإضاءة قائمة. سوف يتأرجح اختيار حزمة LED في هذا الصدد في اتجاه مختلف اعتمادًا على متطلبات التطبيق.

الإدارة الحرارية

تظل الإدارة الحرارية تحديًا واسع النطاق لأنظمة الإضاءة LED عالية الطاقة. بشكل عام، تعمل مصابيح LED على تبديد أكثر من 50% من الطاقة الكهربائية المدخلة على شكل حرارة عند قالب أشباه الموصلات. تُظهر مصابيح LED البيضاء المستندة إلى InGaN- انخفاضًا في الكفاءة عند تيارات القيادة العالية. كلما زاد تيار المحرك كلما زادت نسبة تحويل الطاقة الكهربائية إلى حرارة. علاوة على ذلك، فإن تحويل الفوسفور لأسفل- لتحويل الطول الموجي الأقصر (الأزرق) إلى طول موجي أطول (الأصفر) داخل حزمة LED عالية الكثافة للتدفق ينتج كمية كبيرة من حرارة ستوكس.

يجب نقل الحرارة بعيدًا عن حزمة LED بمعدل يتجاوز معدل توليد النفايات. سيؤدي تراكم الحرارة إلى ارتفاع درجة حرارة حزمة LED، مما يؤدي في النهاية إلى انخفاض قيمة التجويف وفشل الجهاز بسبب تحلل الفوسفور ومواد العبوة بالإضافة إلى زيادة تكوينات العيوب البلورية ونمو خلع الخيوط في المنطقة النشطة من الصمام الثنائي.

الهدف من الإدارة الحرارية هو ضمان الحفاظ على درجة حرارة مصابيح LED والمكونات الأخرى الحساسة لدرجة الحرارة-ضمن الحدود القصوى الوظيفية والمطلقة. لتبريد أجهزة أشباه الموصلات ذاتية التسخين بشكل فعال، يجب تقليل المقاومة الحرارية لجميع المكونات على طول المسار الحراري بين وصلة LED والهواء المحيط ويجب أن يوفر المشتت الحراري قدرة كافية لامتصاص الحرارة ثم نقلها بعيدًا إلى الهواء المحيط. يتضمن النقل الفعال للحرارة المهدرة عن طريق التوصيل الحراري من وصلة LED إلى المشتت الحراري تكوين موثوقية أعلى ومفاصل لحام بقدرة توصيل حراري عالية (أو وصلات بينية خالية من اللحام-)، واستخدام MCPCBs ذات المقاومة الحرارية المنخفضة ومواد الواجهة الحرارية.

لتسهيل تبديد الحرارة، تم استخدام المشتت الحراري والإسكانضوء الفيضانات LEDيتم تشكيلها عادةً كقطعة واحدة ويتم تصنيعها من سبائك الألومنيوم منخفضة النحاس باستخدام عملية البثق أو التزوير على البارد أو الصب بالقالب. عادةً ما يشتمل المشتت الحراري السلبي على هيكل مصمم ديناميكيًا هوائيًا ذو حجم مادي أكبر، والذي يزيد في نفس الوقت من مساحة السطح الفعالة ومعامل نقل الحرارة بالحمل الحراري.

دوائر القيادة والتحكم

الجزء الحاسم الذي يحدد عمر وأداء أضوء الفيضانات LED عالية الطاقةهو السائق. في حين أن مصادر الطاقة الخطية تحقق انخفاضًا جذابًا في التكلفة والتعقيد، فإن معظم محركات LED المستخدمة لتشغيل أنظمة LED عالية الطاقة مصممة لتبديل مصادر الطاقة. تعتبر التكاليف المرتبطة بمحركات LED هذه مرتفعة نسبيًا، ولكن هذا العيب يتم التغلب عليه بشكل كبير من خلال قدرة السائقين على توفير تحويل طاقة عالي الكفاءة، وإخراج أفضل جودة، وحماية أكثر قوة لمصابيح LED ضد ظروف التشغيل غير الطبيعية. بالإضافة إلى تحويل طاقة التيار المتردد-الرئيسي، يقوم برنامج تشغيل SMPS LED بتنفيذ العديد من المهام الفرعية-بالتسلسل أو بالتوازي. تتضمن هذه المهام الفرعية-التخفيض التوافقي وتصحيح عامل الطاقة، وفحص وتصفية التداخل الكهرومغناطيسي (EMI)، والعزل الجلفاني بين الابتدائي والثانوي، وتنظيم تيار القيادة، والتحكم في التعتيم، والحماية من الجهد الزائد، والدوائر القصيرة، والحمل الزائد، وأخطاء درجة الحرارة الزائدة.

عادةً ما تنفذ برامج تشغيل LED هيكلاً مكونًا من مرحلتين-. يوفر محرك LED الذي يشتمل على مرحلة PFC نشطة متبوعة بمرحلة محول DC-DC تيارًا ثابتًا إلى حد كبير للحمل بكفاءة دائرة عالية، مع تمكين التشغيل بجهد عالي ونطاقات جهد إدخال واسعة جدًا- (على سبيل المثال، 120–277 فولت تيار متردد، 347-480 فولت تيار متردد، 120-480 فولت تيار متردد، 90-528 فولت تيار متردد) وتوفير مناعة عالية لمصابيح LED المتصلة وحدات. (في المناطق ذات الكثافة العالية لضربات الصواعق، لا يزال من الضروري إضافة جهاز حماية خارجي من زيادة التيار.) في المقابل، تواجه برامج تشغيل LED أحادية المرحلة العديد من القيود في تطبيقات الطاقة العالية، والتي تشمل كفاءة المحول المنخفضة، وجهد التشغيل الضيق، وتوقيع EMI العالي، وزيادة حجم وتكلفة مكونات الحماية من زيادة التيار، ونطاق التعتيم الضيق، وخصائص تموج تيار الإخراج العالي (الوميض).

عندما يكون التعتيم مطلوبًا كجزء من أي إستراتيجية تحكم، قد يتم تكوين برنامج التشغيل لدعم تنظيم تيار الإخراج من خلال -تخفيض التيار الثابت (CCR) و/أو تعديل عرض النبض- (PWM). قد يقبل إدخال التحكم من خلال واجهة تناظرية (1-10VDC) أو واجهة رقمية (DALI، ZigBee، Z-Wave، وما إلى ذلك).

توزيع الضوء

الأضواء الكاشفة LED عالية الطاقةهي بشكل عام أنظمة إضاءة مباشرة تقوم بتوزيع كل الضوء المنبعث في الاتجاه العام للسطح المراد إضاءته. تتوفر وحدات الإنارة هذه في أنماط شعاع متماثلة وغير متماثلة، مع توزيعات للضوء تتراوح من نقطة ضيقة إلى فيضانات واسعة. عادةً ما يتم وصف توزيع الضوء لوحدة الإنارة المستهدفة بانتشار الشعاع بناءً على درجات زاوية مجال وحدة الإنارة. غالبًا ما يتم تصنيف انتشار الشعاع إلى أنواع شعاع NEMA من 1 إلى 7 مع الحزم الأكثر إحكامًا التي تحتوي على أرقام أنواع شعاع أقل والحزم الأوسع لها أرقام أعلى.

تسمح الطبيعة الاتجاهية لمصابيح LED بالتخلص من استخدام البصريات الثانوية في بعض المناطق وتطبيقات الإضاءة الفيضانات. ومع ذلك، تتطلب معظم التطبيقات استخدام بصريات متخصصة لتنظيم التدفق الضوئي من مصدر الضوء إلى شعاع متحكم فيه. التحكم البصري لأضواء الفيضانات LEDيتم إنجازه عادةً باستخدام عاكسات أو عدسات. نظرًا لأن مصابيح LED تتيح الفرصة لاستخراج تدفقها الضوئي مباشرةً من المصدر، فإن البصريات الثانوية يتم تصميمها عادةً كأنظمة بصرية ذات نطاق حزمة-. يستخدم التصميم الشائع جدًا لبصريات الأضواء الكاشفة الانعكاس الداخلي الكلي (TIR).

يمكن لبصريات TIR إنتاج حزم دائرية ناعمة بعرض كامل بنصف الحد الأقصى (FWHM) وعرض زاوي ضيق يصل إلى 10 درجات وكفاءة بصرية تصل إلى 92%. ومع ذلك، عادةً ما يتم تشكيل بصريات TIR من مواد بلاستيكية ذات ثبات حراري محدود. قد يتم إجهادها حراريًا بواسطة -مصابيح LED عالية الطاقة ذاتية التسخين والتي يمكن أن تقترب درجات حرارة محول الفوسفور -منها من 150 درجة مئوية. عندما يضع نظام الإضاءة متطلبات عالية على الاستقرار الحراري لبصرياته، يمكن أن يكون نظام عاكس الألومنيوم المصمم بدقة أكثر اختيارًا مناسبًا.

مكافحة حالات الفشل الناجمة عن البيئة-.

تتعرض وحدات الإنارة الخارجية بشكل مستمر للبيئات القاسية والظروف الجوية القاسية. ممارسة رقابة مشددة على الظروف البيئية للحصول على طاقة عاليةضوء الفيضانات LEDلا تقل أهمية عن الإدارة الحرارية والهندسة البصرية وتنظيم محرك الأقراص الحالي. من الممارسات المطلوبة إغلاق وحدات الإنارة بشكل كلي عند جميع نقاط الدخول ونقل المواد لحماية نظام الإضاءة من دخول الغبار وغزو الأمطار/المياه من أي اتجاه. يجب حماية المجموعة البصرية بواسطة عدسة زجاجية مقسى والتي تسهل أيضًا تساقط الغبار. أثناء تغير الظروف البيئية أو تغيرات درجة الحرارة داخل نظام الإضاءة، يمكن أن يتراكم الضغط (الذي يضع ضغطًا على موانع التسرب) والتكثيف (الذي يؤدي إلى حجب العدسات) داخل حاوية بصرية محكمة الغلق. يؤدي تركيب فتحة تهوية غشائية في العلبة المغلقة إلى تمكين معادلة الضغط وإزالة التكثيف. توفر طبقة التحويل الكيميائي وطبقة المسحوق الواقية مقاومة للتآكل لهيكل الألومنيوم.

يجب أن يتم تصنيع وحدات الإنارة بمقاومة ممتازة للتأثيرات الميكانيكية مثل الصدمات والاهتزازات. ينبغي النظر بعناية في موثوقية وصلة اللحام بين حزمة LED وMCCPB تحت تأثير التأثيرات الميكانيكية.

https://www.benweilight.com/industrial-إضاءة/led-فيضانات-ضوء/مشرق-led-فيضانات-lights.html

معًا، نجعل الأمر أفضل.
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co.,Ltd
جوال/واتساب :(+86)18673599565
البريد الإلكتروني:bwzm15@benweilighting.com
سكايب: بينويلايت88
موقع الويب: http://www.benweilight.com
إضافة: مبنى F، منطقة يوانفين الصناعية، لونغهوا، منطقة باوان، شنتشن، الصين