Llums d'inundació LED d'alta potència (100 W, 200 W, 300 W, 400 W, 500 W)

Aplicacions

Projectors LED d'alta potència(de 100 a 500 W) estan dissenyats per oferir una quantitat substancial de lúmens per a il·luminació d'àrea, calçada, tasca o d'accent. Aquesta versàtil família de lluminàries d'exterior troba una gran varietat d'aplicacions que requereixen il·luminació direccional sobre una zona definida, ja sigui per destacar un punt d'interès amb un feix de llum molt enfocat o per il·luminar de manera uniforme grans àrees o superfícies verticals amb una llum blanca intensa. Aquestes lluminàries es poden utilitzar com a font de llum elevada per il·luminar àrees geomètriques específiques, com ara aparcaments, aeroports, terminals de mercaderies, intercanviadors d'autopistes, camps esportius, camps de golf, peatges, zones industrials i àrees d'emmagatzematge exteriors. Els reflectors LED d'alta potència també s'utilitzen per accentuar i destacar elements arquitectònics com ara façanes, monuments, columnes i estructures icòniques. Els llums d'inundació són orientables, cosa que, juntament amb el disseny adequat del feix, les ubicacions i les altures de muntatge, contribueix a una solució d'il·luminació exterior molt eficaç però flexible.

Els contres de les llums d'halogenur metàl·lic

Projectors LEDes creen per superar els accessoris convencionals que necessiten energia i requereixen un manteniment pesat. En el passat, les aplicacions d'il·luminació d'alta intensitat de llum estaven dominades per làmpades d'halogenur metàl·lic. Tot i que les làmpades d'halogenur metàl·lic ofereixen fins a 20 vegades la vida útil i quatre vegades més eficient que les làmpades incandescents i estan disponibles en potències molt elevades (fins a 2.000 watts), poden presentar una sèrie de preocupacions.

Aquestes làmpades funcionen a temperatures més altes (900 a 1.100 graus) i altes pressions (520 a 3.100 kPa). Al final de la seva vida, estan subjectes a una fallada no{{7}passiva que pot suposar un risc d'incendi.

Tot i que les bombetes de potència més baixa poden durar fins a 20.000 hores, les bombetes de potència més alta, com les bombetes de 1.500 W que es troben habitualment als accessoris de l'estadi, solen tenir una vida útil dràsticament escurçada en un rang de 3.000 hores.

El llarg temps d'engegada-i reactivació en calent, així com la vida útil escurçada en operacions freqüents d'encesa/apagada, fan impossible explotar el potencial d'estalvi energètic dels controls d'il·luminació amb sistemes d'halogenurs metàl·lics.

Una altra preocupació amb l'ús de llums d'inundació d'halogenurs metàl·lics són les pèrdues òptiques elevades. Una làmpada d'halogenurs metàl·lics projecta la seva sortida de llum en totes direccions, la qual cosa resulta en una baixa eficiència d'extracció de la llum.

Les làmpades d'alta potència sovint requereixen dispositius òptics grans i complexos per capturar i distribuir la llum, cosa que no només afegeix cost i mida a la lluminària, sinó que també augmenta la càrrega del vent i el pes.

Il·luminació LEDobre un món d'oportunitats

Durant l'última dècada, la tecnologia d'il·luminació ha experimentat un canvi monumental d'HID a LED. La transformació radical està impulsada per un conjunt d'avantatges convincents que ofereix la il·luminació LED. L'eficàcia lluminosa dels LED ha superat les tecnologies d'il·luminació anteriors per superar els 200 lm/W i encara té un marge de millora important. La notable millora de l'eficiència de la font de llum no és l'únic avantatge mortal de la il·luminació LED. L'oportunitat de generar un major estalvi energètic més enllà de les simples millores de l'eficiència de la font de llum és més impressionant. Amb la il·luminació LED, es poden considerar diferents aspectes de l'eficiència de l'aplicació d'il·luminació (LAE), que inclouen l'eficiència del lliurament òptic, l'eficiència espectral i l'eficàcia d'intensitat, i co-optimitzar-se per a diferents aplicacions.

Les característiques físiques i òptiques úniques dels LED permeten un lliurament més efectiu de la llum a l'objectiu. Amb una òptica dissenyada amb precisió, més del 90% de la llum emesa pels LED es pot extreure de la lluminària i distribuir-se amb precisió a un objectiu definit. En comparació, més del 30% de la llum produïda per una làmpada d'halogenur metàl·lic es perd dins de l'aparell i no tota la llum que s'escapa de l'aparell es lliura en una direcció útil per a l'aplicació prevista.

Es pot disposar una sèrie de LED per formar un dispositiu d'emissió de superfície que, en combinació amb el control òptic a escala de paquet-, ofereix distribucions controlables amb precisió amb una alta uniformitat d'il·luminació per millorar la qualitat de la il·luminació i minimitzar les instal·lacions de lluminàries. Amb una regulació total i instantània i la capacitat de suportar operacions freqüents d'encesa i apagat, els llums d'inundació LED es poden controlar per oferir la quantitat adequada de llum a demanda, reduint així el consum d'energia.Il·luminació LEDofereix la nova capacitat de controlar amb precisió la distribució d'energia espectral (SPD), que permet prescriure una qualitat de color que maximitza el LER i el rendiment visual.

Si bé l'estalvi d'energia ofereix un benefici immediat, una part important del ROI (retorn de la inversió) de l'ús deProjectors LEDes deu a la reducció dels costos de manteniment. Els costos de manteniment de la il·luminació HID poden augmentar ràpidament quan es tenen en compte les despeses de substitució de llums, mà d'obra i equips, mentre que la tecnologia LED ofereix l'oportunitat de crear sistemes d'il·luminació pràcticament lliures de manteniment-durant la vida útil nominal de nombrosos anys o desenes de milers d'hores.

Disseny i configuració

Projectors LED d'alta potènciaSón sistemes complexos perquè les seves operacions tèrmiques, òptiques i elèctriques són interdependents. Un conjunt de components del sistema ha de treballar a l'uníson per formar un tot integrat que garanteixi que els LED funcionin al màxim de la seva capacitat en les condicions òptimes de control de l'entorn operatiu. El sistema en què s'assemblen els paquets de LED per proporcionar resistència mecànica, gestió tèrmica, control òptic, font d'alimentació i protecció del medi ambient té un impacte significatiu a l'hora de desbloquejar tot el potencial de rendiment dels LED i el valor de la lluminària per a una aplicació concreta.

Un llum d'inundació LED d'alta potència és un sistema totalment integrat o un conjunt modular. Un projecte de llum LED totalment integrat té un únic motor de llum i el disseny d'altres components es dedica a atendre les necessitats del motor de llum. Un modularLlum de inundació LEDconsta de diversos mòduls LED. Aquests mòduls són motors de llum autònoms-que incorporen tots els components funcionals excepte el circuit del controlador. El disseny integrat s'utilitza normalment en sistemes amb una potència nominal inferior a 300 W. El disseny modular proporciona una gran flexibilitat en les configuracions de la lluminària, així com l'escalabilitat del sistema per a la construcció de llums d'inundació LED de major potència.

Font de llum

En la tecnologia LED actual que s'utilitza per a aplicacions d'il·luminació, la llum blanca es genera mitjançant LED convertits en fòsfor que combinen un LED blau basat en InGaN-amb un convertidor de baixa-de fòsfor. Els LED convertits en fòsfor s'embalen mitjançant diferents plataformes tecnològiques, la qual cosa condueix a característiques de rendiment variades basades en materials de construcció, arquitectura de paquets i processos de fabricació. Les característiques de rendiment més afectades dels LED relacionades amb l'ús de diferents plataformes de paquets són l'eficàcia lluminosa, la depreciació del lumen i l'estabilitat del punt de cromaticitat.

Tot i que els LED de mitjana-potència tenen una millor eficàcia lluminosa que altres tipus de LED, tenen la menor resistència a la depreciació del lumen i al canvi de color. La resina plàstica que s'utilitza per construir la carcassa reflectant és propensa a la degradació tèrmica i fotogràfica. Tot i que els LED de placa--de xip (COB) han millorat l'estabilitat tèrmica com a resultat del muntatge de xips LED sobre un substrat ceràmic o una placa de circuit imprès de nucli metàl·lic (MCPCB), la matriu d'alta densitat de xips LED pot produir una quantitat excessiva de calor que pot aclaparar el camí tèrmic i introduir un alt estrès tèrmic de fòsfor.

La filosofia d'embalatge fonamental dels LED d'alta potència basats en ceràmica i els LED de paquets a escala de xip-(CSP) proporciona un camí tèrmic d'alta eficiència per extreure calor de la regió activa del LED. Aquests LED presenten un excel·lent manteniment de la llum fins i tot a altes temperatures de funcionament i corrents de conducció.

Un LED es pot caracteritzar per tenir un SPD particular, que defineix el seu rendiment de reproducció del color i la seva temperatura de color correlacionada (CCT). El comportament espectral d'un LED depèn de la composició del convertidor de baix-de fòsfor. El compromís-entre la qualitat del color i l'eficàcia lluminosa s'ha mantingut. La selecció del paquet LED en aquest sentit variarà en diferents direccions segons els requisits de l'aplicació.

Gestió tèrmica

La gestió tèrmica continua sent un repte omnipresent per als sistemes d'il·luminació LED d'alta potència. En general, els LED dissipen més del 50% de la potència elèctrica d'entrada com a calor a la matriu de semiconductors. Els LED blancs basats en InGaN-exhibeixen una caiguda d'eficiència a corrents d'accionament elevats. Com més gran és el corrent d'accionament, més gran és el percentatge d'energia elèctrica que es converteix en calor. A més, la conversió baixa de fòsfor-per transformar una longitud d'ona més curta (blau) en una longitud d'ona més llarga (groc) dins del paquet LED d'alta densitat de flux produeix una quantitat significativa de calor de Stokes.

La calor s'ha d'allunyar del paquet LED a un ritme que superi el ritme de generació de residus. L'acumulació de calor sobreescalfarà el paquet LED, provocant, finalment, una depreciació del lumen i una fallada del dispositiu a causa de la degradació del fòsfor i del material del paquet, així com l'augment de les formacions de defectes de cristall i el creixement de les dislocacions de fil a la regió activa del díode.

L'objectiu de la gestió tèrmica és garantir que la temperatura dels LED i altres components sensibles a la temperatura-es mantingui dins dels límits màxims funcionals i absoluts. Per refredar eficaçment els dispositius semiconductors d'autoescalfament, s'ha de minimitzar la resistència tèrmica de tots els components al llarg del camí tèrmic entre la unió LED i l'aire ambient i el dissipador de calor ha de proporcionar una capacitat adequada per absorbir la calor i després per convecció a l'aire ambient. La transferència eficient de la calor residual per conducció tèrmica des de la unió LED al dissipador de calor implica la formació d'unions de soldadura d'alta fiabilitat, alta capacitat de conducció tèrmica (o interconnexions lliures de soldadura-) i l'ús de MCPCB de baixa resistència tèrmica i materials d'interfície tèrmica.

Per facilitar la dissipació de la calor, el dissipador de calor i la carcassa d'unLlum de inundació LEDnormalment es formen com una sola peça i es construeixen amb un aliatge d'alumini baix en coure mitjançant el procés d'extrusió, forja en fred o fosa a pressió. Un dissipador de calor passiu comprèn habitualment una estructura dissenyada aerodinàmicament de major volum físic, que maximitza simultàniament la superfície efectiva i el coeficient de transferència de calor per convecció.

Controlador i circuits de control

La part crítica que defineix la vida útil i el rendiment d'aLlum d'inundació LED d'alta potènciaés el conductor. Tot i que les fonts d'alimentació lineals ofereixen una atractiva reducció de costos i complexitat, la majoria dels controladors LED que s'utilitzen per operar sistemes LED d'alta potència estan dissenyats com a fonts d'alimentació commutada. Els costos associats per a aquests controladors LED són relativament elevats, però aquest desavantatge es compensa significativament per la capacitat dels controladors de proporcionar una conversió d'energia més eficient, una sortida de millor qualitat i una protecció més robusta dels LED contra condicions de funcionament anormals. A més de la conversió d'alimentació CA-CC principal, un controlador LED SMPS realitza moltes sub-tasques de manera seqüencial o en paral·lel. Aquestes sub-tasques inclouen la reducció d'harmònics i la correcció del factor de potència, el cribratge i el filtrat d'interferències electromagnètiques (EMI), l'aïllament galvànic entre el primari i el secundari, la regulació del corrent del variador, el control d'atenuació, la protecció contra sobretensions, curtcircuits, sobrecàrregues i fallades de sobretemperatura.

Normalment, els controladors LED implementen una topologia de dues-etapes. Un controlador de LED que inclou una etapa de PFC activa seguida d'una etapa de convertidor de CC-CC proporciona un corrent substancialment constant a la càrrega amb una alta eficiència del circuit, alhora que permet un funcionament d'alta tensió i rangs de voltatge d'entrada ultra-amplis (p. proporciona una alta immunitat per als mòduls LED connectats. (A les zones amb una alta densitat de llamps, encara és necessari afegir un dispositiu protector de sobretensions extern.) En canvi, els controladors LED d'una sola etapa s'enfronten a moltes limitacions en aplicacions d'alta potència, que inclouen una baixa eficiència del convertidor, tensions de funcionament estretes, una signatura EMI alta, mida i cost augmentats dels components de protecció contra sobretensions, rang d'atenuació estret i ondulació característiques de corrent de sortida alta (parpelleig).

Quan calgui l'atenuació com a part de qualsevol estratègia de control, el controlador es pot configurar per admetre la regulació del corrent de sortida mitjançant la reducció de corrent constant (CCR) i/o la modulació d'amplada de pols-(PWM). Pot acceptar entrada de control mitjançant una interfície analògica (1-10VDC) o una interfície digital (DALI, ZigBee, Z-Wave, etc.).

Distribució de la llum

Projectors LED d'alta potènciageneralment són sistemes d'il·luminació directa que distribueixen tota la llum emesa en la direcció general de la superfície a il·luminar. Aquestes lluminàries estan disponibles en models de feix simètric i asimètric, amb distribucions de llum que van des de punt estret fins a inundació àmplia. La distribució de la llum d'una lluminària orientable es descriu normalment amb la propagació del feix en funció dels graus d'angle de camp de la lluminària. Les propagacions del feix sovint es classifiquen en els tipus de feix NEMA de l'1 al 7, amb els feixs més ajustats amb números de tipus de feix més baixos i els feixs més amples amb nombres més alts.

La naturalesa direccional dels LED els permet eliminar l'ús d'òptica secundària en algunes àrees i aplicacions d'il·luminació d'inundació. Tanmateix, la majoria de les aplicacions requereixen l'ús d'òptica especialitzada per regular el flux lluminós de la font de llum a un feix controlat. Control òptic perProjectors LEDs'aconsegueix normalment amb reflectors o lents. Com que els LED ofereixen l'oportunitat d'extreure el seu flux lluminós directament de la font, l'òptica secundària normalment es dissenya com a sistemes òptics a escala de paquet-. Un disseny molt comú d'òptica de projector fa ús de la reflexió interna total (TIR).

L'òptica TIR pot produir feixos circulars suaus amb amplada total a la meitat màxima (FWHM) amplades angulars tan estretes com 10 graus i una eficiència òptica fins al 92%. Tanmateix, les òptiques TIR solen ser modelades a partir de plàstics que tenen una estabilitat tèrmica limitada. Poden estar estressats tèrmicament pels LED d'alta potència d'autoescalfament, dels quals la temperatura del convertidor de baixada de fòsfor-poden aproximar-se als 150 graus C. Quan un sistema d'il·luminació exigeix ​​​​l'estabilitat tèrmica de la seva òptica, el sistema reflector d'alumini dissenyat amb precisió podria ser una opció més adequada.

Combatre els errors-induïts pel medi ambient

Les lluminàries d'exterior estan exposades contínuament a entorns durs i condicions meteorològiques extremes. Exercir un estricte control de les condicions ambientals per a una gran potènciaLlum de inundació LEDés tan important com la gestió tèrmica, l'enginyeria òptica i la regulació del corrent d'accionament. És una pràctica obligada segellar de manera holística les lluminàries en tots els punts d'entrada i transició de material per protegir el sistema d'il·luminació de l'entrada de pols i la invasió de pluja/aigua des de qualsevol direcció. El conjunt òptic ha d'estar protegit per una lent de vidre temperat que també facilita l'eliminació de pols. Durant les condicions ambientals canviants o els canvis de temperatura dins del sistema d'il·luminació, la pressió (que posa tensió als segells) i la condensació (que ennuvola les lents) es poden acumular dins d'un recinte òptic segellat. La instal·lació d'una ventilació de membrana al recinte segellat permet igualar la pressió i eliminar la condensació. Una capa de conversió química i un acabat protector en pols donen resistència a la corrosió a la carcassa d'alumini.

Les lluminàries s'han de construir amb una excel·lent resistència als impactes mecànics com els cops i les vibracions. S'ha de considerar acuradament la fiabilitat de la junta de soldadura entre el paquet LED i MCPCB sota la influència dels impactes mecànics.

https://www.benweilight.com/industrial-lighting/led-flood-light/bright-led-flood-lights.html

Junts, ho fem millor.
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd
Mòbil/Whatsapp:(+86)18673599565
Correu electrònic:bwzm15@benweilighting.com
Skype: benweilight88
Lloc web: www.benweilight.com
Afegeix: Edifici F, Zona Industrial Yuanfen, Longhua, Districte de Bao'an, Shenzhen, Xina