Оптимизация разработки светодиодных светильников


PDF версия

В статье рассматриваются светодиодные модули комплексного поставщика компонентов для светотехники — компании NeoSvet: линейки и кластеры, предназначенные для освещения офисов, объектов ЖКХ, улиц. Компания NeoSvet разрабатывает и изготавливает светодиодные кластеры и драйверы на заказ, подбирает модули в соответствии с требуемым качеством освещения.

В настоящее время самое перспективное и экологичное направление в области освещения — светодиодное. Светодиоды широко применяются для подсветки архитектурных сооружений, создания световых композиций, в ландшафтном дизайне. Их преимущество в простоте и безопасности монтажа — светодиоды можно установить под воду, в лед, можно сколь угодно часто включать и выключать. Световая отдача современных белых светодиодов составляет 100 лм/Вт и более. Это на порядок превосходит световую отдачу ламп накаливания (10 лм/Вт), что свидетельствует о значительной экономии электроэнергии. Такое преимущество имеет большое значение при подключении к энергосетям вновь строящихся зданий с большим объемом светильников, например торговых центров. Самое главное преимущество светодиодного освещения — срок службы около 10 лет, срок гарантийной эксплуатации — около 5 лет, что позволяет снизить эксплуатационные расходы.
Светодиодные светильники длительное время не нуждаются в обслуживании, что особенно важно в труднодоступных для замены ламп местах. Кроме того, они обладают рядом существенных преимуществ, в т.ч. высокой эффективностью, малыми габаритами источника света, отсутствием опасности возникновения пожара или взрыва, отсутствием вредных веществ, электрической безопасностью и т.д. Также необходимо отметить высокую механическую прочность светодиодных светильников, что является лучшей защитой от механических воздействий.
Одним из важнейших преимуществ по сравнению с другими энергосберегающими лампами является экологическая безопасность светодиодов. Оно особенно важно в сфере ЖКХ, где не решены вопросы утилизации ламп с содержанием ртути.
Цена светодиодов падает примерно в 10 раз каждые 10 лет. Согласно умеренно оптимистическим прогнозам, к 2020 г. полупроводниковые источники света появятся в большинстве домов.
В последнее время наметилась тенденция перехода от использования светодиодов мощностью 1 Вт и более к светодиодам мощностью 0,2…0,5 Вт. Это связанно с большей равномерностью света в светильнике и меньшим слепящим эффектом.
Довольно интересными изделиями такого типа являются светодиоды фирмы Samsung LED серии SPMWHT520AN и SPMWHT5206N, имеющие наиболее привлекательные соотношения цена/лм и лм/Вт. Другими интересными вариантами применения в отношении параметра лм/Вт являются светодиоды фирмы Cree XLamp ML-E мощностью 0,5 Вт и XLamp ML-B. Первые допускают увеличение рабочего тока в диапазоне 150…500 мА (см. рис. 1), что позволяет использовать их вместо 1-Вт светодиодов. Модели XLamp ML-B также допускают увеличение рабочего тока.
Положительным результатом увеличения тока является заметно лучшее соотношение цена/лм. Однако следует отметить, что при увеличении рабочего тока соотношение лм/Вт несколько уменьшается в зависимости от типа светодиода.

 

Рис. 1. Увеличение рабочего тока в диапазоне до 500 мА

Как видно из таблицы 1, у светодиода XLamp ML-E при удвоении рабочего тока сила света увеличивается в 1,8 раза, а мощность возрастает в 2,59 раза, т.е. светоотдача снижается до 83 лм/Вт. У моделей Xlamp ML-B при увеличении тока до максимума светоотдача падает до 65 лм/Вт.

 

Таблица 1. Основные параметры светодиодов некоторых производителей

Наименование

Мощность, Вт

Световой поток, лм

Светоотдача, лм/Вт

Samsung LED SPMWHT520AN

0,32

30,7

96

Samsung LED SPMWHT5206N

при 60 мА

при 100 мА

0,2

0,32

19,8

30,7

100

100

Refond RF-WNMA50

0,2

23

116

Refond RF-MK35

0,5

50

100

Cree XLamp ML-E

при 150 мА

при 350 мА

0,48

1,24

51,7

103,4

107

83

Cree Xlamp ML-B

при 60 мА

при 140 мА

при 170 мА

0,19

0,51

0,65

23,5

38

42

122

75

65

Cree XLamp MX-6

при 300 мА

при 500 мА

при 700 мА

1

1,8

2,66

100

155

200

100

85

75

В режимах работы с увеличенным рабочем током для обеспечения длительной работы и сохранения постоянного уровня светоотдачи в светильниках необходимо обеспечить качественный отвод тепла. У светодиодов в свет преобразуется 25—35 % подводимой энергии. У белого светодиода мощностью 1 Вт на тепловые потери приходится 0,65…0,75 Вт. При эксплуатации светодиодов мощностью до 0,5 Вт вполне приемлемо использование стеклотекстолита марки FR-4, тогда как при мощности от 1 Вт требуются печатные платы с металлизированным основанием и слоем диэлектрика с улучшенной теплопроводностью. Печатную плату вместе с размещенными на ней светодиодами можно установить на дополнительный теплоотвод.

Основные области применения светодиодного освещения

Тенденции рынка светотехники и его развитие требуют уделять более пристальное внимание не только единичным компонентам, в частности, светодиодам, но и светодиодным сборкам. Приведем в качестве примеров некоторые изделия компании NeoSvet (подразделение ООО «Неон-ЭК»), применяемые в изготовлении светильников различного назначения.
В системах офисного освещения наиболее распространено применение светильников типа «Армстронг» размером 595×595 мм. Описанные выше светодиоды используются в кластерах NeoSvet светильников типа «Армстронг». В этих модулях применяются как светодиодные линейки, так и квадратные кластеры. Опыт использования кластеров NeoSvet на 1-Вт светодиодах показывает, что они дают менее комфортное освещение. Наиболее интересны далее описанные кластеры на светодиодах мощностью до 0,5 Вт.

NEO-L-10MLE

Кластеры из десяти светодиодов фирмы Cree серий XLamp ML-E (см. рис. 2) или из светодиодов фирмы Refond серии RF-MK35. Материал кластера — алюминий. Размеры: 480×7 мм. Светодиоды XLamp ML-E можно использовать при токе 0,35 А. Кластер наклеивается термоклеем на теплоотвод, или используется прижим к теплоотводу с термопастой.

Рис. 2. Кластер из десяти светодиодов серий XLamp ML-E фирмы Cree

Светодиодные линейки NEO-L-14MK, NEO-L-14MLE и NEO-L-21MK, NEO-L-21MLE

Эти линейки состоят из 14 или 21 светодиодов фирмы Cree серий XLamp ML-E либо из светодиодов фирмы Refond серии RF-MK35. Размеры: 490×20 мм. Световой поток: 700 и 1050 лм, соответственно, напряжение питания: 24 В.

NEO-Q-35S5

Квадратный кластер из 35 светодиодов SPMWHT520AN или SPMWHT5206N (см. рис. 3). Размеры: 265×265 мм. Световой поток: 700…1070 лм в зависимости от используемых светодиодов; напряжение питания: 24 В. Кластер состоит из 5 цепочек по 7 светодиодов, соединенных последовательно, каждая цепочка питается от отдельного стабилизатора тока.

Рис. 3. Квадратный кластер из 35 светодиодов SPMWHT520AN

Светильники для ЖКХ

Наиболее распространены светильники круглой или овальной формы. Для освещения объектов ЖКХ требуются светодиодные кластеры, имеющие меньшие размеры и мощность 5…10 Вт.
Ниже представлены наиболее интересные светильники из номенклатуры NeoSvet.

NEO-L-4MX-100х25

Кластер из четырех мощных светодиодов фирмы Cree серий XLamp MX-3 и MX6 (см. рис. 4). Размеры: 100×25 мм. Световой поток: 350…500 лм в зависимости от используемых свето­диодов.

Рис. 4. Кластер NEO-L-4MX-100х25 из четырех мощных светодиодов серий XLamp MX-3 и MX6 фирмы Cree

NEO-L-2x5MX

Кластер из 10 мощных светодиодов фирмы Cree серий XLamp MX-3 и MX6 (см. рис. 5). Размеры: 87×30 мм. Световой поток: 870…1070 лм в зависимости от используемых светодиодов.

Рис. 5. Кластер NEO-L-2x5MX из 10 мощных светодиодов серий XLamp MX-3 и MX6 фирмы Cree

NEO-H-7MX

Кластер-шестигранник из семи мощных светодиодов фирмы Cree серий MX-3 и MX6 (см. рис. 6). Размеры: 40 мм по узкой, 46 мм — по широкой стороне. Световой поток: 650…850 лм в зависимости от используемых светодиодов.

Рис. 6. Кластер-шестигранник NEO-H-7MX из семи мощных светодиодов серий MX-3 и MX6 фирмы Cree

NEO-C-3MX

Круглые кластеры NEO-C-3MX для ламп с цоколем Е27 для замены обычных ламп накаливания. Кластер состоит из трех мощных светодиодов фирмы Cree серий MX-3 и MX-6 (см. рис. 7). Этот светодиодный кластер можно установить в стандартную фурнитуру совместно со вторичной оптикой. Световой поток: 650…850 лм в зависимости от используемых светодиодов. Подключается к источнику постоянного напряжения 12 В.

Рис. 7. Круглый кластер NEO-C-3MX

Кластеры из двух и трех мощных светодиодов фирмы Samsung серии SPHWHTHAD603 (см. рис. 8) не требуют источника питания, подключаются непосредственно к сети переменного тока напряжением 220В.

Рис. 8. Кластеры из двух и трех мощных светодиодов фирмы Samsung

 

Уличное освещение

Кластеры для мощных источников света, прожекторы, уличные светильники

Модель кластера: NEO-L-24XP (см. рис. 9); материал: алюминий; размер: 117×97 мм; световой поток: 3000…10000 лм; мощность: 84 Вт в зависимости от типа светодиодов и режима работы.

 

а)

б)
Рис. 9. а) кластер NEO-L-24XP; б) при использовании кластера с линзой возникает световое пятно

Модель кластера: NEO-Q-30MX (см. рис. 10); материал FR4; размер: 350×80 мм; световой поток: 3000…4000 лм; мощность: 30…40 Вт в зависимости от типа светодиодов и режима работы.

Рис. 10. Кластер NEO-Q-30MX

В кластере NEO-Q-30MX используются 30 светодиодов мощностью 1 Вт. Кластер выполнен на двухстороннем текстолите FR-4. Благодаря отверстиям, отводящим тепло на второй слой платы, и большой поверхности в него можно установить светодиоды мощностью до 1,5 Вт, что соответствует режиму работы светодиодов Cree XLamp MX-6 с током до 420 мА.
Кластер NEO-Q-75MX (см. рис. 11); материал: алюминий; размер: 460×145 мм; световой поток 7500…15000 лм; мощность 75…200 Вт в зависимости от типа светодиода и его режима работы.

Рис. 11. Кластер NEO-Q-75MX

Заключение

Помимо описанных выше изделий имеется самый широкий ряд светодиодных кластеров и драйверов (источников питания) для них, позволяющий оптимальным образом решить подавляющее большинство задач по освещению разнообразных объектов. Если необходимый кластер отсутствует, компания NeoSvet готова в кратчайшие сроки разработать и изготовить светодиодные кластеры и драйверы по требованиям заказчика. NeoSvet также производит светотехнические расчеты, подбирает или разрабатывает необходимый светодиодный кластер для обеспечения необходимого качества освещения.
Компания NeoSvet уделяет большое значение вопросам качества. Это отношение относится ко всему — от проектирования, выбора элементной базы до изготовления.
За последние два года NeoSvet зарекомендовала себя комплексным поставщиком компонентов для светотехники благодаря наличию в линейках поставок светодиодов известных брендов, а также необходимых производственных мощностей и интеллектуальных ресурсов.

Оставьте отзыв

Ваш емейл адрес не будет опубликован. Обязательные поля отмечены *