• You need activate support of JavaScript and Cookies in your browser.
  • Выбираем светодиодный светильник

    Светодиодный светильник — достаточно дорогостоящее изделие, инвестиции в которое призваны окупаться за счет экономии потребляемой электроэнергии и снижении эксплуатационных затрат, связанных с отпадающей необходимостью в замене регулярно перегорающих традиционных источников света и их питающей аппаратуры.

    Вместе с тем существуют и ряд других положительных результатов от модернизации освещения на светодиодные технологии — улучшение качества света и связанное с ним повышение эргономичности рабочих мест, возможно большая цветопередача, отсутствие мерцания (характерно для газоразрядных источников света). В некоторых областях освещения, например, в архитектурном освещении, светодиодное освещение даже дешевле традиционного, особенно если речь идет о специфических световых сценах.

    Однако, модернизация освещения может стать большой проблемой для инвестора, если замененное оборудование начинает выходить из строя; это снижает экономический эффект от произведенных инвестиций, увеличивает срок их окупаемости, а иногда может даже сделать проект убыточным.

    Давайте попробуем разобраться с тем, на что следует обращать внимание при покупке светодиодных светильников (будем принимать во внимание уличные светильники, как подверженные более сложным условиям эксплуатации) и как понять, надежна ли техника, принимая во внимание само устройство светового оборудования.

    led_light_constitution

    Как видим, светодиодный светильник — изделие сложное, части его должны быть хорошо сбалансированы для надежной, качественной и долговечной работы. Но обо всем по порядку.

    1. Корпус. Корпус светильника, помимо внешнего вида, определяющего его привлекательность, обеспечивает герметичность, надежность крепления и рассеивает тепло от светодиодов и источника их питания.

    Корпус будет герметичен, если все его соединяющиеся элементы присоединены при помощи клея/эластомера, стыки визуально отсутствуют. Важным является наличие мембранного кабельного ввода, блокирующего подсос влажного атмосферного воздуха (пропускающего воздух, не пропускающего воду) в период охлаждения только что выключенного / диммированного, остывающего светильника и, как следствие, накопление водяного конденсата внутри. Как бы хорошо ни была герметизирована электроника, конденсат сделает свое пагубное дело. Единственным основанием для отсутствия кабельного ввода в герметичные полости светильника является отсутствие там воздуха (100% заливка компаундными герметиками).

    Корпус будет надежно закреплен, если его крепежные элементы соответствуют массе и механической балансировке светильника и снабжены элементами, противодействующими самораскручиванию крепежа: как известно, болты и гайки имеют свойство раскручиваться даже лежа на столе. Крепежные элементы должны обеспечивать надежную фиксацию светильника с поправкой на снег и ветер; последняя нагрузка крайне коварна и может вызвать большие неприятности, если она не была принята в расчет при проектировании изделия.

    Наконец, корпус светильника рассеивает тепло, и площади корпуса должно быть достаточно для рассеивания тепла, выделяемого электроникой соответствующей мощности. Как бы хорошо ни была продумана внутренняя конструкция и учтена теплопроводность внутренних тепловыделяющих элементов, конечным «органом», рассеивающим тепло, является именно корпус.

    2. Тепловое проектирование. Давайте разберемся, зачем этот самый теплоотвод нам нужен. Основным теплоизлучающим элементом в светильнике является сам светодиод, а также некоторые элементы блока питания, но здесь мы коснемся только светодиодов, поскольку подход к отведению тепла от электроники в целом одинаков. Что определяет срок службы светодиодов? Однозначно, режим их работы. А именно, температура внутри кристалла светодиода (т.н. температура p-n перехода, или junction temperature) и величина электрического тока, через него протекающего. Чем больше оба этих значения, тем быстрее светодиод начнет терять свои характеристики и выйдет из строя.

    Важно знать, что самый первый элемент теплоотвода светодиода находится внутри него самого, и характеризуется тепловым сопротивлением (величиной, обратной теплопроводности) между p-n переходом и тепловой подложкой (контактными площадками). Чем светодиод качественнее, тем величина теплового сопротивления ниже, и тем будет меньше разница температур между p-n переходом и контактами светодиода в процессе работы. Для мощных светодиодов эта величина может доходить до 20-30 градусов! Выбирайте светильники с качественными светодиодами, это гарантия высокого срока их жизни.

    Как же должен быть обеспечен хороший теплоотвод внутри светильника? После светодиода тепло поступает на печатную плату, на которой светодиод установлен. Печатная плата бывает выполнена по нескольким технологиям, лучшим по соотношению цена/качество теплопроводности сегодня  — платы с алюминиевым основанием. Если производитель экономит на печатных платах, он может установить светодиоды на платы из FR4 («текстолит»), но тепловое сопротивление его намного выше, чем у плат с алюминиевым основанием, и, как следствие, кристалл светодиода будет горячее.

    От печатной платы светодиода тепло необходимо передать на корпус, и здесь следует обратить внимание на то, как плата прикреплена к корпусу. Если корпус выполнен из отлитого под давлением металла, важно убедиться, чтобы площадка корпуса, предназначенная для размещения платы, была механически обработана (отфрезерована), поскольку литая шероховатая  поверхность не обеспечивает должного теплового контакта.  Само «пятно контакта» платы и корпуса, помимо качества поверхности,  обязано быть достаточным по площади и эти элементы не должны касаться друг друга только, скажем, по периметру.

    Про размер корпуса, точнее, про его эффективную площадь для рассеивания тепла, мы уже говорили выше. Здесь важно добавить, что помимо площади поверхности, важно еще и ориентирование в пространстве радиаторных ребер, наличие и удаленность от других поверхностей, возможность обдува. Для средней (очень грубой) оценки достаточности поверхности можно привезти норматив — 30 кв.см на каждый Ватт мощности светильника.

    3. Светодиоды. Светоизлучающий диод — полупроводниковый прибор, преобразующий энергию электрического тока в свет. Преобразование это чаще всего осуществляется в два этапа: сначала кристалл светодиода испускает ультрафиолетовое излучение (ниже мы вернемся к стойкости к ультрафиолетовым лучам, когда будем обсуждать оптику), а ультрафиолетовое излучение попадает на слой люминофора, расположенный поверх кристалла, и уже он формирует свет нужного оттенка, излучая три основных пика в области красного, зеленого и синего свечений. Сложение этих излучений дает нам белый свет (если мы говорим о белых светодиодах). Чем же качественный светодиод отличается от некачественного? Тепловым сопротивлением, долговечностью подложки, на которой расположен кристалл, качеством люминофора. В конечном итоге все эти параметры влияют на главный показатель: срок жизни. Есть еще один важный нюанс. Дело в том, что количество света, который испускает светодиод (т.н. световой поток, измеряется в люменах), сильно отличается в зависимости от температуры в кристалле светодиода. Задайте производителю светодиодов три вопроса (если ответов нет в документации на светильник): какая температура на кристалле светодиода в устоявшемся тепловом режиме,  для какой температуры указан световой поток и учитывает ли он потери в оптической системе светильника? Как правило, отсутствие либо размытость  информации по данному вопросу свидетельствует о том, что световой поток указан для 25 градусов по Цельсию и не учитывает никаких потерь, а эффективность светодиодов (количество света с каждого потребленного Ватта электричества) не самая высокая. Будете ли Вы удовлетворены свечением такого изделия?

    4. Оптическая система. Светодиод сам по себе формирует чаще всего пучок света с ламбертовским распределением (косинусной формы), хотя бывает и по-другому. В любом случае, для большинства светотехнических задач кривая силы света (КСС) светильника должна быть иной, для чего производителями оптических систем разработаны тысячи видов линз, акриловых, поликарбонатовых, силиконовых, овальных, симметричных, ассиметричных, квадратных, и даже обеспечивающих поворот света на 90 градусов и более. Важно: в самой качественной линзе теряется 7-8% света, в менее сбалансированных изделиях потери могут составить 15 и более процентов. Если оптическая система светильника помимо линзы имеет еще и стекло, то помните, что стекло само по себе «забирает» еще 5-12% света в зависимости от материала.  Следует помнить, что на стекле имеет обыкновение оседать пыль, и светопропускание будет хуже. Выше мы обещали упомянуть о способности оптической системы работать в ультрафиолетовых лучах, присутствующих, с одной стороны, в свете светодиода, с другой стороны, попадающих вовнутрь светильника с солнечным светом. Если материал оптики не стоек к УФ-лучам, оптика (линзы, стекло) со временем пожелтеет, существенно ухудшив свою эффективность.

    5. Блок питания. Светодиод, при всей его видимой мощи, — очень нежный элемент. Он боится перенапряжения, переполюсировки, импульсных помех и выбросов, статического электричества, перегрева, и токов величины, большей паспортных значений. Это обстоятельство предъявляет соответствующие требования к блоку питания, запитывающему светодиоды, поскольку он (блок) напрямую сказывается на качестве света и на надежности работы всей системы. Какие характеристики блока питания важны для оценки надежности и качества изделия? Для начала  — наличие фильтра помех, и здесь важно понимать, что фильтруются не только помехи, испускаемые блоком питания в эфир и питающую сеть (а эти помехи могут сделать невозможным работу, например, телевизора или радиоприемника, и выключить радиосвязь, если некачественных (по этому параметру) светильников установлено много), но и помехи, попадающие из сети в блок питания и могущие повредить его. Формальное наличие фильтра не говорит о его качестве: мы много раз сталкивались с тем, что дифференциальный и синфазный фильтр в блоке питания присутствует, но не работает. Далее — наличие активного корректора коэффициента мощности и  его работоспособность во всех режимах работы светильника (если их несколько). Значение коэффициента мощности влияет на наличие реактивной нагрузки в сети. Важно, чтобы в блоке питания были защиты от перегрева, короткого замыкания, обрыва нагрузки и подключения к сети  высокого напряжения (380В), причем крайне желательно, чтобы эти защиты были самовосстанавливающимися. Наконец, качество выходного тока должно обеспечивать минимум пульсаций света. Этот параметр задается именно блоком питания. Радиоэлементы, из которых изготовлен блок питания, должны пройти 100% входящий контроль изготовителем блока, и должны быть только от проверенных производителей.

    Мы перечислили основные точки контроля для Вас. В завершение хочу предложить Вам представить сценарий: производитель пользуется самыми дешевыми комплектующими для изготовления своего светильника, а именно:

    — Литой корпус без должной подготовки места под печатную плату, либо корпус из дешевого пластика;
    — Самые дешевые светодиоды с высоким тепловым сопротивлением и плохим люминофором;
    — Оптика из дешевого материала, тускнеющего под воздействием  УФ-лучей;
    — Блок питания из самых дешевых радиоэлементов, без защит и без фильтрации помех;
    — Отсутствие мембранного ввода кабеля;
    — Откровенно слабый, ненадежный крепеж.

    Догадываетесь, что будет с таким изделием в ближайшем будущем после установки?

    При копировании материалов с сайта ссылка на источник (www.i-lumen.ru) обязательна.
    © 2014 | (c) All Rights Reserved. Все права защищены | www.i-lumen.ru
    Яндекс.Метрика