Ультратонкий плаский світлодіодний стельовий світильник з підсвічуванням

Світлодіодна панель|Ультратонкий плаский світлодіодний стельовий світильник з підсвічуванням

Світлодіодна панель — це низькопрофільна, повністю світлова панель, яка використовує світлодіодну технологію з краєвим освітленням для забезпечення рівномірного, плавного та візуально зручного прямого (спрямованого вниз) освітлення. Функціонально кажучи, це плоска панель. Трофери - це квадратні, прямокутні або лінійні світильники, які встановлюються в стелю і розподіляють світло тільки вниз. Вони є робочими конячками в офісах, лікарнях, школах і комерційних приміщеннях, де верхні світильники є основним джерелом навколишнього та робочого освітлення. Мета освітлення в цих приміщеннях полягає в тому, щоб дозволити мешканцям легко та комфортно бачити свої візуальні завдання, одночасно вирішуючи економічні та екологічні проблеми та беручи до уваги архітектурні міркування. Однак протягом тривалого часу це було нездійсненною місією через властиві обмеження звичайних технологій освітлення.

Дилема прямого освітлення зі звичайним оптичним дизайном

Загальне освітлення в комерційних і установчих приміщеннях повсюдно забезпечується світильниками прямого типу, які забезпечують 90-100-відсоткове освітлення вниз. На відміну від звичайних систем дифузного та непрямого освітлення, світильники прямого типу найбільш ефективно подають світло в горизонтальну площину завдання. Часто вони є єдиним варіантом для приміщень з низькою висотою стелі, які зустрічаються в будівлях з підвісними механічними стелями (тобто підвісними стелями). Однак досягнення якісного освітлення в приміщеннях, навантажених завданнями, таких як офіси, аудиторії та лабораторії, передбачає більше, ніж просто визначення рівня освітленості. Не менш важливим є пом’якшення відблисків, тіней та інших небажаних візуальних ефектів. У внутрішніх приміщеннях, де люди проводять тривалий час, працюючи або навчаючись, освітлення є критично важливим елементом дизайну, який може підвищити або погіршити продуктивність організації, концентрацію на роботі, задоволення навколишнім середовищем і роботою, соціальні взаємодії, естетичне сприйняття, безпеку та захист.

У минулому прямому освітленню за допомогою світильників, сконструйованих традиційним способом, було важко підвищити рівномірність і зменшити неприємні відблиски. Різні оптичні компоненти, наприклад відбивачі, розсіювачі, лінзи та жалюзі, використовувалися для контролю відблисків під небажаним кутом зору або для зменшення надмірно високої яскравості інтерфейсу випромінювання. Оптичні системи для лампових люмінесцентних світильників досить громіздкі та малоефективні. Світлодіоди можуть бути особливо складними при проектуванні світильників прямого освітлення. За самою природою конструкції та роботи світлодіоди є джерелами світла з високою щільністю потоку, які створюють концентрований світловий потік. Навіть з дифузним екрануванням ці точкові джерела світла все одно можуть створювати гарячі точки сфокусованого світла, що погіршить візуальну привабливість світильника. Високий рівень дифузії впливає на пропускання світла світлодіодів через великі втрати на розсіювання. Таким чином, звичайна оптична конструкція прямого освітлення передбачає різні компроміси.

Технологія Edge-lit

Технологія Edge-lit використовує технологію світловодів, а також унікальні характеристики світлодіодів. Масив мініатюрних світлодіодів розміщений уздовж двох або чотирьох країв світловодної панелі (LGP). Світло, випромінюване світлодіодами, подається в LGP і транспортується всередині світловода на бажану відстань через повне внутрішнє відбиття (TIR). Світловод має точки переривання, які дозволяють світлу, захопленому світловодом, виходити. Ці точки відводу світла розподіляються таким чином, щоб підтримувати рівномірний розподіл світла, що виходить за заднім відбивачем. Світловод заломлює промені в бік опалового розсіювача, який забезпечує ламбертівський розподіл світла. Оптична комбінація повного відбиття, заломлення та ламбертівського розсіювання дозволяє рівномірно вилучати світло високої інтенсивності, що випромінюється світлодіодами, встановленими на краю, і розподіляти його поверхнею випромінювання.

З появою світлодіодного освітлення з краєвим підсвічуванням ніколи не було найкращого часу відмовитися від люмінесцентних світильників, які потребують технічного обслуговування, а також від візуально неприємних світлодіодних світильників прямого освітлення. Технологія Edge-lit дозволяє розробникам світильників створювати пристрої поверхневого випромінювання з точковими світлодіодними джерелами. М’яке, приємне освітлення без різких тіней по всьому прольоту світлової панелі забезпечує безпрецедентний візуальний комфорт, який неможливий у звичайних конструкціях. Світлодіодні панелі з краєвим підсвічуванням створюють надзвичайно рівномірний розподіл світла, що дуже бажано для загального освітлення. Конструкція бічного випромінювання дозволяє змішувати кольори всередині світловода, це вирішує проблему однорідності кольору, яка може бути очевидною в світлодіодних світильниках з прямим освітленням, коли між світлодіодами є відхилення кольорів.

У світлодіодних світильниках із прямим освітленням, які використовують розсіювач, світлодіодний модуль слід розміщувати на мінімальній відстані від розсіювача, щоб уникнути різких гарячих точок світлодіодів. Оскільки оптичним системам з боковим освітленням більше не потрібна така відстань, а світлодіоди встановлюються збоку всередині світильника, світлодіодні панелі можна зробити надтонкими з глибиною менше 10 міліметрів. Ультратонкий профіль дозволяє встановлювати в дуже неглибоких стелях.

Будівництво

Світлодіодна панель із підсвічуванням по краях складається з багатошарової оптичної збірки та алюмінієвої рами. Багатошарова оптична система зазвичай включає нижній розсіювач, світловодну панель і білий відбивач. Оптичний блок і сталева верхня пластина, яка захищає оптичний блок, закріплені алюмінієвою рамою з прорізами. Всередині алюмінієвої рами монтуються лінійні світлодіодні модулі зі світловипромінюючими поверхнями світлодіодів, зверненими до вхідного кінця світловода. Алюмінієва рама забезпечує механічну опору для оптичної збірки, вміщує світлодіодні модулі та захищає світлодіоди від прямого огляду, а також працює як радіатор, щоб відводити відпрацьоване тепло від напівпровідникового з’єднання світлодіодів.

Світловодна панель (LGP)

Світловод відіграє ключову роль у фотометричних характеристиках світлодіодної панелі з боковим освітленням. Він бере участь у захопленні та транспортуванні світла, випромінюваного світлодіодами, а потім витягує його в потрібному напрямку в однорідній матриці променя. Для максимальної ефективності захоплення світлодіодного світла вхідний кінець світловоду має бути сконструйований із з’єднувальним інтерфейсом, який відповідає діаграмі спрямованості та конфігурації упаковки сполучених світлодіодів. Загальноприйнятою практикою є розміщення пакетів світлодіодів SMD без лінз у безпосередній близькості до полірованої поверхні з’єднання на LGP із товщиною, яка принаймні така ж, як LES світлодіодів. Ефективність TIR світловоду визначається показником заломлення матеріалу та відбивною здатністю граничної поверхні напряму. Чим вищий показник заломлення та коефіцієнт відбиття, тим краща ефективність TIR. Найважливішим елементом світловода є оптичний малюнок точок світловилучення. Світловідведення є основним фактором, що визначає ефективність світловода, а також розподіл світла світлодіодної панелі. Оптичний візерунок може бути витравлений лазером, термічно тиснений, відлитий під тиском або надрукований. V-подібні канавки, вигравірувані крапки, друковані крапки та піксельні елементи — це шаблони вилучення світла, які зазвичай використовуються на LGP.

LGP зі світлодіодами, що працюють збоку (зображення надано Yongtek)

LGP виготовляються з оптично прозорих полімерів, таких як полікарбонат (PC) або акрил (PMMA). Полікарбонат забезпечує чудову термічну стабільність, стійкість до займання та довговічність порівняно з акриловими смолами. Однак акрил є провідним матеріалом для LGP через його відносно низьку вартість, високу світлопроникність і хорошу стійкість до ультрафіолету. Недоліками акрилу є підвищена схильність до знебарвлення в умовах високої робочої температури і високе водопоглинання. Тоді як акрилові LGP мають термін служби від 4 до 8 років залежно від умов експлуатації, LGP, виготовлені з полістиролу (PS), жовтіють через два роки через низьку фотостабільність і термічні характеристики полістиролового полімеру. Незважаючи на високу ймовірність швидкого знебарвлення полімеру, що буквально означає кінець терміну експлуатації світильника, PS LGP все ще широко використовуються в світлодіодних панелях, створених для ринку початкового рівня, просто через їхню значно нижчу вартість на відміну від ПК та акрилових LGP.

Обслуговування просвіту

Світлодіодні ліхтарі з боковим освітленням використовують світлодіоди середньої потужності різних типів, у тому числі SMD 2835, 3014, 4014, 3528, 5630, 2016 тощо. Ці світлодіоди являють собою корпуси з пластикових свинцевих носіїв мікросхем (PLCC), які завдяки властивим характеристикам пакетна платформа, бувають різної якості. Упаковки PLCC зазвичай мають високу початкову ефективність, оскільки відбиваюча пластикова порожнина та покриття свинцевої рами забезпечують високу ефективність відведення світла. Однак пакети PLCC можуть демонструвати швидке знецінення світлового потоку, особливо враховуючи, що в світлодіодних панелях часто використовуються світлодіоди середньої або низької якості, як і в інших продуктах внутрішнього освітлення масового виробництва. Пакувальні матеріали, такі як поліфталамід (PPA) або поліциклогексилендиметилентерефталат (PCT) для рефлекторної порожнини, посріблена свинцева рамка, люмінофори та герметик, схильні до псування під впливом високої температури та/або впливу навколишнього середовища.

Підтримка світлового потоку світлодіодної панелі зазвичай залежить від трьох змінних: збереження світлового потоку світлодіодного освітлення, керування температурою та струм приводу. Підтримка тривалого просвіту джерела світла за умов випробування LM-80-15 (температура корпусу 55 або 85 градусів) є необхідною умовою тривалого терміну служби системи. Покращені пластикові смоли, такі як епоксидна формувальна суміш (EMC), дозволяють світлодіодам середньої потужності працювати при вищих температурах. Теплове управління світлодіодами визначається кондуктивним і конвективним охолодженням алюмінієвої рами. Алюмінієва рама повинна мати достатню площу поверхні, щоб швидкість її теплопередачі випереджала швидкість навантаження (при якій теплова енергія вводиться до з’єднання світлодіодів). Необхідно належним чином керувати струмом приводу, щоб запобігти накопиченню тепла в результаті перевантаження світлодіодів.

Стабільність кольору

Порівняно зі знеціненням світлового потоку, зміна кольору викликає більше занепокоєння для світлодіодних ліхтарів із боковим освітленням. Термічна деградація, фотоокислення та інші механізми псування відбуваються не тільки в пластикових світлодіодних корпусах, але й у багатошаровій оптичній системі, виготовленій з полімерних матеріалів. Тому світлодіодні панелі світильників можуть зазнавати більшої кількості механізмів погіршення, ніж інші типи світлодіодних світильників. Зменшення просвіту та зміна кольору зазвичай є одночасними наслідками цих механізмів відмови. Хоча знецінення світлового потоку — це поступове зменшення світлового потоку з часом, зміна кольору може призвести до значного знебарвлення, що може зробити якість світла неприйнятною.

Напрямок зміни кольору може вказувати на діючі механізми деградації/псування. Зсув у синьому напрямку може бути пов’язаний зі зміною кольору пластикової смоли, втратою квантової ефективності люмінофора, роботою люмінофора вище рівня потоку насичення, осіданням і випаданням люмінофора, механічними пошкодженнями, такими як тріщини на межі люмінофор-зв’язувальний. Фотоокислення та термічна деградація світловодів, лінз і розсіювачів призводить до зміни кольору в бік жовтого. Підвищення ефективності люмінофора також може супроводжуватися зсувом кольору в жовту сторону. Зелений зсув є ознакою хімічних змін у люмінофорі, таких як окислення нітридного червоного люмінофора, що зміщує інтенсивність випромінювання в бік коротших хвиль. Червоні зсуви мають певну схожість із зеленими зміщеннями, оскільки їх можна віднести до спектральних змін у люмінофорі, можливо, через термічне старіння композиту силікон/YAG люмінофор або гасіння деяких люмінофорів.

Попадання вологи часто може бути прискорювачем спектральних змін світлодіодів. Більшість світлодіодів використовують силіконові сполучні речовини, які мають високу водопроникність. Коли світлодіодні панелі працюють у середовищі з високою вологістю, волога може проникати всередину силіконових/YAG-люмінофорних композитів. Присутність вологи призводить до окислення нітридного червоного люмінофора та зміщує колір теплого білого світлодіода в бік зеленої області спектру. Відомо, що поглинання вологи є основною причиною розшарування поверхні між матрицею та силіконовим герметиком. Повітряний проміжок, що утворюється між чіпом і люмінофором, вимагає додаткового понижуючого перетворення синіх фотонів у більш довжину хвилю. Це закінчується зміщенням кольору в бік жовтого.

Колірна температура

Світлодіодні панелі світильників використовуються для забезпечення загального освітлення, яке заповнює тіні, забезпечує орієнтацію та підтримує візуальну продуктивність. Колір світла, випромінюваного цими накладними світильниками, закладає основу для колірної гами простору. Колірна гамма, у свою чергу, впливає на приємність простору та суб’єктивну інтерпретацію атмосфери. Гарне освітлення не тільки створює чудову атмосферу та створює візуально приємне середовище, але має позитивний біологічний ефект і не створює фотобіологічної небезпеки. Усі ці цілі дизайну освітлення тісно пов’язані з корельованою колірною температурою (CCT) світла. Використання холодного білого світла цілком виправдано для комерційних, офісних, освітніх і роздрібних додатків, для яких розроблені світлодіодні панелі. Однак неосвічені споживачі звикли до надзвичайно холодного білого світла, яке дають люмінесцентні лампи. Незважаючи на те, що світлодіоди мають високу гнучкість у спектральному виході, азіатські виробники продовжують продавати продукти з високим CCT з міркувань вартості та ефективності.

Люди не повинні піддаватися довготривалому впливу світла, CCT якого перевищує 5300 K. CCT добре прогнозує вміст синього світла. Тепле біле світло містить менше синіх хвиль у своєму світловому спектрі. Холодне біле світло багате синім вмістом. Біле світло на холодній стороні шкали CCT (від 6000 K до 6500 K) не становить фотобіологічної небезпеки за нормальних поведінкових обмежень (група ризику 1). Однак це не означає, що безпека оптичного випромінювання гарантована. У середовищі надмірно високої інтенсивності, високого CCT освітлення, деякі групи населення, наприклад немовлята, які ще не розвинули реакцію відрази, можуть бути піддані ризику синього світла.

Більш практичним занепокоєнням освітлення з високим CCT є циркадні порушення. Люди часто працюють або навчаються допізна. Вночі та в темряві шишкоподібна залоза виділяє мелатонін, який бере участь у метаболічних процесах організму. Холодне біле світло з дуже високим відсотком синього пригнічує вивільнення мелатоніну, таким чином порушуючи ритм день/ніч і впливаючи на метаболічні функції. Фактично, помірно прохолодне біле світло (приблизно 4100 K) має синій вміст, який є достатньо високим, щоб підтримувати придушення мелатоніну та зменшувати сонливість протягом дня, одночасно заохочуючи вивільнення дофаміну, кортизолу та серотоніну для покращення працездатності, життєвої сили та концентрації.

Регульоване біле освітлення

Нові дослідження фізіологічних і психологічних ефектів світла дають безпрецедентний поштовх для розробки регульованих освітлювальних приладів CCT. Регульовані білі світлодіодні системи забезпечують змінне керування температурою кольору від теплого білого до холодного білого світла. За допомогою регульованого білого рішення можна реалізувати концепцію освітлення, орієнтованого на людину (HCL), щоб підтримувати здоров’я, благополуччя та продуктивність людей. Динамічні зміни рівнів освітлення та CCT природного денного світла генетично зареєстровані в біології людини як система внутрішнього годинника, яка відома як циркадний ритм. Порушення добового ритму призведе до переривання біологічних процесів у нашому організмі та призведе до негативних наслідків для здоров’я. Безперервно регульований діапазон колірних температур, наприклад, від 2700 K до 6500, дозволяє створювати сцени, які допомагають синхронізувати циркадний ритм людини з природним ходом дня. Регульоване біле освітлення також дозволяє встановлювати певну атмосферу для різних подій або завдань і таким чином створювати психологічно стимулююче середовище. Регульоване біле освітлення досягається шляхом змішування кольорів світлодіодів різних CCT. Світлодіоди керуються багатоканальним драйвером, яким керують різні протоколи, зокрема DALI, DMX або 0-10V.

Передача кольору

Ефективність передачі кольору світлодіодних панелей зіставляється з ціною та ефективністю на основі конкретних потреб застосування. Наскільки точно джерело світла показує кольори об’єкта порівняно з природним світлом, залежить від його спектрального розподілу потужності (SPD). Для того, щоб світлодіоди випромінювали світло, яке вірно відтворює кольори, велику кількість коротких хвиль, що випромінює напівпровідниковий кристал, необхідно перетворити на більш довжину хвилю для відтворення насичених кольорів. Зменшення довжини хвилі супроводжується втратою енергії Стокса, що зрештою погіршує ефективність світла. Щоб доставити потужність випромінювання досить широко у видимому спектрі, потрібно використовувати більше конверсійних люмінофорів, і це збільшує вартість упаковки світлодіодів.

Продукти загального освітлення зазвичай мають посередню передачу кольору, і світлодіодні панелі не є винятком. Індекс передачі кольору (CRI) 80 є типовим для світлодіодних панелей. Цієї продуктивності передачі кольору достатньо для виконання завдань, які не є критичними щодо кольору. Однак багато завдань вимагають високої передачі кольору джерела світла. Світлодіоди 80 CRI часто можуть спричиняти спотворення кольору через відсутність або недостатню кількість довжин хвиль у зонах насиченого кольору. Щоб простір виглядав приємно, а кольори виглядали природними, слід використовувати світлодіодні панелі з CRI 90 або більше. Ефективність відтворення насичених кольорів (від R9 до R14), яка не відображається в загальному CRI, також повинна відповідати мінімальним вимогам.

Однорідність кольору

Якщо світлодіодні панелі встановлюються у великих обсягах в одному проекті, колірні варіації від світильника до світильника слід враховувати в дизайні світильників. Щоб уникнути помітних різниць кольорів між кількома світильниками, світлодіоди, які використовуються у всіх світильниках, встановлених у приміщенні, об’єднані за хроматичністю (температурою кольору), а іноді — за світловим потоком і прямою напругою. Еліпси МакАдама від 5 до 7 (5 - 7 SDCM) наразі є репрезентативними для допуску варіації кольору в системах загального освітлення.

Контроль відблисків

Оскільки світлодіодні панелі мають велику поверхню випромінювання, яскравість під усіма горизонтальними кутами огляду така ж висока, як при погляді прямо на світлову панель. У великому офісі це призведе до дискомфортних відблисків, а також можливих відображень на дзеркальних екранах VDT. Щоб вирішити цю проблему, до багатошарової оптичної системи додається мікропризматичний дифузор. Мікропризматичний дифузор має такі геометричні структури, як піраміди, шестикутники та трикутні виступи. Призматичні конфігурації дозволяють захистити відблиски від поля зору під великими кутами. Коли високий візуальний комфорт має першорядне значення, світлодіодні ліхтарі на панелях розроблені для забезпечення уніфікованого рейтингу відблиску (UGR) 19 або менше.

Світлодіодна панель UGR < 19 (мікропризматичний розсіювач)
Зображення надано Powersave Solutions Italia

Світлодіодний драйвер

Світлодіодні ліхтарі панелі живляться від дистанційного драйвера, який забезпечує постійний вихід струму через джерело живлення з імпульсним режимом (SMPS). У типовій конфігурації драйвера мостовий випрямляч перетворює вхідну потужність змінного струму в потужність постійного струму. Залишок вхідного струму змінного струму, який з’являється на виході як зміна або пульсація, згладжується конденсатором. Схема активної корекції коефіцієнта потужності (PFC) розміщена на виході мостового випрямляча для виправлення фазових помилок і зменшення гармонік. Перемикаючий регулятор забезпечує жорстке регулювання та контроль вихідного струму, що подається на світлодіодне навантаження, використовуючи топологію, таку як понижуючий, підвищувальний, понижуючий, зворотний, або SEPIC. Регулювання перемикання створює електромагнітні перешкоди (EMI), які необхідно пригнічувати за допомогою додаткових схем і ретельної конструкції друкованої плати.

Драйвери SMPS розроблені як економічні одноступеневі системи або сучасні двоступеневі системи. Одноступінчасті драйвери поєднують функцію PFC і перетворювача DC-DC в одній схемі. Двоступеневі драйвери включають дві окремі схеми для регулювання AC-DC/PFC і DC-DC відповідно. Однокаскадні схеми прості, але зазвичай страждають від великих пульсацій струму. Двоступенева конструкція викликана високою кількістю компонентів, складністю схеми та витратами виробництва. Однак драйвери цього типу здатні подавати на навантаження точно відрегульовану напругу постійного струму з дуже малими пульсаціями та справлятися з більшими коливаннями вхідної напруги змінного струму.

Безперервне затемнення світильників світлодіодних панелей зазвичай досягається за допомогою регулювання постійного струму (CCR), також відомого як аналогове затемнення. Метод CCR регулює вихід світла, змінюючи силу струму, що подається на світлодіоди. Схемою затемнення часто керують за допомогою протоколу 0-10V. 0-10Драйвери, керовані V, зазвичай забезпечують плавне затемнення до 10 відсотків. Для додатків, які потребують узгодженого CCT у всьому діапазоні затемнення, життєздатним підходом є широтно-імпульсна модуляція (ШІМ). Драйвери ШІМ забезпечують цифрові імпульси різної ширини для затемнення світлодіодів.

Мерехтіння

Світлодіодні драйвери повинні бути розроблені так, щоб не тільки працювати з високою ефективністю, але й створювати мінімальні пульсації вихідного струму, що подається на світлодіодне навантаження. Залишкова пульсація є причиною мерехтіння світла з частотою, яка вдвічі перевищує частоту лінії електропередач (наприклад, 120 Гц або 100 Гц). Тривалий вплив мерехтіння напружує людське око, знижує ефективність зорових завдань і навіть викликає такі симптоми, як головний біль, мігрень та епілептичні припадки в деяких груп населення. Великі пульсації струму зазвичай виникають у виходах, створених недорогими однокаскадними драйверами через неповне придушення змінної форми сигналу після випрямлення. Незважаючи на те, що вартість часто перевищує якість світла, мерехтіння світла слід суворо контролювати, особливо враховуючи, що світлодіодні панелі мають більшу поверхню випромінювання, яка часто потрапляє в поле зору. Для плавного світлового потоку поточне значення пульсацій має бути зменшено до мінімуму (менше ±10 відсотків). Коли світильник працює на частоті 120 Гц, відсоток мерехтіння (модуляція мерехтіння) має бути менше 10 відсотків, а краще менше 4 відсотків.

Розмір і установка

Більшість світлодіодних світильників з боковим освітленням, призначених для установки в підвісні стелі, мають номінальний розмір 2' x 2' або 600 x 600 мм. 2' x 4' або 600 x 1200 мм є ще одним часто пропонованим розміром. Фактичний розмір світильника трохи менший. Світлодіодні панельні світильники мають варіанти монтажу для інтеграції в T-подібну стельову систему або для встановлення в гіпсокартон або штукатурку за допомогою комплектів додаткових фланців. Ці низькопрофільні світильники також можна монтувати на поверхні за допомогою комплектів аксесуарів або підвішувати за допомогою кабельних кріплень для літаків.

Ми є професійним виробником світлодіодних панелей, якщо у вас виникнуть додаткові запитання, зв’яжіться з нами.

Популярні Мітки: Ультратонкий плоский світлодіодний стельовий світильник edge-lit, Китай, постачальники, виробники, фабрика, купити, ціна, найкраще, дешево, продається, в наявності, безкоштовний зразок