Luci di inondazione a LED ad alta potenza (100 W, 200 W, 300 W, 400 W, 500 W)
Applicazioni
Proiettori a LED ad alta potenza(da 100 W a 500 W) sono progettati per fornire una notevole quantità di lumen per l'illuminazione di aree, strade, attività o d'accento. Questa versatile famiglia di apparecchi per esterni trova una vasta gamma di applicazioni che richiedono un'illuminazione direzionale su una zona definita, sia per evidenziare un punto di interesse con un fascio di luce fortemente focalizzato, sia per illuminare uniformemente ampie aree o superfici verticali con un'intensa luce bianca. Questi apparecchi possono essere utilizzati come fonte di luce rialzata per illuminare aree geometriche specifiche, come parcheggi, aeroporti, terminal merci, svincoli autostradali, campi sportivi, campi da golf, caselli autostradali, siti industriali e aree di stoccaggio all'aperto. I proiettori LED ad alta potenza vengono utilizzati anche per accentuare ed evidenziare elementi architettonici come facciate, monumenti, colonne e strutture iconiche. Le luci di inondazione sono orientabili e, insieme alla corretta progettazione del fascio, alle posizioni e alle altezze di montaggio, contribuiscono a una soluzione di illuminazione esterna molto efficace ma flessibile.
I contro delle luci ad alogenuri metallici
Proiettori a LEDsono creati per superare le prestazioni degli apparecchi convenzionali che richiedono molta energia e richiedono molta manutenzione. In passato, le applicazioni di illuminazione con proiettore ad alto flusso luminoso erano dominate dalle lampade ad alogenuri metallici. Sebbene le lampade ad alogenuri metallici offrano fino a 20 volte la durata e quattro volte l'efficienza rispetto alle lampade a incandescenza e siano disponibili con potenze molto elevate (fino a 2.000 Watt), possono presentare una serie di preoccupazioni.
Queste lampade funzionano a temperature più elevate (da 900 a 1.100 gradi) e pressioni elevate (da 520 a 3.100 kPa). Alla fine del loro ciclo di vita, sono soggetti a guasti non-passivi che possono comportare rischi di incendio.
Mentre le lampadine a wattaggio inferiore possono durare fino a 20.000 ore, le lampadine a wattaggio più elevato, come le lampadine da 1500 W comunemente presenti negli impianti degli stadi, in genere hanno una durata della lampadina drasticamente ridotta nell'ordine di 3.000 ore.
Il lungo tempo di avvio-e di riaccensione a caldo, nonché la durata ridotta in caso di frequenti operazioni di accensione e spegnimento rendono impossibile sfruttare il potenziale di risparmio energetico dei controlli dell'illuminazione con sistemi ad alogenuri metallici.
Un'altra preoccupazione con l'utilizzo di proiettori ad alogenuri metallici sono le elevate perdite ottiche. Una lampada ad alogenuri metallici diffonde i suoi lumen in tutte le direzioni, il che si traduce in una bassa efficienza di estrazione della luce.
Le lampade ad alto wattaggio spesso richiedono dispositivi ottici grandi e complessi per catturare e distribuire la luce, il che non solo aumenta i costi e le dimensioni dell'apparecchio, ma aumenta anche il carico del vento e il peso.
Illuminazione a LEDapre un mondo di opportunità
Negli ultimi dieci anni, la tecnologia di illuminazione ha visto un passaggio epocale da HID a LED. La trasformazione radicale è alimentata da una serie di interessanti vantaggi offerti dall’illuminazione a LED. L’efficienza luminosa dei LED ha superato le precedenti tecnologie di illuminazione superando i 200 lm/W e ha ancora un ampio margine di miglioramento. Il notevole miglioramento dell’efficienza della sorgente luminosa non è l’unico vantaggio dell’illuminazione a LED. L’opportunità di ottenere maggiori risparmi energetici oltre al semplice miglioramento dell’efficienza delle sorgenti luminose è ancora più sorprendente. Con l'illuminazione a LED, diversi aspetti dell'efficienza delle applicazioni di illuminazione (LAE), che includono l'efficienza di consegna ottica, l'efficienza spettrale e l'efficacia dell'intensità, possono essere considerati e co-ottimizzati per diverse applicazioni.
Le caratteristiche fisiche e ottiche uniche dei LED consentono un'erogazione più efficace della luce al bersaglio. Grazie all'ottica progettata con precisione, oltre il 90% della luce emessa dai LED può essere estratta dall'apparecchio e distribuita con precisione su un target definito. In confronto, più del 30% della luce prodotta da una lampada ad alogenuri metallici viene dispersa all'interno dell'apparecchio e non tutta la luce che fuoriesce dall'apparecchio viene erogata in una direzione utile per l'applicazione prevista.
È possibile disporre una serie di LED per formare un dispositivo di emissione superficiale che, in combinazione con il controllo ottico-su scala del pacchetto, fornisce distribuzioni controllabili con precisione con elevata uniformità di illuminamento per una migliore qualità dell'illuminazione e installazioni di apparecchi di illuminazione ridotte al minimo. Grazie alla dimmerabilità completa e istantanea e alla capacità di sopportare frequenti operazioni di accensione/spegnimento, i proiettori a LED possono essere controllati per fornire la giusta quantità di luce su richiesta, riducendo così il consumo di energia.Illuminazione a LEDoffre la nuova capacità di controllare con precisione la distribuzione della potenza spettrale (SPD), che consente di prescrivere una qualità del colore che massimizza il LER e le prestazioni visive.
Sebbene il risparmio energetico offra un vantaggio immediato, una parte significativa del ROI (ritorno sull'investimento) deriva dall'uso diProiettori a LEDè dovuto ai minori costi di manutenzione. I costi di manutenzione per l'illuminazione HID possono aumentare rapidamente se si considerano le spese di sostituzione di lampade, manodopera e attrezzature, mentre la tecnologia LED offre la possibilità di creare sistemi di illuminazione praticamente esenti da manutenzione- durante la durata di servizio stimata di numerosi anni o decine di migliaia di ore.
Progettazione e configurazione
Proiettori a LED ad alta potenzasono sistemi complessi perché le loro operazioni termiche, ottiche ed elettriche sono interdipendenti. Un insieme di componenti del sistema deve funzionare all'unisono per formare un insieme integrato che garantisca che i LED funzionino al massimo della loro capacità nelle condizioni ottimamente controllate dell'ambiente operativo. Il sistema in cui vengono assemblati i pacchetti LED per fornire resistenza meccanica, gestione termica, controllo ottico, alimentazione e protezione ambientale ha un impatto significativo sullo sblocco del pieno potenziale prestazionale dei LED e sul valore dell'apparecchio per una particolare applicazione.
Un proiettore a LED ad alta potenza è un sistema completamente integrato o un assieme modulare. Un proiettore a LED completamente integrato è dotato di un unico motore luminoso e il design degli altri componenti è dedicato a soddisfare le esigenze del motore luminoso. Un modulareProiettore a LEDè composto da più moduli LED. Questi moduli sono-motori luminosi autonomi che incorporano tutti i componenti funzionali tranne il circuito di pilotaggio. Il design integrato viene generalmente utilizzato in sistemi con una potenza nominale inferiore a 300 W. Il design modulare offre un'elevata flessibilità nelle configurazioni degli apparecchi di illuminazione, nonché la scalabilità del sistema per la costruzione di proiettori a LED con wattaggio più elevato.
Sorgente luminosa
Nell'attuale tecnologia LED utilizzata per le applicazioni di illuminazione, la luce bianca viene generata da LED convertiti al fosforo che combinano un LED blu basato su InGaN-con un convertitore-di fosforo. I LED convertiti al fosforo vengono confezionati utilizzando diverse piattaforme tecnologiche, il che porta a caratteristiche prestazionali diverse in base ai materiali di costruzione, all'architettura del pacchetto e ai processi di produzione. Le caratteristiche prestazionali più influenzate dei LED legate all'uso di diverse piattaforme di package sono l'efficacia luminosa, il deprezzamento del lumen e la stabilità del punto di cromaticità.
Sebbene i LED di media-potenza abbiano un'efficacia luminosa migliore rispetto ad altri tipi di LED, hanno la minore resistenza alla diminuzione del flusso luminoso e al cambiamento di colore. La resina plastica utilizzata per costruire l'alloggiamento riflettente è soggetta a degrado termico e fotografico. Sebbene i LED COB (chip{3}}on{4}}board abbiano migliorato la stabilità termica grazie all'assemblaggio dei chip LED su un substrato ceramico o su un circuito stampato con nucleo metallico (MCPCB), la matrice ad alta densità di chip LED può produrre una quantità eccessiva di calore che potrebbe sopraffare il percorso termico e introdurre un elevato stress termico sui fosfori.
La filosofia fondamentale del packaging dei LED ad alta potenza basati su ceramica e dei LED CSP (chip{0}}scale package) fornisce un percorso termico ad alta efficienza per estrarre il calore dalla regione attiva del LED. Questi LED mostrano un eccellente mantenimento del flusso luminoso anche a temperature di esercizio e correnti di pilotaggio elevate.
Un LED può essere caratterizzato come dotato di un particolare SPD, che ne definisce le prestazioni di resa cromatica e la temperatura di colore correlata (CCT). Il comportamento spettrale di un LED dipende dalla composizione del down-convertitore di fosforo. Il compromesso-tra qualità del colore ed efficacia luminosa è rimasto. La scelta del pacchetto LED a questo proposito oscillerà in direzioni diverse a seconda dei requisiti dell'applicazione.
Gestione termica
La gestione termica rimane una sfida onnipresente per i sistemi di illuminazione a LED ad alta potenza. In generale, i LED dissipano più del 50% della potenza elettrica in ingresso sotto forma di calore sul dischetto del semiconduttore. I LED bianchi basati su InGaN- mostrano un calo di efficienza a correnti di pilotaggio elevate. Maggiore è la corrente di azionamento, maggiore è la percentuale di energia elettrica convertita in calore. Inoltre, la conversione del fosforo-per trasformare la lunghezza d'onda più corta (blu) in una lunghezza d'onda più lunga (giallo) all'interno del pacchetto LED ad alta densità di flusso produce una quantità significativa di calore di Stokes.
Il calore deve essere allontanato dal pacchetto LED a una velocità superiore alla velocità con cui vengono generati i rifiuti. L'accumulo di calore surriscalderà il pacchetto LED, portando infine al deprezzamento del flusso luminoso e al guasto del dispositivo a causa del degrado del fosforo e del materiale del pacchetto, nonché all'aumento della formazione di difetti nei cristalli e alla crescita di dislocazioni della filettatura nella regione attiva del diodo.
L'obiettivo della gestione termica è garantire che la temperatura dei LED e di altri componenti-sensibili alla temperatura sia mantenuta entro limiti funzionali e massimi assoluti. Per raffreddare efficacemente i dispositivi a semiconduttore autoriscaldanti, la resistenza termica di tutti i componenti lungo il percorso termico tra la giunzione del LED e l'aria ambiente deve essere ridotta al minimo e il dissipatore di calore deve fornire un'adeguata capacità di assorbire il calore e quindi di convogliarlo nell'aria ambiente. Il trasferimento efficiente del calore disperso mediante conduzione termica dalla giunzione del LED al dissipatore di calore comporta la formazione di giunti saldati (o interconnessioni senza saldatura- senza saldatura) con maggiore affidabilità e capacità di conduzione termica elevata e l'uso di MCPCB a bassa resistenza termica e materiali di interfaccia termica.
Per facilitare la dissipazione del calore, il dissipatore di calore e l'alloggiamento di unProiettore a LEDsono generalmente formati in un unico pezzo e costruiti in lega di alluminio a basso contenuto di rame utilizzando il processo di estrusione, forgiatura a freddo o pressofusione. Un dissipatore di calore passivo comprende comunemente una struttura progettata aerodinamicamente di maggiore volume fisico, che massimizza contemporaneamente la superficie effettiva e il coefficiente di trasferimento del calore per convezione.
Circuiti di pilotaggio e controllo
La parte critica che definisce la durata e le prestazioni di afaro LED ad alta potenzaè l'autista. Sebbene gli alimentatori lineari comportino un'interessante riduzione dei costi e della complessità, la maggior parte dei driver LED utilizzati per far funzionare i sistemi LED ad alta potenza sono progettati come alimentatori a commutazione. I costi associati a tali driver LED sono relativamente elevati, ma questo svantaggio è significativamente controbilanciato dalla capacità dei driver di fornire una conversione di potenza con maggiore efficienza, un output di migliore qualità e una protezione più robusta dei LED contro condizioni operative anomale. Oltre alla conversione dell'alimentazione CA-CC principale, un driver LED SMPS esegue molte attività secondarie-in sequenza o in parallelo. Queste sotto-attività includono la riduzione delle armoniche e la correzione del fattore di potenza, lo screening e il filtraggio delle interferenze elettromagnetiche (EMI), l'isolamento galvanico tra primario e secondario, la regolazione della corrente di azionamento, il controllo dell'attenuazione, la protezione da sovratensione, cortocircuito, sovraccarico e guasti da sovratemperatura.
In genere, i driver LED implementano una topologia a due-fasi. Un driver LED che include uno stadio PFC attivo seguito da uno stadio convertitore CC-CC fornisce una corrente sostanzialmente costante al carico con un'elevata efficienza del circuito, consentendo al tempo stesso il funzionamento ad alta tensione e intervalli di tensione di ingresso ultra-ampi (ad esempio, 120–277 V CA, 347-480 V CA, 120-480 V CA, 90-528 V CA) e fornendo un'elevata immunità per il LED collegato moduli. (Nelle aree con un'elevata densità di fulmini, è comunque necessario aggiungere un dispositivo di protezione da sovratensione esterno.) Al contrario, i driver LED a stadio singolo devono affrontare molte limitazioni nelle applicazioni ad alta potenza, che includono bassa efficienza del convertitore, tensioni operative ridotte, elevata firma EMI, dimensioni e costi maggiori dei componenti di protezione da sovratensione, intervallo di regolazione ristretto e caratteristiche di ondulazione (sfarfallio) della corrente di uscita elevata.
Laddove sarà richiesto l'attenuazione come parte di qualsiasi strategia di controllo, il driver può essere configurato per supportare la regolazione della corrente di uscita attraverso la riduzione costante della corrente (CCR) e/o la modulazione dell'ampiezza dell'impulso (PWM). Può accettare input di controllo tramite un'interfaccia analogica (1-10 V CC) o un'interfaccia digitale (DALI, ZigBee, Z-Wave, ecc.).
Distribuzione della luce
Proiettori a LED ad alta potenzasono generalmente sistemi di illuminazione diretta che distribuiscono tutta la luce emessa nella direzione generale della superficie da illuminare. Questi apparecchi sono disponibili con fasci simmetrici e asimmetrici, con distribuzioni della luce che vanno da narrow spot a wide float. La distribuzione della luce di un apparecchio orientabile viene generalmente descritta con l'espansione del fascio basata sui gradi dell'angolo di campo dell'apparecchio. Le estensioni dei raggi sono spesso classificate nei tipi di raggi NEMA da 1 a 7 con i raggi più stretti che hanno numeri di tipo di raggio inferiori e i raggi più larghi con numeri più alti.
La natura direzionale dei LED consente loro di eliminare l'uso dell'ottica secondaria in alcune aree e nelle applicazioni di illuminazione diffusa. Tuttavia, la maggior parte delle applicazioni richiede l'uso di ottiche specializzate per regolare il flusso luminoso dalla sorgente luminosa in un fascio controllato. Controllo ottico perProiettori a LEDviene solitamente realizzato con riflettori o lenti. Poiché i LED offrono l'opportunità di estrarre il flusso luminoso direttamente dalla sorgente, le ottiche secondarie sono generalmente progettate come sistemi ottici su scala package-. Un design molto comune dell'ottica dei proiettori utilizza la riflessione interna totale (TIR).
L'ottica TIR può produrre fasci circolari lisci con larghezza completa a metà massima (FWHM), larghezze angolari strette fino a 10 gradi e un'efficienza ottica fino al 92%. Tuttavia, le ottiche TIR sono solitamente stampate in plastica che ha una stabilità termica limitata. Potrebbero essere stressati termicamente dai LED ad alta potenza-autoriscaldanti, le cui temperature del downconverter al fosforo- possono avvicinarsi a 150 gradi C. Quando un sistema di illuminazione pone requisiti elevati in termini di stabilità termica delle sue ottiche, un sistema di riflettori in alluminio progettato con precisione potrebbe essere una scelta più appropriata.
Lotta contro i fallimenti-indotti dall'ambiente
Gli apparecchi per esterni sono continuamente esposti ad ambienti difficili e condizioni meteorologiche estreme. Esercitare uno stretto controllo delle condizioni ambientali per una potenza elevataProiettore a LEDè importante quanto la gestione termica, l'ingegneria ottica e la regolazione della corrente di azionamento. È una pratica necessaria sigillare olisticamente gli apparecchi di illuminazione in tutti i punti di ingresso e di transizione dei materiali per proteggere il sistema di illuminazione dall'ingresso di polvere e dall'invasione di pioggia/acqua da qualsiasi direzione. Il vano ottico deve essere protetto da una lente in vetro temperato che facilita anche la dispersione della polvere. Durante le mutevoli condizioni ambientali o i cambiamenti di temperatura all'interno del sistema di illuminazione, all'interno di un involucro ottico sigillato possono accumularsi pressione (che mette a dura prova le guarnizioni) e condensa (che offusca le lenti). L'installazione di uno sfiato a membrana nell'involucro sigillato consente l'equalizzazione della pressione e la rimozione della condensa. Un rivestimento di conversione chimica e una finitura protettiva con rivestimento in polvere conferiscono resistenza alla corrosione all'alloggiamento in alluminio.
Gli apparecchi di illuminazione devono essere costruiti con un'eccellente resistenza agli impatti meccanici come urti e vibrazioni. È necessario prestare particolare attenzione all'affidabilità del giunto di saldatura tra il pacchetto LED e l'MCPCB sotto l'influenza degli impatti meccanici.
https://www.benweilight.com/industrial-lighting/led-flood-light/bright-led-flood-lights.html
Insieme, lo miglioriamo.
Shenzhen Benwei Illuminazione Technology Co.,Ltd
Cellulare/Whatsapp:(+86)18673599565
E-mail:bwzm15@benweilighting.com
Skype: benweilight88
Web: www.benweilight.com
Aggiungere: Edificio F, zona industriale di Yuanfen, Longhua, distretto di Bao'an, Shenzhen, Cina
