Kantbelyst Ultratunn LED-taklampa med platt panel

LED-panelljus|Kantbelyst Ultratunn LED-taklampa med platt panel

En LED-panellampa är en låg profil, helt lysande panel som använder kantbelyst LED-teknik för att leverera enhetlig, jämn och visuellt bekväm direkt (nedåt) belysning. Funktionellt sett är det en plattskärm. Troffers är fyrkantiga, rektangulära eller linjära armaturer som monteras i taket och endast fördelar ljuset nedåt. De är arbetshästar på kontor, sjukhus, skolor och kommersiella anläggningar där taklampor är den primära källan till omgivnings- och arbetsbelysning. Målet med belysning i dessa utrymmen är att göra det möjligt för de boende att se sina visuella uppgifter enkelt och bekvämt samtidigt som de tar hänsyn till ekonomiska och miljömässiga aspekter och tar hänsyn till arkitektoniska hänsyn. Men under lång tid har detta varit ett omöjligt uppdrag på grund av de inneboende begränsningarna hos konventionell belysningsteknik.

Dilemmat med direkt belysning med konventionell optisk design

Allmän belysning i kommersiella och institutionella utrymmen tillhandahålls överallt av armaturer av direkttyp som ger 90 procent till 100 procent downlight. I motsats till allmänna diffusa och indirekta belysningssystem är armaturer av direkttyp mest effektiva för att leverera ljus till ett horisontellt arbetsplan. Ofta är de det enda alternativet för utrymmen med låg takhöjd, som finns i byggnader med undertak (dvs. falltak). Men att uppnå kvalitetsbelysning i arbetstyngda utrymmen som kontor, klassrum och laboratorier innebär mer än att bara specificera belysningsstyrkan. Dämpning av bländning, skuggor och andra oönskade visuella effekter är lika viktigt. I interiöra utrymmen där människor tillbringar lång tid med att arbeta eller lära sig, är belysning en kritisk del av designen som kan förbättra eller försämra organisationens produktivitet, uppgiftskoncentration, miljö- och arbetstillfredsställelse, sociala interaktioner, estetiska uppfattningar, säkerhet och trygghet.

Tidigare utmanades direktbelysning med armaturer designade på ett konventionellt sätt med att förbättra enhetligheten och minska obehagsbländningen. Olika optiska komponenter, t.ex. reflektorer, diffusorer, linser och jalusier, har använts för att kontrollera bländning från den oönskade synvinkeln eller för att reducera alltför hög luminans hos emissionsgränssnittet. Optiska system för lampbaserade fluorescerande armaturer är ganska skrymmande och ineffektiva. Lysdioder kan vara särskilt utmanande vid design av direktupplysta armaturer. På grund av sin design och funktion är LED-ljuskällor med hög flödestäthet som producerar koncentrerad ljuseffekt. Även med diffus avskärmning kan dessa exakta ljuskällor fortfarande skapa heta fläckar av fokuserat ljus som skulle försämra den visuella attraktionskraften hos en armatur. Hög diffusionsnivå påverkar LED-ljustransmissionen på grund av stora mängder spridningsförluster. Som sådan innebär konventionell optisk design av direkt belysning olika kompromisser.

Kantbelyst teknik

Kantbelyst teknologi drar nytta av ljusledartekniken samt egenskaper som är unika för lysdioder. En uppsättning miniatyrlysdioder är placerade längs två eller fyra kanter på en ljusstyrningspanel (LGP). Ljus som sänds ut av lysdioderna kopplas in i LGP och transporteras inom ljusledaren över ett önskat avstånd genom total intern reflektion (TIR). Ljusledaren har avbrottspunkter som tillåter ljus som fångas av ljusledaren att strömma ut. Dessa ljusutsugningspunkter är fördelade på ett sätt för att stödja en jämn fördelning av det läckta ljuset bakom en bakre reflektor. Ljusledaren bryter strålarna mot en opal diffusor som ger Lambertian fördelning av ljuset. Den optiska kombinationen av total reflektion, refraktion och Lambertian-spridning gör att det högintensiva ljuset som emitteras från kantmonterade lysdioder kan extraheras jämnt och fördelas över en emissionsyta.

Med intåget av kantbelyst LED-belysning har det aldrig funnits en bättre tid att ta bort underhållstunga lysrör och även de visuellt obehagliga direktupplysta LED-armaturer. Edge-lit teknologi gör det möjligt för armaturdesigners att skapa ytemissionsenheter med LED-punktkällor. Mjuk, behaglig luminans utan hårda skuggor över hela spännvidden av en ljuspanel ger oöverträffad visuell komfort som är omöjlig med konventionell design. Kantbelysta LED-paneler ger extremt enhetliga ljusfördelningar som är mycket önskvärda i allmänbelysningstillämpningar. Sidoemissionsdesignen möjliggör färgblandning i ljusledaren, detta löser problemet med färgens enhetlighet som kan vara uppenbart i direktupplysta LED-armaturer när det finns färgavvikelser mellan lysdioder.

I direktupplysta LED-armaturer som använder en diffusor, måste LED-modulen placeras på ett minimum avstånd från diffusorn för att undvika hårda heta fläckar av lysdioder. Eftersom kantbelysta optiska system inte längre behöver ett sådant baklängesavstånd och lysdioderna är sidomonterade i armaturen, kan LED-panelljus göras ultratunna med ett djup mindre än 10 millimeter. Den ultratunna profilen tillåter installationer i mycket grunda takrum.

Konstruktion

En kantbelyst LED-panellampa består av en flerskiktad optisk enhet och en aluminiumramenhet. Det flerskiktiga optiska systemet inkluderar vanligtvis en bottendiffusor, en ljusledarpanel och en vit reflektor. Den optiska enheten och en övre bakplatta av stål som skyddar den optiska enheten är säkrade med en slitsad aluminiumram. Inuti aluminiumramen monteras linjära LED-moduler med de ljusemitterande ytorna på lysdioderna vända mot ingångsänden av en ljusledare. Aluminiumramen ger mekaniskt stöd för den optiska enheten, rymmer LED-modulerna och skyddar lysdioderna från direkt sikt och fungerar som en kylfläns för att dra bort spillvärmen från halvledarövergången mellan lysdioderna.

Light Guide Panel (LGP)

Ljusguiden spelar en nyckelroll i den fotometriska prestandan hos en kantbelyst LED-panellampa. Den åtar sig att fånga och transportera ljus som sänds ut av lysdioderna och sedan extrahera det i önskad riktning i en enhetlig strålmatris. För maximal fångsteffektivitet för LED-ljus bör ljusingångsänden på en ljusledare utformas med ett kopplingsgränssnitt som matchar strålningsmönstret och paketkonfigurationen för de matchande lysdioderna. En vanlig praxis är att placera icke-linsförsedda SMD LED-paket i omedelbar närhet av en polerad kopplingsyta på en LGP med en tjocklek som är minst densamma som LES för LED. Ljusledarens TIR-effektivitet styrs av materialets brytningsindex och reflektansen hos guidens gränsyta. Ju högre brytningsindex och reflektans, desto bättre är TIR-effektiviteten. Det viktigaste inslaget i en ljusledare är det optiska mönstret av ljusextraktionspunkter. Ljusextraktion är den primära faktorn för att bestämma effektiviteten hos ljusledaren, såväl som ljusfördelningen av LED-panelen. Det optiska mönstret kan laseretsas, termiskt präglat, formsprutat eller tryckt. V-skurna spår, etsade punkter, tryckta punkter och pixelbaserade element är de vanligaste ljusextraktionsmönstren på LGP:er.

LGP med lysdioder som pumpar från sidan (Bild med tillstånd av Yongtek)

LGP är tillverkade av optiskt klara polymerer, såsom polykarbonat (PC) eller akryl (PMMA). Polykarbonat erbjuder överlägsen termisk stabilitet, antändningsbeständighet och hållbarhet jämfört med akrylhartser. Akryl är dock ett ledande materialval för LGP på grund av dess relativt låga kostnad, höga ljusgenomsläpplighet och goda UV-stabilitet. Nackdelarna med akryl är dess högre tendens att missfärgas under förhållanden med hög driftstemperatur och hög vattenabsorption. Medan akryl LGPs har en livslängd på 4 till 8 år beroende på driftsmiljön, LGPs gjorda av polystyren (PS) gul på två år på grund av polystyrenpolymerens dåliga fotostabilitet och termiska prestanda. Trots deras höga sannolikhet för snabb polymermissfärgning som bokstavligen tillkännager slutet på armaturens livslängd, används PS LGPs fortfarande i stor utsträckning i LED-panellampor gjorda för nybörjarmarknaden helt enkelt på grund av deras betydligt lägre kostnad i motsats till PC och akryl LGP.

Lumen underhåll

Kantbelysta LED-panellampor använder medelstora lysdioder av olika typer, inklusive SMD 2835, 3014, 4014, 3528, 5630, 2016, etc. Dessa lysdioder är PLCC-paket (blyade chipbärare) som, på grund av de inneboende egenskaperna hos paketplattformen, är av olika kvaliteter. PLCC-förpackningar har vanligtvis en hög initial effektivitet eftersom den reflekterande plastkaviteten och blyramspläteringen tillåter högeffektiv ljusextraktion. Emellertid kan PLCC-paket uppvisa snabb lumenförsämring, särskilt med tanke på att LED-panellampor ofta använder mellan- eller lågkvalitativa LED-lampor som med andra masstillverkade interiörbelysningsprodukter. Förpackningsmaterialen, såsom polyftalamid (PPA) eller polycyklohexylendimetylentereftalat (PCT) för den reflekterande kaviteten, silverpläterad blyram, fosforer och inkapslingsmedel, är benägna att försämras under höga termiska och/eller miljöpåfrestningar.

Lumenunderhåll av en LED-panellampa beror i allmänhet på tre variabler: LED-lumenunderhåll, termisk hantering och drivström. En lång lumenupprätthållande av ljuskällan under LM-80-15-testförhållandena (hustemperatur 55 grader eller 85 grader) är förutsättningen för en lång livslängd. Förbättrade plasthartser som epoxiformmassa (EMC) gör att medelstora lysdioder kan fungera vid högre temperaturer. Termisk hantering av lysdioderna bestäms av den ledande och konvektiva kyleffekten hos aluminiumramen. Aluminiumramen bör ha en tillräcklig yta för att säkerställa att dess termiska överföringshastighet överstiger belastningshastigheten (vid vilken termisk energi införs till kopplingen mellan lysdioderna). Drivströmmen bör hanteras på rätt sätt för att förhindra värmeuppbyggnad som ett resultat av överstyrning av lysdioderna.

Färgstabilitet

Jämfört med försämring av lumen är färgskiftning mer ett problem för kantbelysta LED-panellampor. Termisk nedbrytning, fotooxidation och andra försämringsmekanismer förekommer inte bara i LED-plastförpackningarna utan även på det flerskiktiga optiska systemet som är tillverkat av polymermaterial. Därför kan LED-panellampor genomgå fler försämringsmekanismer än andra typer av LED-armaturer. Lumenförsämring och färgskiftning är vanligtvis samtidiga konsekvenser av dessa felmekanismer. Medan lumenförsämring är den gradvisa minskningen av ljusflödet över tid, kan färgskiftning leda till betydande missfärgningar som kan göra ljuskvaliteten oacceptabel.

Riktningen på färgskiftningen kan indikera de försämrings-/försämringsmekanismer som är aktiva. En förskjutning i den blå riktningen kan relateras till missfärgning av plasthartset, förlust av fosforkvanteffektivitet, drift av fosforn över mättnadsflödesnivån, sedimentering och utfällning av fosforn, mekanisk skada såsom sprickor i fosfor-bindemedelsgränsytan. Fotooxidation och termisk nedbrytning av ljusledare, linser och diffusorer leder till en färgförskjutning mot den gula riktningen. En ökning av fosforens effektivitet kan också åtföljas av en färgförskjutning i den gula riktningen. Ett grönt skift är en indikation på kemiska förändringar i fosforn, såsom oxidation av nitridröd fosfor som skiftar emissionsintensiteten till kortare våglängder. Röda förskjutningar har viss likhet med gröna förskjutningar genom att de kan hänföras till spektrala förändringar i fosforn, möjligen på grund av termisk åldring av silikon/YAG-fosforkomposit eller släckning av vissa fosforer.

Fuktinträngning kan ofta vara en accelerator för spektrala förändringar i lysdioder. De flesta lysdioder använder silikonbindemedel som har hög vattengenomsläpplighet. När LED-panellampor fungerar i miljöer med hög luftfuktighet kan fukt diffundera in i silikon/YAG-fosforkompositerna. Närvaro av fukt resulterar i oxidation av nitridröd fosfor och gör att färgen på varmvit LED-emission skiftar mot det gröna spektralområdet. Fuktabsorption är kända för att vara de primära orsakerna till gränssnittsdelaminering mellan formen och silikoninkapslingen. Det resulterande luftgapet mellan chipet och fosforn kräver ytterligare nedkonvertering av de blå fotonerna till längre våglängder. Detta slutar med en färgförskjutning mot den gula riktningen.

Färgtemperatur

LED-panellampor används för att ge allmän belysning som fyller i skuggor, ger orientering och stödjer visuell prestanda. Färgen på ljuset som sänds ut av dessa takarmaturer lägger grunden för färgschemat i ett utrymme. Färgskalan påverkar i sin tur utrymmets behaglighet och subjektiv tolkning av atmosfärer. Bra belysning skapar inte bara fantastiska atmosfärer och skapar visuellt tilltalande miljöer, utan har en positiv biologisk effekt och utgör ingen fotobiologisk fara. Alla dessa designmål för belysning är nära förknippade med ljusets korrelerade färgtemperatur (CCT). Användningen av kallt vitt ljus är väl motiverat för kommersiella, kontors-, utbildnings- och detaljhandelsapplikationer för vilka LED-panellampor är designade. Men outbildade konsumenter har varit vana vid det extremt svala vita ljuset från lysrör. Trots det faktum att lysdioder är mycket flexibla i spektraleffekt, fortsätter asiatiska tillverkare att sälja produkter med hög CCT av kostnads- och effektivitetsskäl.

Människor bör inte utsättas länge för ljus som har en CCT som överstiger 5300 K. CCT är mycket förutsägande för innehållet av blått ljus. Varmvitt ljus innehåller mindre blå våglängder i sitt ljusspektrum. Kallt vitt ljus är rikt på blått innehåll. Vitt ljus på den kalla sidan av CCT-skalan (6000 K till 6500 K) utgör ingen fotobiologisk fara under normala beteendebegränsningar (riskgrupp 1). Det betyder dock inte att säkerheten för optisk strålning är garanterad. I en miljö med överdrivet hög intensitet och hög CCT-belysning kan vissa populationer, såsom spädbarn som ännu inte har utvecklat aversionssvar, löpa risk för blått ljus.

Det mer praktiska problemet med hög CCT-belysning är dygnsstörningar. Människor arbetar eller studerar ofta sent in på natten. På natten och under mörka förhållanden frisätter tallkottkörteln melatonin som är engagerat i kroppens metaboliska processer. Kallt vitt ljus med en mycket hög andel blått undertrycker frisättningen av melatonin, vilket stör dag/natt-rytmen och påverkar metaboliska funktioner. Faktum är att måttligt kallt vitt ljus (cirka 4100 K) har ett blått innehåll som är tillräckligt högt för att upprätthålla undertryckandet av melatonin och minska dåsighet under dagen samtidigt som det uppmuntrar frisättningen av dopamin, kortisol och serotonin för att förbättra prestanda, vitalitet och koncentration.

Avstämbar vit belysning

De framväxande studierna om ljusets fysiologiska och psykologiska effekter ger en aldrig tidigare skådad impuls till designen av CCT-avstämbara armaturer. Inställbara vita LED-system ger variabla färgtemperaturkontroller från varmvitt till kallvitt ljus. Med en avstämbar vit lösning kan konceptet med human centric lighting (HCL) implementeras för att stödja människors hälsa, välbefinnande och prestanda. De dynamiska förändringarna i ljusnivåer och CCT för naturligt dagsljus är genetiskt registrerade i mänsklig biologi som ett system av interna klockor, vilket är känt som dygnsrytmen. Avbrott i dygnsrytmen kommer att avbryta de biologiska processerna i vår kropp och resultera i negativa hälsokonsekvenser. Ett kontinuerligt justerbart område av färgtemperaturer från till exempel 2700 K till 6500 möjliggör skapandet av scener som hjälper till att synkronisera den mänskliga dygnsrytmen med dagens naturliga förlopp. Avstämbar vit belysning tillåter också inställningen av specifik atmosfär för olika händelser eller uppgifter och därmed skapande av psykologiskt stimulerande miljöer. Avstämbar vit belysning uppnås genom färgblandning av lysdioder från olika CCT. Lysdioderna styrs av en flerkanalsdrivrutin som kan styras av olika protokoll inklusive DALI, DMX eller 0-10V.

Färgåtergivning

Färgåtergivningsprestandan hos LED-panellampor vägs mot kostnad och effektivitet baserat på applikationens särskilda behov. Hur exakt en ljuskälla visar ett objekts färger jämfört med det naturliga ljuset beror på dess spektrala effektfördelning (SPD). För att lysdioderna ska producera ljus som återger färger troget måste en stor mängd korta våglängder som emitteras av halvledarmatrisen nedkonverteras till längre våglängder för att återge mättade färger. Våglängdsnedkonvertering åtföljs av Stokes energiförlust som i slutändan äventyrar ljuseffektiviteten. För att leverera strålningseffekt ganska brett över det synliga spektrumet måste fler omvandlingsfosforer användas, och detta ökar kostnaden för LED-förpackningar.

Allmänbelysningsprodukter har vanligtvis en medioker färgåtergivning, och LED-panellampor är inget undantag. Ett färgåtergivningsindex (CRI) på 80 är typiskt för LED-panellampor. Denna färgåtergivningsprestanda är tillräcklig för att utföra uppgifter som inte är färgkritiska. Många uppgifter kräver dock en hög färgåtergivning av ljuskällan. De 80 CRI-lysdioderna kan ofta orsaka färgförvrängning på grund av att våglängder saknas eller är otillräckliga i de mättade färgzonerna. För att ett utrymme ska se trevligt ut och för att färgerna ska se naturliga ut bör LED-panellampor med en CRI på 90 eller högre användas. Återgivningsprestandan för mättade färger (R9 till R14), som inte återspeglas i den allmänna CRI, bör också uppfylla minimikraven.

Färgenhetlighet

När LED-panellampor installeras i stora volymer i ett enda projekt, bör färgvariationer från armatur till armatur beaktas i armaturdesign. För att säkerställa inga märkbara färgskillnader mellan flera armaturer, är lysdioder som används i alla armaturer installerade i ett utrymme inlagda för sin kromaticitet (färgtemperatur), och ibland deras ljusflöde och framåtspänning. En 5 till 7 MacAdam-ellipser (5 - 7 SDCM) är för närvarande representativ för färgvariationstoleransen i allmänna belysningstillämpningar.

Bländningskontroll

Eftersom LED-panellampor har en stor emissionsyta är luminansen vid alla betraktningsvinklar nära horisontellt lika hög som att titta rakt upp på den lysande panelen. På ett stort kontor kommer detta att resultera i obehagsbländning samt eventuella reflektioner i spegelbildande VDT-skärmar. För att lösa detta problem läggs en mikroprismatisk diffusor till det optiska flerskiktssystemet. Den mikroprismatiska diffusorn har geometriska strukturer som pyramider, hexagoner och triangulära åsar. Prismatiska konfigurationer gör det möjligt att skärma av bländning från synfältet i högre vinklar. När hög visuell komfort är av största vikt är LED-panellampor konstruerade för att ge en Unified Glare Rating (UGR) på 19 eller mindre.

UGR < 19 LED-panelljus (mikroprismatisk diffusor)
Bild med tillstånd av Powersave Solutions Italia

LED-drivrutin

LED-panellampor drivs av en fjärrstyrd drivrutin som ger konstant strömutmatning via en switching mode power supply (SMPS). I en typisk drivenhetskonfiguration omvandlar en brygglikriktare den inkommande växelströmmen till likström. Resten av AC-ingången som visas på utgången som en variation eller rippel utjämnas av kondensator. En aktiv effektfaktorkorrigeringskrets (PFC) är placerad vid utgången av brygglikriktaren för att korrigera fasfel och reducera övertoner. En växlingsregulator ger tät reglering och kontroll av strömutgången som ges till LED-lasten med hjälp av en topologi som buck, boost, buck-boost, flyback eller SEPIC. Omkopplingsreglering producerar elektromagnetisk störning (EMI) som måste undertryckas av ytterligare kretsar och noggrann design av kretskort.

SMPS-drivrutiner är utformade som antingen kostnadseffektiva enstegssystem eller toppmoderna tvåstegssystem. Enstegsdrivrutiner kombinerar funktionen hos PFC och DC-DC-omvandlare i en krets. Tvåstegsdrivrutiner inkluderar två separata kretsar för AC-DC/PFC respektive DC-DC-reglering. Enstegskretsar är enkla men lider vanligtvis av den stora strömrippeln. Tvåstegsdesignen utmanas med höga komponentantal, kretskomplexitet och tillverkningskostnad. Emellertid kan drivenheter av denna typ leverera till sin last en exakt reglerad likspänning med mycket små rippel och hantera större fluktuationer i den inkommande växelströmmen.

Kontinuerlig dimring av LED-panellampor åstadkommes vanligtvis med hjälp av konstantströmsreduktion (CCR), även känd som analog dimning. CCR-metoden justerar ljuseffekten genom att variera drivströmmen som matas till lysdioderna. Dimningskretsen styrs ofta genom 0-10V-protokollet. 0-10V-styrda drivrutiner ger i allmänhet mjuk dimning ner till 10 procent. För applikationer som kräver en konsekvent CCT över hela dimningsområdet är pulsbreddsmodulering (PWM) ett gångbart tillvägagångssätt. PWM-drivrutiner tillhandahåller digitala pulser med olika bredder för att dämpa lysdioderna.

Flimmer

LED-drivrutiner måste konstrueras för att inte bara fungera med hög effektivitet utan också generera minimala krusningar i utströmmen som tillförs LED-lasten. Kvarstående rippel är orsaken till ljusflimmer vid en frekvens som är dubbelt så stor som kraftledningsfrekvensen (t.ex. 120 Hz eller 100 Hz). Långvarig exponering för flimmer kommer att anstränga det mänskliga ögat, minska visuella arbetsuppgifter och till och med utlösa symtom som huvudvärk, migrän och epileptiska anfall i vissa populationer. Stora strömrippel uppstår vanligtvis i utgångar som produceras av lågkostnads ​​enstegsdrivrutiner på grund av ofullständig undertryckning av den alternerande vågformen efter likriktning. Trots att kostnaden ofta överväger ljuskvaliteten, bör ljusflimmer kontrolleras noggrant, särskilt med tanke på att LED-panellampor har en större emissionsyta som ofta är i synfältet. För en jämn ljuseffekt bör det aktuella rippelvärdet reduceras till ett minimum (mindre än ±10 procent). När armaturen drivs på 120 Hz frekvens bör procentandelen flimmer (flimmermodulering) vara mindre än 10 procent och helst mindre än 4 procent.

Storlek och installation

De flesta kantbelysta LED-panellampor designade för installation i falltak har en nominell storlek på 2' x 2' eller 600 x 600 mm. 2' x 4' eller 600 x 1200 mm är en annan vanlig storlek. Den faktiska armaturstorleken är något mindre. LED-panellampor levereras med monteringsalternativ för integrering i T-gallertaksystem eller för installation i gips eller gips med tillbehörsflänssatser. Dessa lågprofilarmaturer kan även ytmonteras med hjälp av tillbehörsramsatser eller hängas upp med flygplanskabelfästen.

Vi är professionella tillverkare av ledpanelljus, för fler frågor, kontakta oss.

Populära Taggar: kantbelyst ultratunn platt led taklampa, Kina, leverantörer, tillverkare, fabrik, köp, pris, bästa, billiga, till salu, i lager, gratisprov