LED-strålkastare med hög effekt (100W, 200W, 300W, 400W, 500W)

Ansökningar

Hög effekt LED strålkastare(100W till 500W) är designade för att leverera en betydande mängd lumen för områdes-, väg-, arbets- eller accentbelysning. Denna mångsidiga familj av utomhusarmaturer hittar en mängd applikationer som kräver riktad belysning över en definierad zon, oavsett om det är för att belysa en intressant punkt med en starkt fokuserad ljusstråle eller för att jämnt belysa stora områden eller vertikala ytor med intensivt vitt ljus. Dessa armaturer kan användas som en upphöjd ljuskälla för att belysa specifika geometriska områden, såsom parkeringsplatser, flygplatser, godsterminaler, motorvägsbyten, idrottsplatser, golfbanor, tullplatser, industriområden och utomhusförråd. LED-strålkastare med hög effekt används också för att accentuera och framhäva arkitektoniska element som fasader, monument, pelare och ikoniska strukturer. Strålkastare är riktbara, vilket tillsammans med korrekt stråldesign, placeringar och monteringshöjder bidrar till en mycket effektiv men ändå flexibel utomhusbelysningslösning.

Nackdelarna med metallhalogenlampor

LED strålkastareär skapade för att överträffa konventionella armaturer som är strömkrävande och underhållstunga. Tidigare dominerades strålkastarapplikationer med hög lumeneffekt av metallhalogenlampor. Medan metallhalogenlampor erbjuder upp till 20 gånger så lång livslängd och fyra gånger så mycket effektivitet jämfört med glödlampor och finns i mycket höga watt (upp till 2 000 watt), kan de ge upphov till ett antal problem.

Dessa lampor fungerar vid högre temperaturer (900 till 1 100 grader) och höga tryck (520 till 3 100 kPa). Vid slutet av livet utsätts de för icke-passiva fel som kan utgöra brandfara.

Medan glödlampor med lägre watttal kan hålla så länge som 20 000 timmar, har glödlampor med högre watt, såsom 1500 W-lampor som vanligtvis finns i stadionarmaturer, vanligtvis en drastiskt förkortad glödlampslivslängd inom 3 000 timmars intervall.

Den långa uppstarts--tiden samt den förkortade livslängden vid frekvent på-/avkoppling gör det omöjligt att utnyttja energibesparingspotentialen hos belysningskontroller med metallhalogensystem.

Ett annat problem med att använda metallhalogenstrålkastare är höga optiska förluster. En metallhalogenlampa kastar sin lumeneffekt i alla riktningar, vilket resulterar i en låg ljusextraktionseffektivitet.

Högeffektslampor kräver ofta stora och komplexa optiska enheter för att fånga och distribuera ljus, vilket inte bara ökar kostnaden och storleken på armaturen utan också ökar vindbelastningen och vikten.

LED-belysningöppnar upp en värld av möjligheter

Under det senaste decenniet har strålkastartekniken sett en monumental förändring från HID till LED. Den radikala omvandlingen drivs av en rad övertygande fördelar som LED-belysning erbjuder. Ljuseffektiviteten hos lysdioder har överträffat tidigare belysningstekniker och överstiger 200 lm/W och har fortfarande betydande utrymme att förbättra. Den anmärkningsvärda förbättringen av ljuskällans effektivitet är inte den enda dödande fördelen med LED-belysning. Möjligheten att ge större energibesparingar utöver bara förbättringar av ljuskällans effektivitet är mer hisnande. Med LED-belysning kan olika aspekter av ljusapplikationseffektivitet (LAE), som inkluderar optisk leveranseffektivitet, spektral effektivitet och intensitetseffektivitet, övervägas och sam-optimeras för olika applikationer.

De unika fysiska och optiska egenskaperna hos lysdioder möjliggör mer effektiv leverans av ljuset till målet. Med precisionskonstruerad optik kan mer än 90 % av ljuset som sänds ut av lysdioderna extraheras ur armaturen och distribueras exakt till ett definierat mål. Som jämförelse försvinner mer än 30 % av ljuset som produceras av en metallhalogenlampa i armaturen och inte allt ljus som strömmar ut från armaturen levereras i en riktning som är användbar för den avsedda applikationen.

En uppsättning lysdioder kan arrangeras för att bilda en ytemissionsenhet som, i kombination med optisk styrning i paket-skala, levererar exakt kontrollerbara fördelningar med hög belysningslikformighet för förbättrad belysningskvalitet och minimerade installationer av armaturer. Med full, omedelbar dimbarhet och förmågan att uthärda frekventa på/av-växlingar, kan LED-strålkastare styras för att leverera rätt mängd ljus vid behov, och därmed minska energianvändningen.LED-belysningerbjuder den nya förmågan att exakt styra den spektrala kraftfördelningen (SPD), vilket möjliggör förskrivning av färgkvalitet som maximerar LER och visuell prestanda.

Medan energibesparingar ger en omedelbar fördel, är en betydande del av ROI (return on investment) från användningen avLED strålkastareberor på minskade underhållskostnader. Underhållskostnaderna för HID-belysning kan snabbt öka när man räknar med utgifterna för ersättningslampor, arbetskraft och utrustning, medan LED-teknik ger möjlighet att skapa belysningssystem som är praktiskt taget underhållsfria- under den angivna livslängden på många år eller tiotusentals timmar.

Design och konfiguration

LED-strålkastare med hög effektär komplexa system eftersom deras termiska, optiska och elektriska funktioner är beroende av varandra. En uppsättning systemkomponenter måste arbeta unisont för att bilda en integrerad helhet som säkerställer att lysdioderna presterar till sin fulla kapacitet under de optimalt kontrollerade förhållandena i driftsmiljön. Systemet i vilket LED-paketen är sammansatta för att ge mekanisk styrka, värmestyrning, optisk kontroll, strömförsörjning och miljöskydd har en betydande inverkan på att låsa upp den fulla prestandapotentialen hos lysdioderna och värdet av armaturen för en viss applikation.

En högeffekts LED-strålkastare är antingen ett helt integrerat system eller en modulär enhet. En helt integrerad LED-strålkastare har en enkelljusmotor och designen av andra komponenter är tillägnad ljusmotorns behov. En modulärLED översvämningsljusbestår av flera LED-moduler. Dessa moduler är fristående-ljusmotorer som innehåller alla funktionella komponenter utom drivkretsen. Den integrerade designen används vanligtvis i system med en wattstyrka på mindre än 300W. Den modulära designen ger hög flexibilitet i armaturkonfigurationer samt systemskalbarhet för konstruktion av LED-strålkastare med högre effekt.

Ljuskälla

I nuvarande LED-teknik som används för strålkastarapplikationer genereras vitt ljus av fosforkonverterade lysdioder som kombinerar en InGaN-baserad blå LED med en fosfornedåt-omvandlare. Fosforkonverterade lysdioder förpackas med hjälp av olika teknikplattformar, vilket leder till varierande prestandaegenskaper baserade på konstruktionsmaterial, förpackningsarkitektur och tillverkningsprocesser. De mest påverkade prestandaegenskaperna hos lysdioder relaterade till användningen av olika paketplattformar är ljuseffektivitet, lumenförsämring och kromaticitetspunktstabilitet.

Medan medelstora-lysdioder har bättre ljuseffektivitet än andra typer av lysdioder, har de minst motstånd mot lumenförsämring och färgskiftning. Plasthartset som används för att konstruera det reflekterande höljet är benäget att utsättas för termisk och fotoförsämring. Medan chip-on-board (COB) LED-lampor har förbättrad termisk stabilitet som ett resultat av montering av LED-chips på ett keramiskt substrat eller kretskort med metallkärna (MCPCB), kan högdensitetsarrayen av LED-chips producera en överdriven mängd värme som kan överväldiga den termiska vägen och tillföra en hög värmeförmåga.

Den grundläggande förpackningsfilosofin med keramiskt baserade högeffekts-LED och chip-scale package (CSP)-LED ger en högeffektiv termisk väg för att extrahera värme från den aktiva delen av lysdioden. Dessa lysdioder uppvisar utmärkt underhåll av lumen även vid höga driftstemperaturer och drivströmmar.

En lysdiod kan karakteriseras som att den har en viss SPD, som definierar dess färgåtergivningsprestanda och korrelerade färgtemperatur (CCT). Det spektrala beteendet hos en lysdiod beror på sammansättningen av fosfornedåtriktaren-. Avvägningen- mellan färgkvalitet och ljuseffektivitet har kvarstått. Valet av LED-paket i detta avseende kommer att svaja i olika riktningar beroende på applikationskraven.

Termisk hantering

Termisk hantering är fortfarande en utmanande utmaning för högeffekts LED-belysningssystem. I allmänhet avleder lysdioder mer än 50 % av den elektriska ineffekten som värme vid halvledarformen. InGaN-baserade vita lysdioder uppvisar en effektivitetsminskning vid höga drivströmmar. Ju högre drivströmmen är, desto högre procentandel elektrisk effekt omvandlas till värme. Dessutom producerar fosfor ned-omvandling för att omvandla kortare våglängd (blå) till längre våglängd (gul) inom LED-paketet med hög flödestäthet en betydande mängd Stokes-värme.

Värme måste flyttas bort från LED-paketet i en takt som överstiger den hastighet som avfallet genereras. Värmeackumulering kommer att överhetta LED-paketet, vilket så småningom leder till lumenförsämring och enhetsfel på grund av nedbrytning av fosfor och förpackningsmaterial samt ökade kristalldefektbildningar och tillväxt av gängdislokationer i det aktiva området av dioden.

Målet med termisk hantering är att säkerställa att temperaturen på lysdioderna och andra- temperaturkänsliga komponenter hålls inom funktionella och absoluta maxgränser. För att effektivt kyla de självuppvärmande halvledarenheterna måste det termiska motståndet för alla komponenter längs den termiska vägen mellan LED-övergången och omgivande luft minimeras och kylflänsen måste ge en tillräcklig kapacitet för att absorbera värmen och sedan föra bort den till den omgivande luften. Den effektiva överföringen av spillvärme genom termisk ledning från LED-övergången till kylflänsen involverar bildning av högre tillförlitlighet, hög värmeledningskapacitet lödfogar (eller löd-fria sammankopplingar) och användning av MCPCB:er med lågt termiskt motstånd och termiska gränssnittsmaterial.

För att underlätta värmeavledning, kylfläns och hölje av enLED översvämningsljusär vanligtvis utformade i ett stycke och är konstruerade av aluminiumlegering med låg kopparhalt med användning av extrudering, kallsmidning eller pressgjutning. En passiv kylfläns innefattar vanligtvis en aerodynamiskt utformad struktur med större fysisk volym, som samtidigt maximerar den effektiva ytan och konvektionsvärmeöverföringskoefficienten.

Drivrutin och styrkretsar

Den kritiska delen som definierar livslängden och prestanda för enLED-strålkastare med hög effektär föraren. Medan linjära strömförsörjningar ger en attraktiv minskning av kostnader och komplexitet, är de flesta LED-drivrutiner som används för att driva högeffekts-LED-system utformade som strömförsörjningsenheter. De associerade kostnaderna för sådana LED-drivrutiner är relativt höga, men denna nackdel uppvägs avsevärt av förarnas förmåga att tillhandahålla högre effektivitetseffektomvandling, bättre kvalitet och mer robust skydd av LED:erna mot onormala driftsförhållanden. Förutom den huvudsakliga AC-DC-strömomvandlingen, utför en SMPS LED-drivrutin många under-underuppgifter sekventiellt eller parallellt. Dessa deluppgifter inkluderar övertonsreduktion och effektfaktorkorrigering, skärmning och filtrering av elektromagnetisk störning (EMI), galvanisk isolering mellan primär och sekundär, reglering av drivström, dimningskontroll, skydd mot överspänning, kortslutning, överbelastning och övertemperaturfel.

Vanligtvis implementerar LED-drivrutinerna en två-topologi. En LED-drivrutin som inkluderar ett aktivt PFC-steg följt av ett DC-DC-omvandlarsteg ger en i stort sett konstant ström till lasten med hög kretseffektivitet, samtidigt som det möjliggör högspänningsdrift och ultra-vida inspänningsområden (t.ex. 120–277 VAC, 347-480 VAC, 498 VAC,4,120} VAC) och ger hög immunitet för de anslutna LED-modulerna. (I områden med hög blixtnedslagstäthet är det fortfarande nödvändigt att lägga till en extern överspänningsskyddsenhet.) Däremot möter enstegs LED-drivrutiner många begränsningar i högeffektapplikationer, som inkluderar låg omvandlareffektivitet, smala driftspänningar, en hög EMI-signatur, ökad storlek och kostnad för överspänningsskyddskomponenterna, smalt dimområde och hög utströms ripple-karakteristik.

Där dimning kommer att krävas som en del av någon styrstrategi, kan drivrutinen konfigureras för att stödja reglering av utströmmen genom konstant-strömreduktion (CCR) och/eller puls-breddmodulering (PWM). Den kan acceptera kontrollingång via ett analogt gränssnitt (1-10VDC) eller ett digitalt gränssnitt (DALI, ZigBee, Z-Wave, etc.).

Ljusfördelning

LED-strålkastare med hög effektär i allmänhet direktbelysningssystem som distribuerar allt emitterat ljus i den allmänna riktningen av ytan som ska belysas. Dessa armaturer finns i symmetriska och asymmetriska strålmönster, med ljusfördelningar från tight spot till wide flood. Ljusfördelningen för en riktbar armatur beskrivs vanligtvis med strålspridning baserat på armaturens fältvinkelgrader. Strålspridningarna klassificeras ofta i NEMA-stråltyperna från 1 till 7 med snävare strålar som har lägre stråltypsnummer och de bredare strålarna har högre nummer.

Den riktade karaktären hos lysdioder tillåter dem att eliminera användningen av sekundär optik i vissa områden och översvämningsbelysningsapplikationer. De flesta tillämpningar kräver dock användning av specialiserad optik för att reglera ljusflödet från ljuskällan till en kontrollerad stråle. Optisk kontroll förLED strålkastareåstadkommes vanligtvis med reflektorer eller linser. Eftersom lysdioder ger en möjlighet att extrahera sitt ljusflöde direkt från källan är den sekundära optiken vanligtvis utformad som optiska system i paket-skala. En mycket vanlig design av strålkastaroptik använder sig av total intern reflektion (TIR).

TIR-optik kan producera jämna cirkulära strålar med full bredd vid halva maximala (FWHM) vinkelbredder så smala som 10 grader och en optisk effektivitet så hög som 92 %. TIR-optik är dock vanligtvis gjuten av plast som har begränsad termisk stabilitet. De kan utsättas för termiskt stressade av de själv-uppvärmande högeffekts-LED-lamporna vars fosforsänkta-omvandlartemperaturer kan närma sig 150 grader C. När ett belysningssystem ställer höga krav på den termiska stabiliteten hos dess optik kan ett precisionskonstruerat aluminiumreflektorsystem vara ett lämpligare val.

Bekämpa miljömässigt-misslyckanden

Utomhusarmaturer utsätts kontinuerligt för tuffa miljöer och extrema väderförhållanden. Utövar noggrann kontroll av miljöförhållandena för en hög effektLED översvämningsljusär lika viktigt som värmestyrning, optisk teknik och reglering av drivström. Det är en obligatorisk praxis att holistiskt täta armaturerna vid alla ingångspunkter och materialövergångar för att skydda belysningssystemet från inträngning av damm och regn/vatteninvasion från alla håll. Den optiska enheten bör skyddas av en lins av härdat glas som också underlättar dammavledning. Under förändrade miljöförhållanden eller temperaturförändringar i belysningssystemet kan tryck (som belastar tätningar) och kondens (som försvårar linser) byggas in i ett förseglat optiskt hölje. Installation av en membranventil i den förseglade kapslingen möjliggör tryckutjämning och avlägsnande av kondens. En kemisk omvandlingsbeläggning och en skyddande pulverlackering ger aluminiumhöljet korrosionsbeständighet.

Armaturerna ska vara konstruerade med utmärkt motståndskraft mot mekaniska stötar som stötar och vibrationer. Noggrann hänsyn bör tas till tillförlitligheten hos lödfogen mellan LED-paketet och MCPCB under påverkan av mekaniska stötar.

https://www.benweilight.com/industrial-lighting/led-flood-light/bright-led-flood-lights.html

Tillsammans gör vi det bättre.
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co.,Ltd
Mobil/Whatsapp :(+86)18673599565
E-post:bwzm15@benweilighting.com
Skype: benweilight88
Webbplats: www.benweilight.com
Lägg till: F Building, Yuanfen Industrial Zone, Longhua, Bao'an District, Shenzhen, Kina