Мощни светодиоди за осветителни приложения

01.03.2013, Брой 1/2013 / Технически статии / Осветление

  • Мощни светодиоди за осветителни приложения
  • Мощни светодиоди за осветителни приложения
  • Мощни светодиоди за осветителни приложения

Технически статии

 

Част II. Особености при експлоатацията, предпазване от свръхнапрежения и токове.

При разработката на нови модели мощни светодиоди (HPLED) производителите акцентират върху подобряването на техните спектрални характеристики и осигуряването на безопасна експлоатация. Сериозно внимание се обръща и на удължаването на експлоатационния им срок - вместо типичните 50 000 часа с намаляване на светлинния поток до 70% от първоначалния, вече се предлагат HPLED със 100 000 часа при намаляване до 90%.

В последните години производителите значително подобриха и херметичността на корпуса и затова повечето HPLED са с най-високия клас 1 на устойчивост на влага, който осигурява безотказната им работа неограничено дълго време при относителна влажност до 85%, съчетана с температура на въздуха до 30 °С.


› Реклама



Особености при експлоатацията на HPLED
При монтирането на мощните светодиоди в лампи трябва да се избягва зацапване или механична повреда на оптичната им система. Лещата е най-уязвимото място на светодиодите и нейното повреждане води до влошаване на оптическите параметри или по-сериозни усложнения. Поради това основен принцип е лещите да не се докосват. Обикновено, произвежданите HPLED са върху носещи пластини, между които при подреждане в кашони или складиране трябва да се оставя разстояние 1-2 cm. При монтирането в лампи HPLED трябва да се държат с пинсети за корпуса и да се избягват каквито и да е механични усилия върху лещите. В помощните материали за своите HPLED някои производители отбелязват от какви химични вещества те трябва да се предпазват, например вода, някои алкохоли и епоксидни лепила.

По отношение на запояването върху печатни платки, в техническата документация също се дават препоръки за всеки тип HPLED. Най-важните от тях са размерите на островчетата върху печатната платка, препоръчваните пасти и флюсове и профилът на запояване (подобно на други полупроводникови прибори).

При експлоатацията на белите мощни светодиоди трябва да се вземат предвид и някои особености на спектралната им характеристика. Белите мощни светодиоди съдържат синя светлина в спектъра си, която е вредна за очите и кожата подобно на ултравиолетовите и инфрачервените лъчи. Поради тази причина не се препоръчва непосредствено гледане в тях. Останалите цветове от видимия спектър не представляват опасност, но независимо от това общото правило е, че отблизо не трябва да се гледа пряко в HPLED. Това се отнася както за работещите в производството на LED лампи, така и за ползвателите им. Съществуват стандарти (IEC 60825 class 2, IEC62741-2006 и ANSI/IESNA RP-27.1-05 Photobiological Safety for Lamps and Lamp Systems-General Requirements), които определят условията за безопасно използване на LED осветление.


› Реклама


Предпазване от свръхнапрежения и токове
Както е известно, електростатичните разряди (ESD) са основната причина за появата на свръхнапрежения върху HPLED. Те могат да възникнат по време на производството, при транспортиране, монтаж или ремонт. Токове в права посока през мощните светодиоди над максимално допустимия обикновено са импулси с продължителност до 1 s поради процеси в захранването, от свръхнапрежения и при поставяне на LED лампа в осветително тяло при включено захранване. Тяхната амплитуда може да е над 10 пъти по-голяма от тока в нормален работен режим. Предизвиканите от въздействията повреди могат да са прекъснати свързващи проводници между полупроводниковия кристал и изводите на светодиодите или повреда на самия кристал около мястото на запояването им към него.

Защитата от свръхнапрежения в осветителни тела се прави чрез успоредно свързване към всеки HPLED на полупроводников прибор за потискане на отскоците на напрежение (TVS - Transient Voltage Suppressor). Осигуряваната защита обикновено е за напрежения от ESD между 2 и 4 kV.

За предпазване от големи токове се прилага пасивна и активна защита. Първата е по-проста и представлява последователно свързване към HPLED на термистор. Когато HPLED е част от осветително тяло, съдържащо и захранващ блок, се използват РТС (термистори с положителен температурен коефициент). При нагряването им (поради голям ток или висока околна температура) тяхното съпротивление нараства и ограничава IF, а когато причината изчезне съпротивлението им намалява, т. е. те действат като самовъзстановяващи се предпазители. Времето на задействане е от няколко стотици ms до 1 s и са най-ефективни, когато IF на HPLED е значително по-малък от техния максимален ток.

За случаите, когато LED лампите ще се включват към работещо захранване трябва да се използват нискоомни NTC (термистори с отрицателен температурен коефициент). В момента на включването те имат голямо съпротивление и ограничават тока, а при протичането му той ги нагрява и съпротивлението намалява до незначителна стойност. Важна особеност е, че времето за изстиване на нагретия NTC и, съответно, възстановяване на голямото му съпротивление е 30-120 s. Следователно, ако лампата се отстрани от захранването и веднага след това отново се включи, защитата няма да действа. Друга особеност е, че при нормалния IF съпротивлението на РТС и NTC е няколко W.

С помощта на TVS, допълнителни елементи и NMOS транзистор с индуциран канал се реализира активна защита вместо използването на NTC. По-сложната схема е за сметка на времето от няколко ms за възстановяване на голямото съпротивление и съпротивлението от няколко mW при номиналния IF.


› Реклама
› Реклама

 

Приложения на HPLED за осветление
Ползването на мощни светодиоди за вътрешно и външно осветление може да става чрез замяна на наличните лампи в съществуващите осветителни тела със светодиодни или разработване на нови осветителни тела с отчитане на особеностите на HPLED. Няма съмнение, че вторият начин е по-ефективен, като осигурява по-добри оптични и електрически параметри и по-добро охлаждане. Наличието в света на около 20 милиарда осветителни тела показва колко важни са техните подобрения и затова една от новите насоки в развитието на LED осветлението е разработването на специализирани осветителни тела.

Приложението на мощните светодиоди в интериорното осветление има много разновидности. В зависимост от конструкцията на ползващите ги осветителни тела може да се осигури насочена (Directional) и ненасочена (Non-Directional) светлина. На основата на HPLED се реализират вградени в тавана осветителни тела (Downlight), висящи осветителни тела, осветяване на части и на цели помещения. Също към вътрешното осветление се причислява това на закрити площи, свързани с транспорта, например гари, метростанции, тунели и др. Цветни HPLED в подходящи съчетания се използват за архитектурно осветление на помещения.

Светодиодите намират и множество приложения в екстериорното и архитектурно осветление също с възможност за ползване на цветни HPLED - фасади на сгради, стълбища, алеи (Path Lighting), дворове, градини, фонтани, басейни, паркинги, площади, улици и магистрали. Към него биха могли да се включат и всякакви преносими LED осветители.



› Реклама

 

 

ОЩЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМАТА

Предимства на светодиодната технология в аварийното осветлениеТехнически статии

Предимства на светодиодната технология в аварийното осветление

LED осветлението е все по-предпочитана технология в редица обществени, търговски и индустриални приложения, в това число и в аварийното осветление. Това е обусловено от факта, че светодиодните осветители притежават някои характеристики, които ги правят подходящо решение за аварийни осветителни инсталации.

Повишаване на качеството на осветлението в търговски сградиТехнически статии

Повишаване на качеството на осветлението в търговски сгради

Повечето проекти, касаещи обновяване на осветлението в търговски сгради, са съсредоточени върху намаляване на енергопотреблението. Според данни от различни изследвания осветлението в тези обекти обикновено заема над една трета от разходите за електроенергия.

Нови материали в съвременното светодиодно осветлениеТехнически статии

Нови материали в съвременното светодиодно осветление

Съвременните LED осветители стават все по-незабележими  и естествено сливащи се с интериора благодарение на еволюцията при производствените материали. Сред водещите тенденции в областта на модерното светодиодно осветление са по-малките габаритни размери, по-тънките и компактни корпуси, както и все по-интегрираните осветителни системи, които предлагат подобрена ефективност, а на практика са почти невидими.

Съвременни подходи в осветлението за лабораторииТехнически статии

Съвременни подходи в осветлението за лаборатории

Лабораторната дейност е с висока визуална интензивност. И макар голяма част от лабораторната работа днес да се извършва от високотехнологични системи и автоматизирано оборудване, способността на човешкото око да вижда добре и да възприема правилно играе ключова роля за достоверността на резултатите от провежданите изследвания, независимо от сферата на научноизследователската дейност.

Енергийно обследване на улично осветлениеТехнически статии

Енергийно обследване на улично осветление

Общественото осветление e използвано за първи път от съображения за сигурност, а днес на него се гледа като на нещо обикновено и необходимо за нормалния живот. Въпреки че ползите от него са много по-големи от недостатъците, има някои негативни аспекти на уличното осветление.

ИКИС, Филип Шкембов: Българските фирми направиха сериозен скок в последните годиниИнтервю

ИКИС, Филип Шкембов: Българските фирми направиха сериозен скок в последните години

Управителят на ИКИС СЛ Филип Шкембов разказва за настоящето на осветителните технологии, както и за мястото на България и българските производители на световния пазар в експертно интервю за читателите на ТД Инсталации.

Оценка на LED осветлението в търговски сградиТехнически статии

Оценка на LED осветлението в търговски сгради

Винаги когато настъпят промени вследствие въвеждането на нови технологии, настъпва период на объркване и противоречия до отшумяването на “старите методи”. Такъв е моментът и в осветителната индустрия по отношение на бързото развитие на LED осветлението, което превръща тази технология в примамлива опция за цялостно осветление за търговски и промишлени нужди.

Енергоспестяващо улично осветлениеТехнически статии

Енергоспестяващо улично осветление

Уличното осветление отчете голям технологичен напредък през последните няколко години. Основните насоки в развитието му са свързани с подобряване на визуалните условия за безопасно движение на моторните превозни средства и поддържане на обществената безопасност, намаляване на консумацията на електрическа енергия и редуциране на разходите за поддръжка на системите.

АБОНИРАЙ СЕ БЕЗПЛАТНО СЕГА

 

Уеб дизайн от Ей Ем Дизайн. Списание ТД Инсталации. TLL Media © 2017 Всички права запазени. Карта на сайта.

Top