High Bay belysning i kommercielle faciliteter

Store kassebutikker, detailvirksomheder, bilforhandlere, kommercielle varehuse, konferencecentre, udstillingslokaler, rekreative centre, sportsarenaer og gymnastiksale er blot nogle få eksempler på den slags steder, hvor et kommercielt-højlys er beregnet til brug. Disse indstillinger er typisk fri for lysproblemer såsom overdreven luftfugtighed, ætsende atmosfærer, ætsende kemikalier, støv, vibrationer fra tunge maskiner, ekstreme omgivende temperaturer og snavset elektricitet, i modsætning til industribygninger, som er berygtet svære at belyse.

Solid state-belysning baseret på LED-teknologi erstatter hurtigt fluorescerende og HID-belysning i high bay-belysningssektoren. Produktdesign svinger på grund af den indviklede sammensætning af LED-belysningssystemer. High bay LED-lys til kommerciel brug er en unik produktkategori, der er lavet med hensyn til bestemte anvendelser.

Høj bugt af kommercielkvalitet En arkitektonisk løsning til kommercielle rum med højt til loftet er LED-belysning. De er designet til at understrege den tilsigtede karakter af strukturen og er mere end blot tekniske belysningsarmaturer. I modsætning til klassiske, industrielle-høje bugter, kræver kommercielle bygninger som store kassebutikker og rekreationscentre en belysningsløsning, der både er meget energieffektiv og har et mere sofistikeret design. På grund af LED'ers lille størrelse og solid state-udholdenhed kan armaturdesignere nu konstruere lysarmaturer, der på dramatisk vis kombinerer form og funktion, og overgår begrænsningerne for ældre formfaktorer. Ud over at øge kildeeffektiviteten i høj grad tilbyder disse produkter energibesparelser.

Retningsbestemt belysning er ikke mulig med konventionelle metalhalogen- og fluorescerende pærer. Det kan være udfordrende effektivt at udvinde og omdirigere lysstrømmen fra disse rundstrålende-lamper til en mere fordelagtig og ensartet fordeling. Med omhyggeligt designet sekundær optik er det muligt at opnå en meget høj optisk leveringseffektivitet takket være LED'ernes retningsbestemte lysudbytte og lille pakkestørrelse.

Fordi LED'er er halvledere, kan de integreres i en række forskellige lysstyringssystemer, som gør det muligt at skræddersy belysningen til en bestemt applikation eller miljø. High Bay LED-lys kan opnå en høj belysningsapplikationseffektivitet (LAE), som er lig med betydelige ekstra energibesparelser, ved at levere den passende mængde lys, når det er nødvendigt.

Adskillige armaturdesign og ydelsesvariationer er resultatet af det brede udvalg af monteringshøjder, lysfordelinger, omkostningsmål, lumenpakker, farveegenskaber og indstillinger, som high bay-lys skal arbejde med og integrere. Kommercielle-høje LED-lys kan være afrundede eller lineære, og de kan konfigureres som modulære eller integrerede systemer. Anvendelsen og opgaverne i området samt de fysiske træk ved en bygnings indretning bestemmer formen og arrangementet af disse systemer.

Effektiviteten og pålideligheden af belysningssystemet bestemmer LED-lysets endelige værdi. Lyskilden, driver- og kontrolkomponenter, optisk system og køleplade er nogle af belysningssystemets flere komponenter, der yderligere påvirker disse faktorer. Enhver armaturdesignproces vil altid indebære afvejninger- mellem omkostninger og ydeevne. Kommercielle faciliteters moderate arbejdsindstillinger er mere tolerante over for brugen af billigere high bay LED-lys med et lille betjeningsvindue, på trods af at det er ekstremt vanskeligt at nå både ydeevne- og omkostningsmål på samme tid.

LED-pakkens mål bruges i mange af de ydelsesvariationer, der er tilgængelige i high bay belysningssystemer i dag. Designet af LED-pakker og deres integration i belysningssystemet bestemmer deres lysudbytte, lumenvedligeholdelsesydelser, farvetemperaturer, farvegengivelsesnøjagtighed og levetid. Reflekterende SMD LED'er bygget på PLCC-pakkeplatformen med blyholdig plast er ideelle tilhigh bay LED-lysaf den kommercielle sort. Sammenlignet med andre typer LED-pakker, såsom keramiske substrat højeffektpakker, chip-on-board (COB)-pakker og chip-skala-pakker (CSP'er), opnår PLCC LED-pakker en kildeeffektivitet, der er væsentligt højere på grund af den høje lysudvindingseffektivitet, der opnås med højreflekterende huse og blyrammer. High Bay-lys, der bruger reflekterende SMD LED-pakker til at producere hvidt lys, kan have en armatureffektivitet på mere end 180 lm/W, når de kombineres med højeffektive drivere og optik. Tilbagebetalingsperioden kan blive betydeligt forkortet af den høje effektivitet. Slutbrugere kan teoretisk set gå i balance med deres investering om to år med dette effektivitetsniveau.

Farvekvalitet og effektivitet er fundamentalt afvejet. Lysspektret af højeffektive LED'er mangler i vigtige bølgelængder, der er nødvendige for at producere de levende farver og over-mættet i de blå og grønne spektralbånd. I mange detail- og fritidsvirksomheder skaber livlige farver typisk en rig visuel oplevelse. Kun når man udsættes for optisk stråling med et afbalanceret spektrum, kan man skelne delikat og kompleks farve. Høj farvegengivelse og varmhvide LED'er er betydeligt mindre effektive på grund af Stokes-tab og lav øjenfølsomhed over lys med længere bølgelængde.

De pakke-relaterede fejlmekanismer for disse reflekterende SMD-LED'er gør designet og konstruktionen af et LED-armatur til et væsentligt problem, selvom den potentielle tilbagebetalingstid for LED-armaturer, der bruger højeffektive mellem-lysdioder, kan være tiltalende nok til at fremme et køb. Temperaturen har en betydelig indflydelse på vedligeholdelse af PLCC LED-pakkens lysstyrke. Hurtig nedbrydning af emballagematerialer ved høje temperaturer kan resultere i en betydelig reduktion i effektivitet. Lange driftstimer eller høje lysniveauer får den termoplastiske harpiks til at gulne, hvilket fremskynder lumenforringelsen.

Den korte levetid for et dårligt designet LED-armatur vil gøre dets høje initiale effektivitet ubrugeligt, medmindre overgangstemperaturen for plast-LED-pakkerne holdes under den angivne maksimale driftstemperatur under alle drev- og driftsforhold. Højere ydeevne produkter bruger EMC (epoxy molding compound) støbte LED-pakker til at udsætte begyndelsen af lysstyrkeforringelse og farveskift under høje driftstemperaturer. Sammenlignet med traditionelle PPA- og PCT-materialer tilbyder EMC bedre termisk stabilitet. Quad Flat No--ledningspakker (QFN), som tilbyder en høj-effektiv termisk kanal til at fjerne varme fra LED'ens aktive område, bruges typisk i designet af EMC-støbte LED'er.

For at alle plastik LED-pakker skal fungere kontinuerligt effektivt, er termisk styring naturligvis afgørende. Fordi epoxy har en begrænset kapacitet til at modstå varme, er EMC-støbte LED'er ikke anderledes. Varmeafledning og kørestrømregulering er to aspekter af LED termisk styring. For at opnå et højt lysoutput bruger lav-omkostningssystemer typisk et lille antal LED'er og driver dem hårdt. Generelt produceres der mere varme inde i halvlederpakkerne, jo højere drevstrømmen er. Emballagematerialernes termiske forringelse accelereres som følge heraf. Som følge heraf er en af nøglekomponenterne i termisk styring at holde drivstrømmen på et passende niveau.

Forbedring af systemets kapacitet til at fjerne varme fra LED-forbindelsen er hovedmålet med termisk konstruktion af LED-armaturer. Komponenternes termiske modstand langs hele den termiske bane skal sænkes for at sikre nem varmebevægelse for at opretholde overgangstemperaturkontrol.High Bay LED-lys af den kommerciellesort bruger ofte mindre end 250 watt elektricitet. Den termiske belastning kan styres uden behov for aktiv termisk styring ved at bruge MCPCB'er og TIM'er med høj varmeledningsevne i forbindelse med en vel-designet passiv køleplade. Den største bekymring er, at køleplader muligvis ikke er bygget for at reducere de samlede omkostninger ved systemet.

led bay lights

I mange tilfælde er korrekt optisk design lige så afgørende som temperaturkontrol. Sekundær optik, som både effektivt kan opsamle lys fra lyskilden og fordele lys ensartet for maksimal armaturafstand, kan resultere i betydelige yderligere energibesparelser. Over 90 % optisk leveringseffektivitet er mulig med et vel-designet optisk system. Typisk bruges PMMA eller polycarbonat linsearrays til at opnå den høje optiske systemeffektivitet. Et SMD LED-array kan have individuel optisk kontrol takket være et linsearray, der er fremstillet med flere linsekomponenter.

Med mere end 90 % effektivitet kan en total intern reflektion (TIR) linsearray give finjusterede optiske fordelinger fra smal til bred. LED'er er enheder med en høj fluxtæthed. For høje luminanser fra den koncentrerede emitter forårsager blænding. Ved at skabe æstetisk tiltalende stemninger, skal højlys i erhvervsbygninger fremme udviklingen af en god oplevelse og et engageret miljø. For kommercielle-høje LED-lys er blændingsdæmpning derfor en afgørende komponent i det optiske design.

LED-driveren på forsiden afhigh bay LED-lysomdanner vekselstrøm (AC) linjestrøm til jævnstrøm (DC) i overensstemmelse med LED-arrayets elektriske egenskaber. Typisk bruges en switch mode power supply (SMPS) til at konvertere ensrettet jævnstrøm til en foruddefineret størrelse af jævnstrøm. Enten et enkelt-- eller to--design kan bruges til at fuldføre AC- til DC-strømkonverteringsprocessen.

Effektfaktorkorrektion (PFC) og DC/DC-konvertering kombineres til et enkelt kredsløb i en enkelt- LED-driver. Et dedikeret kredsløb til aktiv effektfaktorkorrektion og et andet trin til DC/DC konstant strømstyring er funktioner i en to-LED-driver. På grund af deres billigere priser anvendes enkelt-drev i vid udstrækning i kommercielle applikationer. Sammenlignet med drivere i to-trin kan et enkelt integreret kredsløb, der udfører både PFC- og DC/DC-konverteringsoperationerne, spare 20-50 % på antallet af kredsløbsdele, størrelse og omkostninger. Enkelttrinstopologien har dog et snævert driftsspændingsområde, høj bølgestrøm, begrænset dæmpningsområde, begrænset PFC-ydeevne og sårbarhed over for overspænding fra overspændingsforekomster.

Enkelt-LED-drivere er ofte begrænset til lav-kommerciel belysningsapplikationer med høj-kvalitets vekselstrøm. Enkelt-topologier bliver umulige ved højere effektniveauer på grund af deres dårlige driftseffektivitet og store EMI-signatur. På grund af deres effektivitet, pålidelighed og dæmpningsevne giver to-drivere en bedre pris/ydelsesmulighed ved effektniveauer over 100W.

Tendensen med at integrere dæmpning, sansning, intelligens og netværk i kommercielle LED-belysningssystemer for at udnytte det energibesparende-potentiale ved lysstyring er drevet af den uendelige søgen efter effektivitet. Både puls-breddemodulation (PWM) og kontinuerlig strømreduktion (CCR) kan bruges til at dæmpe LED'er. I kommercielle applikationer blev 0-10V og 1-10V analoge protokoller meget brugt til at regulere dæmpningskredsløb. Analog belysning skal vige for digital belysning som følge af udviklingen af forbundne systemer og Internet of Things (IoT).

LED-armaturer kan adresseres individuelt, dæmpes og konfigureres ved hjælp af en kablet eller trådløs kommunikationsteknologi som DALI, Bluetooth mesh eller ZigBee. Når LED-armaturer er i stand til at kommunikere med deres omgivelser (ved at bruge information indsamlet fra tilstedeværelses- eller dagslyssensorer), kan lokale controllere, mobiltelefoner eller en hvilken som helst kombination af disse, høj-værdi kontekstuelt bevidste funktioner aktiveres.