Kantbelyst Ultratynt LED-taklys med flatskjerm

LED panellys|Kantbelyst Ultratynt LED-taklys med flatskjerm

Et LED-panellys er et lavprofils, fullt lysende panel som bruker kantbelyst LED-teknologi for å levere ensartet, jevn og visuelt komfortabel direkte (nedover) belysning. Funksjonelt sett er det en flat panel troffer. Troffere er kvadratiske, rektangulære eller lineære lysarmaturer som monteres i taket og fordeler lyset kun nedover. De er arbeidshester på kontorer, sykehus, skoler og kommersielle anlegg der overliggende armaturer er den primære kilden til omgivelses- og arbeidsbelysning. Målet med belysning i disse rommene er å gjøre det mulig for beboerne å se sine visuelle oppgaver enkelt og komfortabelt, samtidig som de tar tak i økonomiske og miljømessige hensyn, og tar arkitektoniske hensyn. I lang tid har dette imidlertid vært et umulig oppdrag på grunn av de iboende begrensningene til konvensjonell lysteknologi.

Dilemmaet med direkte belysning med konvensjonell optisk design

Generell belysning i kommersielle og institusjonelle rom er allestedsnærværende levert av direkte-type armaturer som gir 90 prosent til 100 prosent downlight. I motsetning til generelle diffuse og indirekte lyssystemer, er armaturer av direkte type mest effektive når det gjelder å levere lys til et horisontalt oppgaveplan. Ofte er de det eneste alternativet for rom med lav takhøyde, som finnes i bygninger med nedhengte mekaniske tak (dvs. falltak). Men å oppnå kvalitetsbelysning i arbeidsfylte rom som kontorer, klasserom og laboratorier innebærer mer enn bare å spesifisere belysningsnivået. Redusering av gjenskinn, skygger og andre uønskede visuelle effekter er like viktig. I innvendige rom der folk bruker lang tid på å jobbe eller lære, er belysning et kritisk element i designet som kan øke eller forringe organisasjonens produktivitet, oppgavekonsentrasjon, miljø- og jobbtilfredshet, sosiale interaksjoner, estetiske oppfatninger, sikkerhet og sikkerhet.

Tidligere ble direkte belysning med armaturer utformet på en konvensjonell måte utfordret med å forbedre jevnheten og redusere ubehagsblending. Ulike optiske komponenter, f.eks. reflektorer, diffusorer, linser og lameller, har blitt brukt for å kontrollere gjenskinn fra den uønskede synsvinkelen eller for å redusere for høy luminans i emisjonsgrensesnittet. Optiske systemer for lampebaserte fluorescerende armaturer er ganske store og ineffektive. LED kan være spesielt utfordrende ved utforming av direkte opplyste armaturer. På grunn av deres design og drift er LED lyskilder med høy flukstetthet som produserer konsentrert lyseffekt. Selv med diffus skjerming kan disse presise lyskildene fortsatt skape varme flekker med fokusert lys som vil forringe den visuelle appellen til en armatur. Høyt diffusjonsnivå påvirker LED-lystransmisjonen på grunn av store mengder spredningstap. Som sådan innebærer konvensjonell optisk design av direkte belysning ulike kompromisser.

Kantbelyst teknologi

Kantbelyst teknologi drar nytte av lyslederteknologi så vel som egenskaper som er unike for LED. En rekke miniatyrlysdioder er plassert langs to eller fire kanter av et lyslederpanel (LGP). Lys som sendes ut av LED-ene kobles inn i LGP og transporteres innenfor lyslederen over en ønsket avstand gjennom total intern refleksjon (TIR). Lyslederen har avbruddspunkter som lar lys fanget av lyslederen slippe ut. Disse lysuttakspunktene er fordelt på en måte som støtter jevn fordeling av det rømte lyset bak en bakre reflektor. Lyslederen bryter strålene mot en opal diffusor som gir Lambertian-fordeling av lyset. Den optiske kombinasjonen av total refleksjon, refraksjon og Lambertian-spredning gjør at lyset med høy intensitet som sendes ut fra kantmonterte LED-er kan trekkes ut jevnt og fordeles over en emisjonsoverflate.

Med introduksjonen av kantbelyst LED-belysning har det aldri vært en bedre tid å droppe vedlikeholdstunge lysrør og også de visuelt ubehagelige, direkte belyste LED-armaturer. Kantbelyst teknologi gjør det mulig for armaturdesignere å lage overflateemisjonsenheter med LED-punktkilder. Myk, behagelig lysstyrke fri for harde skygger over hele spennet til et lyspanel gir enestående visuell komfort som er umulig med konvensjonelle design. Kantbelyste LED-paneler produserer ekstremt jevne lysfordelinger som er svært ønsket i generelle belysningsapplikasjoner. Sideemisjonsdesignet tillater fargeblanding i lyslederen, dette løser fargeensartethetsproblemet som kan være tydelig i direkte opplyste LED-armaturer når det er fargeavvik mellom LED-ene.

I direkte opplyste LED-armaturer som bruker en diffusor, må LED-modulen plasseres med en minimumsavstand fra diffusoren for å unngå sterke varmepunkter av LED. Siden kantbelyste optiske systemer ikke lenger trenger en slik tilbakeslagsavstand og LED-ene er sidemontert inne i armaturen, kan LED-panellys gjøres ultratynne med en dybde mindre enn 10 millimeter. Den ultratynne profilen tillater installasjoner i svært grunne takplenumer.

Konstruksjon

Et kantbelyst LED-panellys består av en flerlags optisk enhet og en aluminiumsrammeenhet. Det flerlags optiske systemet inkluderer vanligvis en bunndiffusor, et lyslederpanel og en hvit reflektor. Den optiske enheten og en toppplate i stål som beskytter den optiske enheten er sikret med en slisset aluminiumsramme. Inne i aluminiumsrammen monteres lineære LED-moduler med de lysemitterende overflatene til LED-ene vendt mot inngangsenden av en lysleder. Aluminiumsrammen gir mekanisk støtte for den optiske sammenstillingen, rommer LED-modulene og skjermer LED-ene fra direkte visning, og fungerer som en kjøleribbe for å trekke spillvarmen bort fra halvlederforbindelsen til LED-ene.

Light Guide Panel (LGP)

Lyslederen spiller en nøkkelrolle i den fotometriske ytelsen til et kantbelyst LED-panellys. Den forplikter seg til å fange opp og transportere lys som sendes ut av LED-ene og deretter trekke det ut mot ønsket retning i en jevn strålematrise. For maksimal fangsteffektivitet for LED-lys, bør lysinngangen til en lysleder utformes med et koblingsgrensesnitt som samsvarer med strålingsmønsteret og pakkekonfigurasjonen til de tilhørende LED-ene. En vanlig praksis er å plassere ikke-objektivede SMD LED-pakker i umiddelbar nærhet til en polert koplingsoverflate på en LGP med en tykkelse som er minst den samme som LES av LED. TIR-effektiviteten til lyslederen styres av materialets brytningsindeks og reflektansen til guidegrenseoverflaten. Jo høyere brytningsindeks og reflektans, desto bedre er TIR-effektiviteten. Det viktigste elementet i en lysleder er det optiske mønsteret til lysuttakspunkter. Lysuttak er den primære faktoren for å bestemme effektiviteten til lyslederen, samt lysfordelingen til LED-panelet. Det optiske mønsteret kan være laseretset, termisk preget, sprøytestøpt eller trykt. V-kuttede spor, etsede prikker, trykte prikker og pikselbaserte elementer er de ofte brukte lysekstraksjonsmønstrene på LGP-er.

LGP med lysdioder som pumper fra siden (bilde med tillatelse fra Yongtek)

LGP-er er laget av optisk klare polymerer, for eksempel polykarbonat (PC) eller akryl (PMMA). Polykarbonat gir overlegen termisk stabilitet, antennelsesmotstand og holdbarhet sammenlignet med akrylharpikser. Akryl er imidlertid et ledende materialvalg for LGP-er på grunn av relativt lave kostnader, høye lystransmittans og gode UV-stabilitet. Ulempene med akryl er dens høyere tendens til å misfarges under forhold med høy driftstemperatur og høy vannabsorpsjon. Mens akryl LGPs har en brukstid på 4 til 8 år avhengig av driftsmiljøet, LGPs laget av polystyren (PS) gul om to år på grunn av den dårlige fotostabiliteten og termiske ytelsen til polystyrenpolymeren. Til tross for deres høye sannsynlighet for rask polymermisfarging som bokstavelig talt kunngjør slutten på armaturens levetid, er PS LGP-er fortsatt mye brukt i LED-panellys laget for inngangsmarkedet ganske enkelt på grunn av deres betydelig lavere kostnad i motsetning til PC og akryl LGP.

Vedlikehold av lumen

Kantbelyste LED-panellys bruker mellomstore LED-er av forskjellige typer, inkludert SMD 2835, 3014, 4014, 3528, 5630, 2016, etc. Disse LED-ene er pakker med blyholdig chip-bærer (PLCC) som, på grunn av de iboende egenskapene til pakkeplattformen, er av ulike kvaliteter. PLCC-pakker har vanligvis høy initial effektivitet fordi det reflekterende plasthulrommet og belegget av blyramme tillater høyeffektiv lysuttak. Imidlertid kan PLCC-pakker vise raske lumenavskrivninger, spesielt med tanke på at LED-panellys ofte bruker middels eller lav kvalitet LED som med andre masseproduserte interiørbelysningsprodukter. Emballasjematerialene, som polyftalamid (PPA) eller polycykloheksylendimetylentereftalat (PCT) for det reflekterende hulrommet, sølvbelagt blyramme, fosfor og innkapslingsmiddel, er utsatt for forringelse under høye termiske og/eller miljømessige påkjenninger.

Lumenvedlikehold av et LED-panellys avhenger generelt av tre variabler: LED-lumenvedlikehold, termisk styring og drivstrøm. Et langt lumenvedlikehold av lyskilden under LM-80-15-testforholdene (hustemperatur 55 grader eller 85 grader ) er forutsetningen for en lang systemlevetid. Forbedrede plastharpikser som epoksystøpemasse (EMC) gjør at lysdioder med mellomstyrke kan fungere ved høyere temperaturer. Termisk styring av LED-ene bestemmes av den ledende og konvektive kjøleytelsen til aluminiumsrammen. Aluminiumsrammen bør ha et tilstrekkelig overflateareal for å sikre at dens termiske overføringshastighet overgår belastningshastigheten (ved hvilken termisk energi introduseres til krysset mellom lysdiodene). Drivstrømmen bør styres riktig for å forhindre termisk oppbygging som følge av overstyring av lysdiodene.

Fargestabilitet

Sammenlignet med svekkelse av lumen, er fargeskift mer et problem for kantbelyste LED-panellys. Termisk nedbrytning, fotooksidasjon og andre forringelsesmekanismer forekommer ikke bare i LED-plastpakkene, men også på det flerlags optiske systemet som er laget av polymermaterialer. Derfor kan LED-panellys gjennomgå flere forringelsesmekanismer enn andre typer LED-armaturer. Lumenforringelse og fargeskift er vanligvis samtidige konsekvenser av disse feilmekanismene. Mens lumenforringelse er den gradvise reduksjonen i lysstrøm over tid, kan fargeskifte føre til betydelige misfarginger som kan gjøre lyskvaliteten uakseptabel.

Retningen til fargeskiftet kan indikere nedbrytnings-/forringelsesmekanismene som er aktive. Et skifte i blå retning kan være relatert til misfarging av plastharpiksen, tap av fosfor kvanteeffektivitet, drift av fosfor over metningsfluksnivået, setning og utfelling av fosfor, mekanisk skade som sprekker i fosfor-bindemiddel-grensesnittet. Fotooksidasjon og termisk nedbrytning av lysledere, linser og diffusorer fører til et fargeskifte mot gul retning. En økning i effektiviteten til fosfor kan også være ledsaget av et fargeskifte i gul retning. Et grønt skift er en indikasjon på kjemiske endringer i fosforet, for eksempel oksidasjon av nitridrødt fosfor som skifter emisjonsintensitet til kortere bølgelengder. Røde skift har en viss likhet med grønne skift ved at de kan tilskrives spektrale endringer i fosforet, muligens på grunn av termisk aldring av silikon/YAG-fosforkompositt eller bråkjøling av noen fosfor.

Fuktinntrenging kan ofte være en akselerator for spektrale endringer i lysdioder. De fleste lysdioder bruker silikonbindemidler som har høy vannpermeabilitet. Når LED-panellys fungerer i miljøer med høy luftfuktighet, kan fukt diffundere innover silikon/YAG-fosforkomposittene. Tilstedeværelse av fuktighet resulterer i oksidasjon av nitridrødt fosfor og fører til at fargen på varmhvit LED-utslipp skifter mot det grønne spektralområdet. Fuktabsorpsjon er kjent for å være de primære årsakene til grensesnittdelaminering mellom dysen og silikoninnkapslingen. Det resulterende luftgapet mellom brikken og fosforet krever ytterligere nedkonvertering av de blå fotonene til lengre bølgelengder. Dette ender opp med et fargeskifte mot gul retning.

Fargetemperatur

LED-panellys brukes til å gi generell belysning som fyller ut skygger, gir orientering og støtter visuell ytelse. Fargen på lyset som sendes ut av disse overliggende armaturene legger grunnlaget for fargeskjemaet til et rom. Fargeskjemaet påvirker igjen det behagelige i rommet og den subjektive tolkningen av atmosfærer. God belysning skaper ikke bare flotte atmosfærer og skaper visuelt tiltalende miljøer, men har en positiv biologisk effekt og utgjør ingen fotobiologisk fare. Alle disse designmålene for belysning er nært forbundet med den korrelerte fargetemperaturen (CCT) til lys. Bruken av kjølig hvitt lys er godt begrunnet for kommersielle, kontor-, utdannings- og detaljhandelsapplikasjoner som LED-panellys er designet for. Imidlertid har uutdannede forbrukere vært vant til det ekstremt kjølige hvite lyset fra fluorescerende lamper. Til tross for at lysdioder er svært fleksible i spektraleffekt, fortsetter asiatiske produsenter å selge høye CCT-produkter av kostnads- og effektivitetshensyn.

Mennesker bør ikke eksponeres lenge for lys som har en CCT som overstiger 5300 K. CCT er svært prediktiv for innhold av blått lys. Varmt hvitt lys inneholder mindre blå bølgelengder i lysspekteret. Kaldt hvitt lys er rikt på blått innhold. Hvitt lys på den kjølige siden av CCT-skalaen (6000 K til 6500 K) utgjør ingen fotobiologisk fare under normale atferdsbegrensninger (risikogruppe 1). Det betyr imidlertid ikke at sikkerheten til optisk stråling er garantert. I omgivelser med overdreven høy intensitet, høy CCT-belysning, kan enkelte populasjoner, for eksempel spedbarn som ennå ikke har utviklet aversjonsrespons, være i fare for blått lys.

Den mer praktiske bekymringen ved høy CCT-belysning er døgnavbrudd. Folk jobber eller studerer ofte sent på kvelden. Om natten og under mørke forhold frigjør pinealkjertelen melatonin som er engasjert i kroppens metabolske prosesser. Kaldt hvitt lys med en svært høy prosentandel av blått undertrykker frigjøringen av melatonin, og forstyrrer dermed dag/natt-rytmen og påvirker metabolske funksjoner. Faktisk har moderat kjølig hvitt lys (rundt 4100 K) et blått innhold som er tilstrekkelig høyt til å opprettholde undertrykkelse av melatonin og redusere døsighet i løpet av dagen, samtidig som det oppmuntrer til frigjøring av dopamin, kortisol og serotonin for å forbedre ytelse, vitalitet og konsentrasjon.

Justerbar hvit belysning

De nye studiene om de fysiologiske og psykologiske effektene av lys gir enestående drivkraft til utformingen av CCT-justerbare lysarmaturer. Justerbare hvite LED-systemer gir variabel fargetemperaturkontroll fra varmt hvitt til kjølig hvitt lys. Med en justerbar hvit løsning kan konseptet med menneskesentrisk belysning (HCL) implementeres for å støtte menneskers helse, velvære og ytelse. De dynamiske endringene i lysnivåer og CCT-er av naturlig dagslys er genetisk registrert i menneskelig biologi som et system av interne klokker, som er kjent som døgnrytmen. Forstyrrelse av døgnrytmen vil avbryte de biologiske prosessene i kroppen vår og resultere i negative helsekonsekvenser. Et kontinuerlig justerbart område av fargetemperaturer fra for eksempel 2700 K til 6500 gjør det mulig å lage scener som hjelper til med å synkronisere den menneskelige døgnrytmen med dagens naturlige forløp. Justerbar hvit belysning tillater også innstilling av spesifikke omgivelser for forskjellige hendelser eller oppgaver og dermed skape psykologisk stimulerende miljøer. Justerbar hvit belysning oppnås ved fargeblanding av LED-er fra forskjellige CCT-er. LED-ene drives av en flerkanalsdriver som kan kontrolleres av forskjellige protokoller, inkludert DALI, DMX eller 0-10V.

Fargegjengivelse

Fargegjengivelsesytelsen til LED-panellys veies mot kostnad og effektivitet basert på applikasjonens spesielle behov. Hvor nøyaktig en lyskilde viser fargene til et objekt sammenlignet med det naturlige lyset avhenger av dens spektrale kraftfordeling (SPD). For at LED-ene skal produsere lys som gjengir farger trofast, må en stor mengde korte bølgelengder som sendes ut av halvlederdysen nedkonverteres til lengre bølgelengder for å gjengi mettede farger. Bølgelengdenedkonvertering er ledsaget av Stokes energitap som til slutt kompromitterer lyseffektiviteten. For å levere strålingskraft ganske bredt over det synlige spekteret, må mer konverteringsfosfor brukes, og dette legger opp kostnadene for LED-emballasje.

Generelle belysningsprodukter har vanligvis en middelmådig fargegjengivelse, og LED-panellys er intet unntak. En fargegjengivelsesindeks (CRI) på 80 er typisk for LED-panellys. Denne fargegjengivelsesytelsen er tilstrekkelig for å utføre oppgaver som ikke er fargekritiske. Mange oppgaver krever imidlertid en høy fargegjengivelse av lyskilden. De 80 CRI LED-ene kan ofte forårsake fargeforvrengning på grunn av manglende eller utilstrekkelig mengde bølgelengder ved de mettede fargesonene. For at en plass skal se behagelig ut og fargene skal virke naturlige, bør det brukes LED-panellys med en CRI på 90 eller høyere. Gjengivelsesytelsen til mettede farger (R9 til R14), som ikke gjenspeiles i den generelle CRI, bør også oppfylle minimumskravene.

Fargeenhet

Når LED-panellys installeres i store volumer i et enkelt prosjekt, bør fargevariasjoner fra armatur til armatur tas med i armaturdesign. For å sikre at det ikke er merkbare fargeforskjeller på tvers av flere armaturer, blir lysdioder som brukes i alle armaturer installert i et rom, lagret på grunn av deres kromatisitet (fargetemperatur), og noen ganger deres lysstrøm og fremspenning. En 5 til 7 MacAdam-ellipser (5 - 7 SDCM) er for tiden representativ for fargevariasjonstoleransen i generelle belysningsapplikasjoner.

Blendingskontroll

Siden LED-panellys har en stor emisjonsoverflate, er luminansen ved alle synsvinkler nær horisontal like høy som å se rett opp på det lysende panelet. På et stort kontor vil dette resultere i ubehagsblending samt mulige refleksjoner i speilvendte VDT-skjermer. For å løse dette problemet, er en mikroprismatisk diffusor lagt til det flerlags optiske systemet. Den mikroprismatiske diffusoren har geometriske strukturer som pyramider, sekskanter og trekantede rygger. Prismatiske konfigurasjoner gjør det mulig å skjerme gjenskinn fra synsfeltet i høyere vinkler. Når høy visuell komfort er avgjørende, er LED-panellys konstruert for å gi en Unified Glare Rating (UGR) på 19 eller mindre.

UGR < 19 LED-panellys (mikroprismatisk diffuser)
Bilde med tillatelse fra Powersave Solutions Italia

LED-driver

LED-panellys drives av en ekstern driver som gir konstant strømutgang gjennom en svitsjemodusstrømforsyning (SMPS). I en typisk driverkonfigurasjon konverterer en brolikeretter den innkommende vekselstrømmen til likestrøm. Resten av AC-inngangen som vises på utgangen som en variasjon eller krusning, jevnes ut av kondensatoren. En aktiv effektfaktorkorreksjon (PFC)-krets er plassert ved utgangen av brolikeretteren for å korrigere fasefeil og redusere harmoniske. En svitsjingsregulator gir tett regulering og kontroll på strømutgangen som leveres til LED-lasten ved hjelp av en topologi som buck, boost, buck-boost, flyback eller SEPIC. Bytteregulering produserer elektromagnetisk interferens (EMI) som må undertrykkes av ekstra kretser og nøye kretskortdesign.

SMPS-drivere er utformet som enten kostnadseffektive enkelttrinnssystemer eller toppmoderne dobbelttrinnssystemer. Entrinns drivere kombinerer funksjonen til PFC og DC-DC omformer i en krets. To-trinns drivere inkluderer to separate kretser for henholdsvis AC-DC/PFC og DC-DC regulering. Enkeltrinnskretser er enkle, men lider vanligvis av den store strømbølgen. To-trinns design utfordres med høyt komponentantall, kretskompleksitet og produksjonskostnad. Drivere av denne typen er imidlertid i stand til å levere til sin last en nøyaktig regulert likespenning med svært små krusninger og håndtere større fluktuasjoner i den innkommende vekselstrøm.

Kontinuerlig dimming av LED-panellys oppnås vanligvis ved å bruke konstant strømreduksjon (CCR) dimming, også kjent som analog dimming. CCR-metoden justerer lyseffekten ved å variere drivstrømmen som mates til LED-ene. Dimmekretsene styres ofte gjennom 0-10V-protokollen. 0-10V-kontrollerte drivere gir generelt jevn dimming ned til 10 prosent . For applikasjoner som krever en konsistent CCT over hele dimmeområdet, er pulsbreddemodulasjon (PWM) en levedyktig tilnærming. PWM-drivere gir digitale pulser med forskjellige bredder for å dimme lysdiodene.

Flimmer

LED-drivere må være utformet for ikke bare å fungere med høy effektivitet, men også generere minimale krusninger i utgangsstrømmen som leveres til LED-belastningen. Resterende rippel er årsaken til lysflimmer ved en frekvens på to ganger strømlinjefrekvensen (f.eks. 120 Hz eller 100 Hz). Langvarig eksponering for flimmer vil belaste det menneskelige øyet, redusere visuell oppgaveytelse og til og med utløse symptomer som hodepine, migrene og epileptiske anfall i enkelte populasjoner. Stor strømrippel oppstår vanligvis i utganger produsert av lavpris ett-trinns drivere på grunn av ufullstendig undertrykkelse av den vekslende bølgeformen etter retting. Til tross for at kostnadene ofte oppveier lyskvaliteten, bør lysflimmer kontrolleres tett, spesielt med tanke på at LED-panellys har en lager-emisjonsoverflate som ofte er i synsfeltet. For en jevn lyseffekt bør gjeldende krusningsverdi reduseres til et minimum (mindre enn ±10 prosent). Når armaturen drives på 120 Hz frekvens, bør prosentandelen av flimmer (flimmermodulasjon) være mindre enn 10 prosent, og helst mindre enn 4 prosent.

Størrelse og installasjon

De fleste kantbelyste LED-panellys designet for installasjon i falltak har en nominell størrelse på 2' x 2' eller 600 x 600 mm. 2' x 4' eller 600 x 1200 mm er en annen vanlig størrelse. Selve armaturstørrelsen er litt mindre. LED-panellys leveres med monteringsmuligheter for integrering på T-gittertaksystemer eller for installasjon i gips eller gips med tilbehørsflenssett. Disse lavprofilarmaturene kan også monteres på overflaten ved hjelp av tilbehørsrammesett eller henges opp ved hjelp av flykabelfester.

Vi er en profesjonell produsent av LED-panellys, for flere spørsmål, vennligst kontakt oss.

Populære tags: kantbelyst ultratynt flatpanel led taklampe, Kina, leverandører, produsenter, fabrikk, kjøp, pris, best, billig, til salgs, på lager, gratis prøve