Elektrisko komponentu, ko izmanto gaismas izstarošanai telpā, sauc par apgaismes ierīci. Apgaismojuma biznesā bieži tiek lietoti vārdi "augsts līcis" un "zems līcis" apgaismojums, kas galvenokārt nosaka attiecīgo griestu platību un augstumu. Apgaismes ķermeņi, ko sauc par augstceltņu gaismekli, ir izgatavoti rūpnieciskiem objektiem, kas ir paaugstināti virs zemes vai darba virsmas. Pielietojums augstceltņu apgaismojumam var ietvert apgaismojuma sistēmas, kas paredzētas izmantošanai "augstos laukumos", piemēram, noliktavās, rūpniecības uzņēmumos, lielos mazumtirdzniecības uzņēmumos, sporta arēnās vai līdzīgās vietās, kur griesti var būt 30 pēdu vai augstāki.
Salīdzinājumā ar parastajiem HID augstceltņu gaismekļiem LED gaismekļi nodrošina vairākas priekšrocības, tostarp samazinātu enerģijas patēriņu, labāku jaudu pie lielākām piedziņas strāvām, ilgāku kalpošanas laiku, lielāku robustumu, mazāku izmēru, ātrāku pārslēgšanos un izcilu izturību un uzticamību. Tomēr sarežģītība, ko rada LED pārkaršana, ir nopietna problēma, izmantojot cietvielu apgaismojumu.
Siltuma un gaismas avots ir LED
Pusvadītāju diode ir cietvielu apgaismes ierīču pamats, ko attēlo gaismas diodes. Elektroni un caurumi atkal savienojas, kad diode ir novirzīta uz priekšu (aktivizēta vai ieslēgta), atbrīvojot enerģiju gaismas veidā. Šīs optoelektroniskās ierīces ražo siltumu, enerģiju pārvēršot gaismā, kam, ja ļauj uzkrāties, var paaugstināties darba temperatūra, izraisot efektivitātes pasliktināšanos un agrīnu atteici. Gaismas diodes veiktspēju bieži nosaka spēja kontrolēt krustojuma temperatūru un sasniegt ideālu līdzsvara darba temperatūru. sliktāka gaismas jauda, sliktāka gaismekļu efektivitāte, dominējošais viļņa garums un vēl īsāks dzīves ilgums bieži vien ir saistīti ar augstāku savienojuma temperatūru. Gaismas diodes savienojuma temperatūrai ir ievērojama ietekme gan uz tās kopējo efektivitāti, gan L70 kalpošanas laiku. Gallija nitrīda (GaN) gaismas diodes kalpošanas laiku var samazināt par 10 kH (1000 stundām) par katru 10 grādu savienojuma temperatūras paaugstināšanos (virs 25 grādiem). Gaismas diožu efektivitāte samazināsies par vairāk nekā 10 procentiem, ja savienojuma temperatūra tiks paaugstināta no 40 grādiem līdz 70 grādiem. Lai uzturētu veiktspēju un regulētu LED armatūras darba temperatūru noteiktām pārejas temperatūras un apkārtējās vides temperatūras izmaiņām, ir jāizstrādā atbilstoši siltuma pārvaldības risinājumi.
Vietās ar augstu apkārtējās vides temperatūru ir nepieciešams High Bay apgaismojums
Apgaismes ķermeņi bieži tiek uzstādīti pie griestiem vai tuvu tiem augstceltņu ēkās. Lai nodrošinātu pietiekamu apgaismojumu, šajās lampās parasti izmanto lieljaudas gaismas diodes. Gaismas diodei dotā elektriskā strāva un LED darba temperatūra ietekmē gan gaismas daudzumu, ko tā rada. Augstus elektriskās piedziņas signālus var izmantot, lai vadītu gaismas diodes ar lielu gaismas plūsmu, taču bieži vien šādi rīkojoties, gaismas diodes darbojas augstā temperatūrā. Turklāt augstas nodalījuma lietojumprogrammas parasti darbojas iestatījumos, kas ir kodīgāki un nopietnāki nekā zemā nodalījuma lietojumprogrammas. Īpaši ražošanas iekārtās, piemēram, tērauda rūpnīcās, liešanas rūpnīcās un stikla ražošanas rūpnīcās, augstās zonās var būt augstāka apkārtējā temperatūra, vairāk putekļu un eļļas daļiņu. Gaismas diode var tikt bojāta siltuma dēļ, ko rada tās pavadošās shēmas, strādājot korpusā ar nelielu daudzumu vietas un/vai vidē ar augstu apkārtējās vides temperatūru.
Rezultātā ir ļoti svarīgi pārvaldīt LED armatūras iekšpusē saražoto siltumu, vienlaikus izmantojot lieljaudas apgaismojumu vietās ar augstu apkārtējās vides temperatūru. Termiskā vadība attiecas uz sistēmas spēju noņemt no augstā armatūras siltuma pārpalikumu, kas uzkrājas krustojumā, kas bieži var pasliktināt fosforu un saīsināt lampas kalpošanas laiku. Izmantojot augstākās kvalitātes gaismekļu materiālus, uzlabotus siltuma izkliedes dizainus un pat temperatūras sensorus, kas automātiski samazina apgaismojumu, kad uzkrājas pārāk daudz siltuma, LED ražotāji vienmēr uzlabo savus dizainus augstākai temperatūrai.
Izmantojiet augstas kvalitātes gaismas diodes, lai izdzīvotu
Kopumā augstas kvalitātes gaismas diodes ir izturīgas sastāvdaļas, kas var darboties karstā vidē. Piemēram, CREE XM-L gaismas diodes var darboties savienojuma temperatūrā līdz 150 grādiem. LED gaismekļu relatīvā gaismas jauda samazinās tikai par 10 procentiem pie 60 grādu apkārtējās vides temperatūras, salīdzinot ar relatīvo gaismas jaudu pie 25 grādiem. Termiskā pretestība ir termins, ko lieto, lai aprakstītu ierīces kopējo spēju transportēt siltumu LED sektorā. Pašu gaismas diožu siltumizolācijas savienojums un iepakojums ir izstrādāts ar minimālām siltuma pretestības ceļiem. Maksimālā jauda, ko var izkliedēt LED komplektā, ir atkarīga no tā termiskās pretestības, kā arī no maksimālās darba temperatūras. Termiskā pretestība starp LED savienojumu un apkārtējo gaisu nosaka maksimālo priekšējo strāvu. spēcīgas LED savienojuma temperatūras rada liela siltuma uzkrāšanās gaismas diožu iekšpusē ar spēcīgu termisko pretestību. Ja tas notiek, pieaugošās gaismas diodes savienojuma temperatūras ietekme var līdzsvarot augošās tiešās strāvas ietekmi, liekot LED saglabāt vai pat samazināt gaismas jaudas līmeni, neskatoties uz tiešās strāvas palielināšanos. Lai maksimāli palielinātu gaismekļa kalpošanas laiku un optiskās īpašības, ir ļoti svarīgi, lai gaismeklis būtu konstruēts tā, lai samazinātu siltuma pretestību no lodēšanas punkta uz apkārtējo vidi. OSRAM Opto Semiconductors piedāvātajai OSLON Square LED saimei ir zema termiskā pretestība tikai 3,8 K/W, kas īpaši labi darbojas augstā apkārtējā temperatūrā un var sasniegt ievērojami vairāk nekā 50,{11}} stundu kalpošanas laiku pat augstā temperatūrā. temperatūra līdz 135 grādiem LED. Pamatojoties uz pastāvīgu strāvu un savienojuma temperatūru 120 grādos vai zemāk, Lumileds LUXEON K2 baltās gaismas diodes nodrošina 70 procentu lūmena uzturēšanu pie 50,{17}} stundu darbības ar 1000 mA tiešo strāvu. Tas var darboties ar nelielu izejas zudumu pie krustojuma temperatūras līdz 150 grādiem.
Termiskā kontrole: būtisks sistēmas veiktspējas aspekts
Efektīva termiskā konstrukcija ir būtiska rūpnieciskajiem apgaismes ķermeņiem, jo īpaši NLO stila augstiem nodalījumiem, kur shēmas un gaismas diodes ir ievietotas slēgtā korpusā, lai samazinātu šādu optoelektronisko ierīču darbības temperatūru, vienlaikus uzlabojot veiktspēju un uzticamību. Runājot par konstrukcijām ar augstu nodalījumu, siltuma izlietne, kas bieži vien ir integrēts gaismekļa korpuss, ir galvenais siltuma dizaina uzsvars. Katrs gaismas diodes savienojums un vadītāja korpuss ir paredzēts dzesēšanai ar siltuma izlietni. Lai paplašinātu siltuma izlietnes virsmas laukumu un veicinātu lielāku konvektīvo siltuma apmaiņu ar apkārtējo gaisu, siltuma izlietnes bieži ir izgatavotas no siltumu vadoša materiāla, piemēram, metāla, un tām ir spuras vai kanāli. Iespējama iebūvēta termiskā ventilācijas kamera, kas tiek ielieta korpusā. Materiāla sastāvs un apkārtējās vides faktori ietekmē augstās nodalījuma korpusa siltumvadītspēju. Siltumvadītspēja ir vēl viena siltuma noņemšanas metode, kuras pamatā ir sistēmas sastāvdaļu ģeometrija. Siltuma izlietņu izgatavošanai var izmantot jebkuru materiālu ar augstu siltumvadītspēju, tostarp, bet ne tikai, varu, alumīniju un metālu sakausējumus. Neskatoties uz to, ka vara siltumvadītspēja ir vismaz 400 W/mK. Salīdzinoši augstās siltumvadītspējas un ražošanas vienkāršības dēļ alumīnijs ir siltuma izlietņu izvēles metāls. Alumīnija korpusam var būt akrila pulvera pārklājums, kas tiek uzklāts gan uz iekšējās, gan ārējās virsmas, lai uzlabotu siltuma izkliedi un izturību pret koroziju.
