Nguồn led và chất lượng ánh sáng đèn nhà xưởng

Hệ thống đèn LED high bay được vận hành bởi các trình điều khiển dòng điện không đổi sử dụng cơ chế phản hồi để duy trì mức hiện tại mong muốn. Thông thường, trình điều khiển được thiết kế như một nguồn cung cấp điện chuyển mạch (SMPS)biến nguồn điện đầu vào thành dòng điện xung bằng cách chuyển đổi một phần tử vượt qua, chẳng hạn như MOSFET, giữa các vùng bật (cắt) hoặc tắt (bão hòa) đầy đủ của nó ở tần số cao. Chế độ điều chỉnh tải này cho phép trình điều khiển được thiết kế với tổn thất điện năng tối thiểu, đầu ra ánh sáng chất lượng cao, chức năng làm mờ vượt trội, khả năng điện áp đầu vào phổ quát và cách ly điện. Trình điều khiển LED SMPS là lựa chọn hợp lý duy nhất cho các giải pháp công suất từ ​​trung bình đến cao không có hiệu suất sử dụng năng lượng thấp.

SMPS là giải pháp phức tạp về mặt kỹ thuật để điều khiển dòng điện LED vì nó tạo ra cường độ định trước của nguồn DC thông qua hoạt động chuyển mạch tần số cao. Và nó liên quan đến việc sử dụng các thành phần phản ứng, có khả năng lưu trữ và chuyển đổi năng lượng điện và giảm độ gợn sóng trong dòng điện LED, chẳng hạn như cuộn dây dao động và tụ điện. Điều chỉnh chuyển mạch tạo ra một nguồn nhiễu EMI (nhiễu điện từ) tiềm ẩn phải được triệt tiêu bằng cách lọc các cuộn dây và tụ điện cao áp. Trình điều khiển được kết nối với nguồn điện xoay chiều thông qua một mạch hiệu chỉnh hệ số công suất (PFC). Bảo vệ đầu ra như quá dòng và ngắn mạch được thực hiện trên bộ nguồn để bảo vệ cả mạch trình điều khiển và tải khỏi dòng điện quá mức. Vận hành nguồn điện ở chế độ dòng điện không đổi yêu cầu bảo vệ chống lại quá áp do các sự kiện khác nhau gây ra như hoạt động đóng cắt / thay đổi tải trên lưới điện, sét đánh gần đó và phóng tĩnh điện. Ngoài ra, các trình điều khiển còn được trang bị tính năng bảo vệ quá nhiệt (OTP) để giảm thiểu nguy cơ quá tải nhiệt do đèn LED hoạt động với tải cao hoặc không đủ làm mát. Vận hành nguồn điện ở chế độ dòng điện không đổi yêu cầu bảo vệ chống lại quá áp do các sự kiện khác nhau gây ra như hoạt động đóng cắt / thay đổi tải trên lưới điện, sét đánh gần đó và phóng tĩnh điện. Ngoài ra, các trình điều khiển còn được trang bị tính năng bảo vệ quá nhiệt (OTP) để giảm thiểu nguy cơ quá tải nhiệt do đèn LED hoạt động với tải cao hoặc không đủ làm mát. Vận hành nguồn điện ở chế độ dòng điện không đổi yêu cầu bảo vệ chống lại quá áp do các sự kiện khác nhau gây ra như hoạt động đóng cắt / thay đổi tải trên lưới điện, sét đánh gần đó và phóng tĩnh điện. Ngoài ra, các trình điều khiển còn được trang bị tính năng bảo vệ quá nhiệt (OTP) để giảm thiểu nguy cơ quá tải nhiệt do đèn LED hoạt động với tải cao hoặc không đủ làm mát.

Chi phí cao và sự phức tạp của các giải pháp trình điều khiển SMPS đầy đủ tính năng vẫn là một điểm nghẽn lớn trong việc đưa hệ thống đèn LED hiệu suất cao vào các ứng dụng chiếu sáng vùng cao. Trong khi tối ưu hóa chi phí của trình điều khiển SMPS là một nỗ lực liên tục, thị trường đang bị cám dỗ bởi một giải pháp thay thế chi phí thấp - nguồn cung cấp điện tuyến tính, mặc dù thực tế là SMPS cung cấp những lợi thế cơ bản. Bộ nguồn tuyến tính đơn giản và rẻ vì nó điều chỉnh nguồn DC trên tải điện trở mà không cần phụ thuộc vào các linh kiện phản kháng cồng kềnh và đắt tiền. Sự vắng mặt của bức xạ EMI loại bỏ nhu cầu về các mạch bổ sung có thể làm tăng gấp đôi chi phí tổng thể của trình điều khiển LED. Điều chỉnh công suất tuyến tính cho phép thiết kế trình điều khiển trên bo mạch (DOB) thu nhỏ đáng kể kích thước của đèn điện. Tuy nhiên, thiết kế tuyến tính cực kỳ kém hiệu quả vì hoạt động ở chế độ này có nghĩa là luôn có điện áp khoảng trống (bỏ qua) - chênh lệch điện áp đầu vào đầu ra tối thiểu cần thiết để điều chỉnh. Điện áp khoảng trống bị loại bỏ trong quá trình điều chỉnh tuyến tính, điều này làm cho bộ nguồn có hiệu suất thấp. Năng lượng thải được tiêu tán dưới dạng nhiệt tạo ra ứng suất nhiệt bổ sung cho các đèn LED trong hệ thống DOB. Đối với các hệ thống high bay được thiết kế để tạo ra lượng lumen lớn, sự mất mát khoảng không này có nghĩa là một thiệt hại kinh tế lớn mà không thể bù đắp được bằng việc tiết kiệm chi phí thiết bị. Hơn nữa, không thể xây dựng các đầu vào phổ quát và thực hiện cách ly điện với nguồn điện tuyến tính.

Điều khiển ánh sáng

Hệ thống điều khiển ánh sáng được thiết kế để tiết kiệm năng lượng tối đa, hỗ trợ việc sử dụng không gian một cách linh hoạt và mang lại một môi trường an toàn, thoải mái cho tất cả những người cư ngụ trong tòa nhà. Đèn LED cung cấp ánh sáng tức thì và phản ứng tức thì với những thay đổi của dòng điện phía trước, cho chúng phù hợp hoàn hảo với các tình huống chiếu sáng khác nhau. Cùng với việc quản lý ánh sáng tiên tiến, nhu cầu về các đặc điểm làm mờ tốt hơn. Trong số các trình điều khiển LED cung cấp khả năng làm mờ, điều chế độ rộng xung (PWM) và giảm dòng điện không đổi (CCR) là các phương pháp làm mờ phổ biến nhất. CCR, đôi khi được gọi là làm mờ tương tự, hoạt động bằng cách điều chỉnh dòng điện chạy liên tục qua các đèn LED. Mạch làm mờ tương tự có thể được điều khiển thông qua các giao thức khác nhau, bao gồm 0-10V, DALI và ZigBee. Làm mờ PWM được thực hiện bằng cách điều khiển các đèn LED với các xung biên độ đầy đủ của dòng điện. Độ sáng được điều khiển bằng cách thay đổi độ rộng của các xung. Làm mờ PWM thường được ưa thích hơn làm mờ tương tự vì nó giữ cho dòng điện thuận không đổi, do đó CCT của đèn LED được duy trì bất kể mức độ mờ và có thể kiểm soát chính xác đầu ra ánh sáng. Tuy nhiên, hoạt động PWM có thể tạo ra EMI từ việc chuyển đổi tần số cao, khiến nó không phù hợp với một số ứng dụng nhất định. Ánh sáng LED cũng có thể được điều khiển theo cách truyền thống, chẳng hạn như điều khiển làm mờ theo pha (cạnh trước,

Việc bao gồm các điều khiển, chẳng hạn như điều khiển thu hoạch ánh sáng ban ngày, cảm biến sử dụng, đồng hồ thời gian và hệ thống quản lý năng lượng, cho phép tự động hóa hoạt động của đèn chiếu sáng cao với nhiều mức độ thích ứng khác nhau. Đèn LED high bay trong các cơ sở hiện đại thường được vận hành bởi một hệ thống điều khiển được nối mạng và có thể chứa thông tin tình báo trong một máy chủ hoặc có thể phân phối thông tin tình báo rộng rãi thông qua các chipset có thể lập trình được gắn trong đèn chiếu sáng. Giải pháp dựa trên mạng có thể cung cấp khả năng điều khiển đèn điện độc lập, theo nhóm và tập trung thông qua các ứng dụng di động hoặc dựa trên web. Việc bổ sung khả năng kết nối mạng, công suất xử lý và bộ nhớ cho các đèn chiếu sáng cao với trí thông minh tự động tạo ra một giải pháp chiếu sáng thông minh giúp chuyển đổi ánh sáng từ một khoản chi phí cố định thành một tài sản chiến lược.

Chất lượng ánh sáng

Thiết kế chiếu sáng cho các cơ sở trên vịnh đòi hỏi rất nhiều thông tin về các nhiệm vụ được thực hiện trong không gian. Để có thiết kế chiếu sáng hỗ trợ một môi trường an toàn, thoải mái, đầy đủ chức năng và hiệu quả, điều quan trọng là phải xem xét chất lượng quang phổ và khả năng kiểm soát quang học của nguồn sáng cũng như điều biến ánh sáng. Các yếu tố phụ thuộc vào nguồn quyết định chất lượng ánh sáng bao gồm độ đồng đều độ rọi, kiểm soát độ chói, nhấp nháy, độ tái hiện màu và nhiệt độ màu.

Độ sáng đồng đều

Hệ thống chiếu sáng trên cao nhằm cung cấp khả năng chiếu sáng đồng đều về cơ bản trong toàn bộ một khu vực. Độ rọi ngang đồng đều rất quan trọng đối với tầm nhìn nhiệm vụ, xử lý vật liệu và lưu thông chung. Hầu hết các cơ sở công nghiệp, cơ sở bán lẻ và cơ sở thể thao cấp III yêu cầu tỷ lệ đồng nhất trung bình từ 3: 1 trở xuống. Một bộ đèn chiếu sáng cao cung cấp sự phân bố ánh sáng rất đồng đều sẽ góp phần đáng kể vào điều kiện thị giác tốt và khoảng cách giữa các bộ đèn rộng. Có thể cải thiện độ đồng đều về độ rọi của đèn LED chiếu sáng cao bằng cách trải các đèn LED ở độ cao tối ưu trên một bảng mạch lớn và phân phối ánh sáng phát ra từ đèn LED một cách đồng nhất thông qua các thấu kính ghép được thiết kế chính xác.

Kiểm soát ánh sáng chói

Đèn LED là nguồn ánh sáng định hướng tập trung quang thông trên một LES nhỏ. Đặc tính quang học này làm cho đèn LED vốn có độ chói và dẫn đến độ chói của đèn LED tăng lên. Cảm giác cực cao tạo ra bởi độ sáng trong trường thị giác có thể gây khó chịu, giảm khả năng hiển thị và thậm chí mất thị lực trong giây lát. Một trong những mục tiêu của điều khiển quang học là làm dịu đi sự khắc nghiệt của đèn LED và giảm kích thước góc rắn của nguồn sáng mà từ đó có thể xem trực tiếp nguồn. Đèn chiếu sáng cao thường ít yêu cầu hơn trong việc kiểm soát độ chói vì chiều cao lắp đặt cao của chúng tạo ra góc rắn nhỏ. Tuy nhiên, đối với các ứng dụng tầm thấp, cần có quang học thứ cấp chuyên dụng để giảm độ chói trực tiếp.

Nhấp nháy

Sự nhấp nháy do đèn LED tạo ra có thể là một chức năng cho thấy trình điều khiển chuyển đổi điện xoay chiều thành dòng điện gợn thấp tốt như thế nào. Hầu hết các trình điều khiển đèn LED đều có thể lọc ra các gợn sóng lớn gây ra hiện tượng nhấp nháy ánh sáng tần số thấp mà mắt người nhìn thấy được. Tuy nhiên, ngay cả khi nhấp nháy không nhìn thấy ở tần số cao hơn (trên 80 Hz), nó có thể được não bộ con người cảm nhận và tạo ra những tác động tiêu cực đến sức khỏe, chẳng hạn như mỏi mắt, mờ mắt, suy giảm hiệu suất nhiệm vụ thị giác, đau đầu hoặc thậm chí co giật trong những trường hợp nghiêm trọng. . Độ gợn sóng dư gây ra nhấp nháy tần số cao có thể được giảm bớt bằng tụ lọc đầu ra. Tuy nhiên, các mạch trình điều khiển giá rẻ thường không bao gồm bộ triệt tiêu gợn sóng điện dung cao. Nói chung, nhấp nháy 10 phần trăm hoặc ít hơn ở 120 Hz,

Kết xuất màu

Kết xuất màu là biểu hiện chung cho khả năng của nguồn sáng tái tạo trung thực màu sắc của một vật thể. Như mong đợi, chi phí và hiệu quả thường cân nhắc so với chất lượng màu sắc của nguồn sáng cho chiếu sáng công nghiệp và thương mại. Đèn LED có hiệu suất hoàn màu cao hơn đắt hơn và kém hiệu quả hơn so với đèn LED có hiệu suất hiển thị màu thấp hơn. Do đó, hầu hết các đèn LED cho các ứng dụng chiếu sáng vịnh cao đều có chỉ số hoàn màu (CRI Ra) khoảng 80. Tuy nhiên, đối với các ứng dụng quan trọng về màu sắc, nguồn sáng có thể yêu cầu CRI Ra tối thiểu là 90 hoặc điểm số màu bão hòa cao từ R9 đến R12, đặc biệt là R9 (để hiển thị màu đỏ) thường bị loại bỏ trong các đèn LED giá rẻ.

Nhiệt độ màu

Nhiệt độ màulà số liệu liên quan đến sự xuất hiện màu sắc của nguồn sáng trắng. Hệ thống chiếu sáng vùng cao thường được cung cấp nhiệt độ màu tương ứng (CCT) trong dải 4000 K - 5500 K. Điều này là do tỷ lệ màu xanh lam cao hơn trong các nguồn sáng CCT cao có thể kích thích người cư ngụ tỉnh táo và hoạt động, do đó giúp họ tỉnh táo và làm việc hiệu quả. Số lượng bước sóng màu xanh lam tương đối cao hơn cũng kích thích các thụ thể ánh sáng ipRGC co đồng tử mắt, dẫn đến thị lực tốt hơn trong điều kiện độ chói thấp (thị giác trung thị). Mối tương quan giữa phân bố quang phổ và thị lực có thể được mô tả bằng tỷ lệ viễn thị / quang phổ (S / P). Nguồn sáng có CCT cao mang giá trị S / P cao hơn, điều này có liên quan đến hiệu suất hình ảnh tốt trong thị giác mạc treo. Đèn LED có CCT trong dải 6000 K - 6500 K được quảng cáo rầm rộ ở một số thị trường vì sự ưa chuộng kế thừa từ ánh sáng huỳnh quang, hiệu quả cao hơn và chi phí sản xuất tương đối thấp hơn so với đèn LED CCT thấp. Tuy nhiên, ánh sáng phát ra từ đèn LED 6000 K - 6500 K chứa một tỷ lệ bước sóng màu xanh lam quá cao. Tiếp xúc không đúng lúc hoặc kéo dài với ánh sáng trắng làm giàu xanh lam liều lượng cao có thể khiến người cư ngụ bị gián đoạn sinh học và các phản ứng quang sinh học trong võng mạc.

Bảo vệ sự xâm nhập

Hệ thống quang học LED của đèn LED high bay, bất cứ khi nào khả thi về mặt kinh tế, nên được niêm phong với xếp hạng IP cao, ví dụ, IP65 hoặc cao hơn, để ngăn chặn sự xâm nhập của hơi ẩm và các chất gây ô nhiễm như bụi, bẩn và các hạt khác. Khoang điện hoặc hộp trình điều khiển phải được dán kín với ít nhất IP54. Silicone là chất bao bọc rộng rãi nhất cho các gói đèn LED do tính ổn định hóa học và nhiệt cao của nó. Tuy nhiên, hệ số giãn nở nhiệt (CTE) lớn, độ ẩm và độ thấm khí cao làm cho các gói đèn LED dễ xảy ra phản ứng ẩm-polyme đặc biệt là khi có nhiệt và độ ẩm. Độ ẩm có thể khuếch tán vào chất bao bọc và dẫn đến sự lão hóa thủy nhiệt của silicone và sự tách lớp ở giao diện chip / phosphor, trong hầu hết các trường hợp, điều này đi kèm với sự thay đổi màu sắc và kết thúc là hỏng sớm.

Hệ thống xếp hạng IP

Chữ số đầu tiên	Bảo vệ chống lại các vật thể rắn / nước ngoài	Chữ số thứ 2	Bảo vệ chống lại chất lỏng và độ ẩm
0	Không được chăm sóc	0	Không được chăm sóc
1	Được bảo vệ chống lại các vật thể lớn hơn 50 mm	1	Được bảo vệ khỏi những giọt nước rơi thẳng đứng
2	Được bảo vệ chống lại các vật thể lớn hơn 12 mm	2	Được bảo vệ khỏi các tia nước lên đến 15 độ so với phương thẳng đứng
3	Được bảo vệ chống lại các vật thể lớn hơn 2,5 mm	3	Được bảo vệ khỏi tia nước lên đến 60 độ so với phương thẳng đứng
4	Được bảo vệ chống lại các vật thể lớn hơn 1,0 mm	4	Được bảo vệ khỏi nước phun từ mọi hướng
5	Bụi không được loại trừ hoàn toàn, nhưng không thể nhập đủ số lượng để cản trở hoạt động tốt của thiết bị (chống bụi)	5	Được bảo vệ khỏi các tia nước áp suất thấp từ mọi hướng
6	Được bảo vệ hoàn toàn khỏi bụi (kín bụi)	6	Được bảo vệ chống lại các tia nước có áp suất cao từ mọi hướng
		7	Được bảo vệ chống lại các tác động của ngâm nước từ 15 cm đến 1 m
		số 8	Được bảo vệ chống ngập tới 10 m
		9 nghìn	Được bảo vệ chống lại áp suất cao, nhiệt độ cao phun xuống tầm gần

Khấu hao bụi bẩn