LED kullanımının teknik özellikleri. Diyot aydınlatması nedir: LED'lerin özellikleri ve uygulamaları

Önceki makaleyi yazdıktan sonra, benim hala çözülmemiş bir sorum vardı - tam olarak neyi satın almak daha karlı ve uzun ve kısa vadede ne kadar kazanabilirsiniz? Artı, LED'lerin verimliliği hakkında bazı belirsizlikler var. Ve soru, ona bir cevap aramayı teşvik ediyor, bu yüzden bu yönü geliştirmeye devam ettim. Tam teşekküllü bir makale için materyalin ortaya çıktığını söylemeyeceğim, ancak önceki bilgilere ek olarak, faydalı olacak temel önemli verileri içeriyor.

Başlamak için, son bölümde tartışılan LED'lerin verimliliğinin tam olarak ne olduğunu bulalım. Daha önce, verileri kontrol etmeden esas olarak iva2000 makalesinden aldım, çünkü orada, farklı spektrumların ışığıyla aydınlatma altında fotosentezin etkinliği sorunu daha fazla ele alındı. Şimdi genel verimliliğe bakmaya karar verdim.

CREE LED'lerini dikkate alacağız çünkü. bir yandan, teknoloji ve buna bağlı olarak güç birimi başına ışık çıkışı açısından açık ara en gelişmiş olanlardır ve diğer yandan, tüm göstergeleri kararlıdır ve iyi belgelenmiştir (isimsiz üreticilerin aksine). Burada belirtilen şirket bana reklam için ödeme yapmalı ama ne yazık ki onların önerisi üzerine yazmıyorum, sadece daha kolay ve daha erişilebilir olduğu için yazıyorum.

Peki, ne tür LED'leri keşfedeceğiz? Malzemeyi "su" ile doldurmamak için belirli serileri inceleme ve seçme sürecinin tamamını burada yayınlamayacağım. Kısacası, en güçlü ve aynı zamanda en verimli çipleri seçtiğimi söyleyeceğim, ücretsiz kullanılabilirliğe tabidir ve uygun fiyat. Bu kriterlere göre iki tip uygundur: beyazlar XM-L serisinden olacaktır.

Bunlar, 158 lm/W verimliliğe sahip 10 watt'lık yongalardır (ancak maksimum güç, ancak yalnızca 1 W'ta). Soğuk beyaz (6000-6500K), nötr beyaz (4000-4500K) ve sıcak beyaz (3000-3500K).
Ve XP-E serisinden kırmızılar, Yüksek Verimli Fotoğraf Kırmızısı 650-670nM.
Makalenin sonunda LED'lerle ilgili belgelere bağlantılar.

Beyazlarla ilgilenelim. Geçen sefer, beyaz LED'lerin verimliliğindeki fark dikkate alınmadı ve verimlilik sadece McCree fotosentetik aktivite eğrisine göre değerlendirildi.

Bu sefer bu konuyu daha kapsamlı bir şekilde açıklığa kavuşturmaya karar verdim. Ne yazık ki, LED belgelerinde asla verimlilik vermiyorlar, ancak watt başına lümen yazıyorlar, bu yüzden ters hesaplama yapmak zorunda kaldım. LED'in spektrumuna ve fotopik eğriye bağlı olarak, LED'in verimliliği %100'e eşit olsaydı kaç lümene sahip olacağı hesaplanır ve ardından LED için belgelerden alınan gerçek lümen sayısı bu sayıya bölünür. . Ve işte üç tip beyaz LED için sahip olduğumuz şey:

Soğuk beyazdan sıcak beyaza geçişte lümen artışına rağmen spektrumun (aynı güçte) olması dikkat çekicidir. radyasyon), tablo değerleri lm / W ve LED'in genel verimliliği düşer ve çok önemli -% 40'tan 23'e. Mesele şu ki, LED'de çok daha sıcak beyaz olan fosforun kendisi% 100 verime sahip değil ve hatta görünüşe göre büyük miktarda gölgeleme etkisine sahip (alttan yayılan ışınlar) katmanlar daha yüksekte yatanlar tarafından emilir ve kaybolur). Aynı zamanda, watt başına lümen göstergesi 2A'lık bir akımda (maksimum üç üzerinden) kullanılır - aynı zamanda 350mA'da 140'tan 108'e (soğuk beyaz için) düştüğü görülebilir. Cree belgesinde böyle bir tablo yoktur - orada belirli bir akımda mutlak lümenler verilir ve güç, grafikteki veriler kullanılarak hesaplanmalıdır. volt-amper karakteristiği. İşte veri sayfasındaki ilgili veriler:

Onlarla her şey biraz daha kolay çünkü. Işık akısı, lümen cinsinden değil, milivat cinsinden gösterilir. Radyasyonun miliwatt'ını tüketim watt'ına bölmek yeterlidir ve yüksek doğrulukta verim elde ederiz! Tüm LED'ler bu veriyi verirdi - işin 2/3'ü yapılamadı!

şimdiden başgösteriyor ilginç seçenekler bireysel LED'lerin ve bunların kombinasyonlarının kullanımı. Şimdi yeni elde edilen verileri dikkate alarak verimlilik tablosunu yeniden hesaplayalım.

Kırmızı Foto-kırmızılıların açık farkla herkesin önünde olduğu görülüyor. Ancak saf kırmızı ile aydınlatmak imkansızdır, bu nedenle birleştirmeniz gerekir ve burada beyaz ve mavi seçenekler vardır. Sıcak beyazın kırmızı ile kombinasyonlarını hemen not edelim (her şeyi saydım, ancak taviz vermediği ortaya çıkan şeyi attım). Sıcak beyaz LED'lerin düşük verimliliği, kırmızı olanların tüm avantajlarını ortadan kaldırır. Ancak bu kombinasyonda soğuk beyazlar çok iyi! Kendileri iyi verimliliğe sahipler, kırmızı LED'lerle daha da geliştirildiler ve kırmızı spektrumun eksikliği de onlar tarafından karşılanıyor. Kırmızı ve mavinin kombinasyonu da iyi görünüyor. Sonra sadece soğuk beyaz ve DNAT 1000 var ve geri kalanı aslında çekmiyor. Pekala, tam bir sette nasıl görüneceğini görelim - sürücülerle.

Ayrıca, hesaplamaların mantığı, aynı para karşılığında daha fazla fotosentetik olarak aktif radyasyon elde etmek istediğimiz varsayımı altında ilerledi, bu nedenle LED'ler ve sürücüler için fiyatlar dahil tüm rakamlar, lambanın 100 µmol fitoaktif radyasyonunun toplam değerine verildi. /S.

Önceki tabloda olduğu gibi renk kodlaması - hangi LED'lerin nerede olduğunu anlamayı kolaylaştırmak ve tekrarlayan başlıklarla yer kaplamamak için.

Ancak bu yalnızca başlangıçtaki fiyattır - 100 µmol / s'de bir ampul elde etmek için ne kadar para yatırmanız gerekir. Bu yeterli değil - operasyon sırasında ne kadara mal olacağına bakmanız gerekiyor. Ve zamanla elektriğin maliyetini de hesaplarsak, halka sunduğum tam bir resim elde ederiz!

Tarih için ayrıldı, aşağıda güncelleme

Yorumcuların yakın ilgisi sayesinde aliexpress'te CREE adıyla satılan tüm LED'lerin aslında onlar olmadığı ortaya çıktı. 10 watt'lık veya daha düşük bir diyot için 1,50 $ düzeyindeki en ucuz olanlar, büyük olasılıkla üretim çipleriyle birlikte sahtedir. Çinli şirket Orijinallerinden birkaç kat daha ucuz olan ve maalesef yaklaşık 2 kat daha kötü performansa sahip olan LatticeBright. Bu konuda Cree'nin Rusya Federasyonu'ndaki resmi distribütörü olan Compel firmasında ilgili LED'lerin fiyatlarını araştırdım. Orada fiyatlar Çin'dekinden çok daha yüksek, ancak küçük toptan satış, yabancı tedarikçilerle karşılaştırıldığında da oldukça karlı.
Ve bu arada iki noktayı düzelttim - HPS eğrisi için yılda bir kez lambaların değiştirilmesini ekledim. Ve tüm lambaların fiyatının aynı güç (100W) olarak kabul edilmesi nedeniyle hatayı (benim gözetimim) düzeltirken, orijinal fikir bir fotoaktif radyasyon birimine dayanıyordu. Yeni grafikte bu fiyatlar 100 W değil, 100 µmol/s yayan bir lamba içindir. Gözetim için özür dilerim.

Bu çubuk demeti nasıl anlaşılır?

Solda - başlangıçtaki lambanın fiyatı. Size bu durumda hepsinin aynı miktarda fitoaktif radyasyon vereceğini, ancak farklı bir spektruma sahip olacağını hatırlatırım. Çubuk ne kadar düşük başlarsa, set o kadar ucuz olur. X ekseninde aylarımız var. Lambanın haftada 7 gün, günde 12 saat olmak üzere toplam 36 ay çalıştığı varsayılmıştır, yani; 3 yıl. Bu, 13 bin saatin biraz üzerinde ve LED'ler için 50 bin saat beyan edildi ve soğutma ile her şey doğru yapılırsa, LED'lere maksimumun 0,7'si kadar bir akım verilir (yani bir bütün olarak daha fazla verimlilik) üçüncü), o zaman daha da fazla çalışacaklar , yani. neredeyse hiç bozulma olmadan 10 yıldan fazla.

Çizgi ne kadar yatay giderse, lambanın verimliliği o kadar artar. Birçok hattın daha yüksek başladığını görüyoruz (çipler daha pahalıdır), ancak zamanla daha ucuz analoglardan daha ucuz hale geliyorlar. Foto kırmızı LED'lerin çizgisi bunun göstergesidir - en küçük eğime sahiptir.

İşin en şaşırtıcı yanı şu anda en ucuzları… En pahalı foto kırmızı LED'ler! çünkü en çok onlarda var yüksek verim ve en "kolay sindirilebilir" spektrum - başlangıçta en az ihtiyaç duyulan ve gelecekte en az miktarda elektrik harcayanlardır! "Soğuk beyaz + kırmızı fotoğraf kırmızısı" kombinasyonları büyük ilgi görüyor. Açık bu çizelge eğri, güç açısından 2:1 olarak beyaz: kırmızı oranı için verilmiştir. Ve sadece soğuk beyaz. Bu üç hat, en uçtakilerin beyaz ve kırmızı LED'ler olduğu ve ortadakinin bunların kombinasyonu olduğu yerde yayılıyor. Büyüyen bitkiler için, spektrumun tüm bileşenlerine ihtiyaç vardır, ancak bunlar farklı kombinasyonlardadır. Spektrum kombinasyonlarının tüm çeşitlerinin en etkili şekilde tek bir kombinasyon tarafından kapsandığı ortaya çıktı - soğuk beyaz ve kırmızı LED'ler (ancak farklı sayısal oranlarda).
Mavi + kırmızı kombinasyonunun, beyaz + kırmızıdan daha düşük bir eğime sahip olmasına rağmen, önemli ölçüde daha kötü bir fiyat / ışık akısı vermesine rağmen, beyaz + kırmızı kombinasyonunun 3 yılda bile yetişmediğini belirtmekte fayda var. 10 yıllık bir perspektifte tercih edilebilir ama bu istisnai bir durum.
Phytolamp o kadar ucuz değil. Verimliliği düşünüldüğünde soğuk beyaz LED'lerden bile daha pahalıdır ve uzun vadede... Elektrik için para çöpe gider...
HPS ve başlangıçta çok ucuz değiller (elektronik balastların onlar için ne kadara mal olduğuna şaşırdım ve Em Balast almamalısınız - verimleri düşüktür, lamba da titrediği için, ayrıca soba gibi vızıldar ve ısınırlar) ve zamanla yetişmezler - özellikle lambaların değiştirilmesi düşünüldüğünde - yapılması gerekecek yılda en az bir kez, grafikte adımlar olarak gösterilir. Yani bahçeye.

İşte MkCree eğrisi üzerine yerleştirilmiş beyaz ve kırmızı LED kombinasyonunun spektrumu (güçte 4:1, 2:1'de yeniden yapmadı):

Tabii ki, bu tür şeyleri grafiklerin güzelliğine göre yargılamak yanlış, ancak aynı şeyi söyleyen sayılar göz önüne alındığında - bence grafik, fotosentetik olarak aktif aralığın spektrum kapsamı açısından neredeyse mükemmel.

Sonuç aynı kalır - soğuk beyaz LED'ler ve CREE Fotoğraf kırmızısı satın alın, bitkileriniz için bol miktarda ışık elde edin ve cüzdanınız için tasarruf edin!
Saf kırmızı LED'lerle aydınlatma da mümkündür, yorumculardan biri böyle bir deneyim hakkında yazdı. Bu, bitkiler kısmen doğal ışıkla aydınlatılıyorsa (pencere kenarında bir sebze bahçesi, balkon, sundurma, doğrudan olduğunda) en uygun olacaktır. Güneş ışığı hiç ya da günde birkaç saat düşmüyor - o zaman bitkiler çoğunlukla gökten mavi ışınlar alıyorlar ve kırmızının yanı sıra şiddetle eksikler genel yoğunluk Sveta. Burada kırmızı LED'ler mevcut boşluğu en iyi şekilde dolduracaktır. Yalnızca bunlar 660nM dalga boyuna sahip yüksek verimli LED'ler olmalıdır ve CREE Fotoğraf kırmızısı olmaları daha iyidir. Tamam, diyot sipariş etmeye gittim!

Yarı iletken malzemenin ve katkı maddesinin uygun seçimiyle, LED çipinin ışık emisyonunun özelliklerini, özellikle emisyonun spektral bölgesini ve giriş enerjisini ışığa dönüştürme verimliliğini kasıtlı olarak etkilemek mümkündür:

• GaALA'lar- alüminyum galyum arsenit; tabanında - kırmızı ve kızılötesi ışık yayan diyotlar.
• GaAsP- galyum arsenit fosfit; AlInGaP - alüminyum-indiyum-galyum fosfit; kırmızı, turuncu ve sarı LED'ler.
• Açıklık- galyum fosfit; yeşil LED'ler.
• SiC- silisyum karbür; piyasada bulunan ilk düşük ışık verimli mavi LED.
• InGaN- indiyum-galyum nitrür; GaN - galyum nitrür; UV mavi ve yeşil LED'ler.

Belirli bir renk sıcaklığında beyaz radyasyon elde etmek için üç temel olasılık vardır:

1. Mavi LED radyasyonunun sarı fosfor ile dönüştürülmesi (Şekil 1a).

2. UV LED radyasyonunun üç fosforla dönüştürülmesi (üç bantlı spektrum olarak adlandırılan flüoresan lambalara benzer) (Şekil 1b).

3. Kırmızı, yeşil ve mavi LED'lerin ilave karışımı (renkli TV teknolojisine benzer RGB ilkesi). Beyaz LED'lerin renk tonu, ilişkili renk sıcaklığının değeri ile karakterize edilebilir.

Çoğu modern beyaz LED türü, geniş bir aralıkta beyaz radyasyon elde etmeyi mümkün kılan dönüşüm fosforları ile birlikte mavi olanlar temelinde üretilir. renk sıcaklığı- 3000 K'den (sıcak beyaz ışık) 6000 K'ye (soğuk gün ışığı).

Güç devrelerinde LED'lerin çalışması

Akım ileri yönde aktığında LED kristali yaymaya başlar. LED'ler katlanarak artan akım-gerilim özelliğine sahiptir. Genellikle sabit stabilize bir akımla çalışırlar veya sabit voltaj yukarı akış sınırlama direnci ile. Bu, kararlılığı etkileyen nominal akımdaki istenmeyen değişiklikleri önler. ışık akısı ve en kötü durumda LED'in hasar görmesine bile yol açabilir.
Düşük güçlerde, güçlü diyotlara güç sağlamak için analog lineer regülatörler kullanılır - ağ bloklarıçıkışta stabilize akım veya voltaj ile. Tipik olarak, LED'ler seri, paralel veya seri-paralel zincirler halinde bağlanır (bkz. Şekil 2).

LED'lerin parlaklığında yumuşak bir azalma (kısma), darbe genişlik modülasyonuna (PWM) sahip regülatörler veya doğru akımda bir azalma ile gerçekleştirilir. Stokastik PWM aracılığıyla, girişim spektrumunun en aza indirilmesi mümkündür (problem Elektromanyetik uyumluluk). Ama içinde bu durum PWM ile, LED radyasyonunun müdahale eden bir titreşimi gözlemlenebilir.
Doğru akım miktarı modele göre değişir: örneğin, minyatür yüzeye monte LED'ler (SMD-LED) için 2 mA, iki harici akım uçlu 5 mm LED'ler için 20 mA, aydınlatma amaçlı yüksek güçlü LED'ler için 1 A . İleri voltaj UF genellikle 1,3 V (IR diyotlar) ile 4 V (indiyum galyum nitrür bazlı LED'ler - beyaz, mavi, yeşil, UV) arasında değişir.
Bu arada, LED'leri doğrudan 230 V AC'lik bir ağa bağlamanıza izin veren güç devreleri zaten oluşturulmuştur.Bunu yapmak için, LED'lerin iki dalı anti-paralel olarak açılır ve bağlanır standart ağ omik direnç yoluyla. 2008'de Profesör P. Marks, stabilize edilmiş bir LED'lerin parlaklığını düzenlemeye yönelik bir şema için bir patent aldı. alternatif akım(Bkz. Şekil 3).
Güney Koreli firma Seoul Semiconductors, iki antiparalel zincire sahip bir devre (Şekil 3) entegre etti (her birinde çok sayıda LED'ler) doğrudan bir çipte (Acriche-LED). LED'lerin ileri akımı (20 mA), anti-paralel devre ile seri bağlı bir omik direnç tarafından sınırlandırılır. LED'lerin her birindeki ileri voltaj 3,5 V'tur.

Enerji verimliliği

LED'lerin enerji verimliliği (COP), radyasyon gücünün (Wat cinsinden) tüketilen elektrik gücüne oranıdır (aydınlatma terminolojisinde bu, radyasyonun enerji dönüşüdür - t | e).
Klasik akkor lambaları içeren termal yayıcılarda, görünür radyasyon (ışık) üretmek için spirali belirli bir sıcaklığa kadar ısıtmak gerekir. Ayrıca, giriş enerjisinin ana payı termal (kızılötesi radyasyon) ve sıradan olanlar için sadece?e \u003d% 3'ü görünür radyasyona dönüştürülür ve halojen lambalar akkor.

Uygulamalı aydınlatma teknolojisindeki uygulamalar için LED'ler, sağlanan elektrik enerjisini çok dar bir spektral bölgede görünür radyasyona dönüştürür ve kristalde termal kayıplar meydana gelir. Gerekli ışık, renk ve maksimum ömrün sağlanabilmesi için bu ısının özel tasarım yöntemleriyle LED'den uzaklaştırılması gerekir.
Aydınlatma ve sinyalizasyon amaçlı LED'ler, emisyon spektrumunda neredeyse hiç IR ve UV bileşeni içermez ve bu tür LED'ler, termal yayıcılardan önemli ölçüde daha yüksek bir enerji verimliliğine sahiptir. LED'ler için uygun bir termal rejimle, giriş enerjisinin %25'i ışığa dönüştürülür. Bu nedenle, örneğin, 1 W gücündeki beyaz bir LED için, ısı kayıplarına yaklaşık 0,75 W düşer, bu da lamba tasarımında ısı giderici elemanların varlığını ve hatta zorunlu soğutmayı gerektirir. LED'lerin termal rejiminin bu şekilde kontrolü özellikle önemlidir. LED ve LED modül üreticileri, ürün özelliklerinde tercihen enerji verimliliği değerlerine yer vermelidir.

Termal yönetim
LED tarafından tüketilen elektriğin neredeyse 3/4'ünün ısıya ve sadece 1/4'ünün ışığa dönüştürüldüğünü hatırlayın. Bu nedenle, inşa ederken Led lambalar LED'lerin termal rejiminin optimizasyonu, yani yoğun soğutma, maksimum verimliliklerini sağlamada belirleyici bir rol oynar.

Bildiğiniz gibi, ısıtılmış bir gövdeden ısı transferi üç nedeniyle gerçekleştirilir. fiziksel süreçler:

1. Radyasyon

F = B? \u003d 5.669?10-8?(W / m2?K4)??A?(Ts4 - Ta5)
nerede: W? – termal radyasyon akısı, W
? – emisyon
Ts, ısıtılmış cismin yüzey sıcaklığıdır, K
Ta, odayı çevreleyen yüzeylerin sıcaklığı, K
A, ısı yayan yüzeyin alanı, m?

2. konveksiyon

F = ?? A? (Ts-Ta)
burada: Ф - ısı akısı, W
A ısıtılmış cismin yüzey alanı, m?
? - ısı transfer katsayısı,
Ts sınır ısı uzaklaştırma ortamının sıcaklığıdır, K
Ta, ısıtılmış cismin yüzey sıcaklığıdır, K
[cilasız yüzeyler için? \u003d 6 ... 8 W ​​​​/ (m?K)].

3. Termal iletkenlik

F \u003d?T?(A / l) (Ts-Ta) \u003d (? T / Rth)
burada: Rth= (l / ?T?A) – termal direnç, K/W,
Ф - termal güç, W
Kesit
l-uzunluk - ?T - termal iletkenlik katsayısı, W / (m?K)
seramik soğutma elemanları için?T=180 W/(m?K),
alüminyum için - 237 W / (m?K),
bakır için - 380 W / (m?K),
elmas için - 2300 W / (m?K),
karbon fiberler için – 6000 W/(m?K)]

4. Termal direnç

Toplam termal direnç şu şekilde hesaplanır:

R. paralel toplam=1/[(1/ Rth,1)+ (1/ Rth, 2)+ (1/ Rth,3)+ (1/ Rth,n)]

Rth gen. = Rth,1 + Rth, 2 + Rth,3 +....+ Rth,n

Özet
LED armatürleri tasarlarken, termal iletim, konveksiyon ve radyasyon nedeniyle LED'lerin termal rejimini kolaylaştırmak için mümkün olan tüm önlemleri almak gerekir. Bu nedenle LED lambaların tasarımında birincil görev, özel soğutma elemanlarının veya gövde tasarımının ısıl iletkenliği nedeniyle ısının uzaklaştırılmasını sağlamaktır. O zaman zaten bu elementler ısıyı radyasyon ve konveksiyon yoluyla uzaklaştıracaktır.
Isı emici elemanların malzemeleri, mümkünse, minimum bir termal dirence sahip olmalıdır.
İyi sonuçlar son derece yüksek ısı iletme özelliklerine sahip “Heatpipes” tipi ısı giderme üniteleri ile elde edilmiştir.
Biri en iyi seçenekler soğutucu - doğrudan LED'lerin lehimlendiği, önceden uygulanmış akım taşıma izlerine sahip seramik yüzeyler. Seramik esaslı soğutma yapıları, diğerlerine göre yaklaşık 2 kat daha fazla ısı yayar. olağan seçenekler metal soğutma elemanları.
LED'in elektriksel ve termal parametreleri arasındaki ilişki, Şek. 4.
Şek. 5 tipik bir tasarımı gösterir güçlü LED bir alüminyum soğutma elemanı ve bir termal direnç devresi ile ve Şek. 6-8 - çeşitli metodlar soğutma.

Radyasyon

LED veya multi-LED modül monte edilen armatürün yüzeyi metal olmamalıdır, çünkü metaller çok düşük emisyona sahiptir. LED'lerle temas halindeki armatür yüzeyleri, mümkünse, yüksek bir spektral yayma gücüne sahip olmalıdır?

Konveksiyon

Ortam hava akışlarıyla (özel soğutma kanatçıkları, pürüzlü yapı vb.) engelsiz temas için armatür gövdesinin yeterince geniş bir yüzey alanına sahip olması arzu edilir. Zorunlu önlemlerle ek ısı giderme sağlanabilir: mini fanlar veya titreşimli membranlar.

Termal iletkenlik

LED'lerin çok küçük yüzey alanı ve hacmi nedeniyle, radyasyon ve konvansiyonla gerekli soğutma elde edilemez.

Beyaz bir LED için termal direncin hesaplanmasına bir örnek

UV=3.8V
EĞER = 350mA
PLED = 3.8V? 0,35 A = 1,33 W
Bir LED'in optik verimi %25 olduğundan sadece 0,33 W'ı ışığa, kalan %75'lik kısım (Pv=1 W) ise ısıya dönüştürülür. (Genellikle literatürde, RthJA termal direncini hesaplarken, Pv \u003d UF ? IF \u003d 1,33 W olduğunu varsayarak hata yaparlar - bu doğru değil!)

Maksimum izin verilen sıcaklık aktif katman (p-n bağlantısı) TJ = 125°C (398 K).

Maksimum ortam sıcaklığı TA = 50°C (323 K).

Bariyer tabakası ve çevresi arasındaki maksimum termal direnç:

RthJA= (TJ - TA) / Pv = (398 K - 323K) / 1 W = 75 K / W

Üreticiye göre, LED'in termal direnci

RthJS = 15K/W

Ek ısı giderme elemanlarının (soğutma kanatçıkları, ısı ileten macunlar, yapışkan bileşikler, tahta) gerekli termal direnci:

RthSA= RthJA - RthJS = 75-15 = 60 K/W

Şek. Şekil 9, kart üzerindeki diyot için termal dirençleri açıklamaktadır.
Aktif katmanın sıcaklığı ile bloke edici (aktif) katman arasındaki termal direnç ile kristal uçların lehim noktası arasındaki ilişki aşağıdaki formülle belirlenir:

TJ=UF ? EĞER? ?e? RthJS + TS

burada ТS, kristal uçların lehim noktasında ölçülen sıcaklıktır (bu durumda 105°С'ye eşittir)

Daha sonra, 1,33 W gücünde beyaz bir LED ile incelenen örnek için, aktif katmanın sıcaklığı şu şekilde belirlenir:
TJ = 1,33 W? 0.75? 15 K/W + 105°C = 120°C.

Aktif (engelleyici) katman üzerindeki sıcaklık yükü nedeniyle ışınımsal özelliklerin bozulması.
Lehim noktasındaki gerçek sıcaklığı bilmek ve üretici tarafından sağlanan verilere sahip olmak, aktif katman (TJ) üzerindeki termal yükü ve bunun radyasyon bozulması üzerindeki etkisini belirlemek mümkündür. Bozulma, LED çipinin kullanım ömrü boyunca ışık akısındaki azalmayı ifade eder.

Bariyer tabakası sıcaklığının etkisi
Temel gereklilik: LED'lerde geri dönüşü olmayan kusurlara veya kendiliğinden arızalara yol açabileceğinden, bariyer tabakasının izin verilen maksimum sıcaklığı aşılmamalıdır.
LED'lerin çalışması sırasında meydana gelen fiziksel süreçlerin özellikleri nedeniyle, TJ bariyer tabakasının sıcaklığındaki kabul edilebilir değerler aralığındaki bir değişiklik, ileri voltaj, ışık akısı, renk koordinatları ve servis dahil olmak üzere birçok LED parametresini etkiler. hayat.

Bir soru sormak istiyorum. Dairenizde sık sık pati değiştirir misiniz? Fazla zaman almaz ve ampullerin kendileri pahalı değildir. Ama zamanın biraz değiştiğini düşünmüyor musun? Elektrik mühendisliği alanındaki teknolojilerin ve daha spesifik olarak cihazların ve aydınlatma kaynaklarının gelişmesi, şu anda bu sorunların çözümüne diğer taraftan yaklaşmamızı sağlıyor.

Çeşitli LED lambaların karşılaştırılması

Piyasada tasarım, yapıldıkları malzemeler ve renk paleti bakımından farklılık gösteren çok sayıda ampul bulunmaktadır. Ancak lambaları oluşturan temel unsurlar tüm tipler için değişmez.

LED lambalar şunlardan oluşur:

• kolordu;
• Saçılma şişesi;
• LED'ler;
• sürücü.

önemli bir rol normal operasyon led ampul bir radyatör, bir taban ve bir dağıtım elemanı içeren kasası oynar. Bu lambaların radyatörü alüminyumdan veya alaşımlarından yapılmıştır ve yüksek kaliteli ısı dağılımı sağlayan karmaşık bir şekle sahiptir ve bu da LED'lerin dayanıklılığını belirler.

Radyatör küçükse veya düşük kaliteli malzemelerden yapılmışsa, LED'lerin uzun süreli aşırı ısınması nedeniyle bu lambanın ömrü birkaç kat azalır. LED lambanın büyük kısmı radyatörün ağırlığıdır.

Plakanın LED'lerle radyatöre düşük kaliteli bağlantısı, ısıyı verimli bir şekilde çıkaramaz.

LED'lerin kesintisiz ve dayanıklı çalışması için akımı sınırlamak gerekir. Bu işlev sürücüyü yürütür. Piyasada iki tür sınırlayıcı vardır: kapasitör kullanan ve sürücü kullanan.

Çeşitli üreticilerin çok sayıda LED'i var. LED'lerin ana parametresi Lümen / Watt sayısıdır (parlaklık veya ışık çıkışı). LED ne kadar pahalıysa o kadar iyidir. Bu tür LED'ler daha parlak yanar, daha az ısınır, bu lambanın ne kadar dayanacağını belirler.

Farklı fiyatlardaki LED lambaları karşılaştırırken, daha fazla olduğu kaydedildi. pahalı modeller daha az ısınırlar, görünür bir titreme olmaz ve bu patiler daha yüksek ışık çıkışına sahiptir.

LED ampul gücü

Araştırmalar, en ekonomik ve teknolojik olarak gelişmiş lambaların LED'lere dayandığını kanıtladı. Ama üzerinde modern pazarözel ve endüstriyel kullanım için yaygın olarak kullanılan diğer lamba türleri de sunulmaktadır.

Işık kaynağı türleri (lambalar):

• Akkor;
• ışıldayan;
• Halojen.

Tüm bu ışık kaynakları birçok yönden birbirinden farklıdır, ancak üreticiler her biri için ışık akısının belirli bir gücünü ve gücünü beyan eder.

Tüm elektrik tüketicilerinin gücü watt cinsinden ölçülür; bu, herhangi bir lambanın gücünün yanı sıra çeşitli elektrikli cihazların gücünün bir wattmetre kullanılarak ölçülebileceği anlamına gelir.

LED lambaların gücü onların en önemli özelliği, Çünkü verilen parametre lambanın ışık miktarını ve gücünü doğrudan etkiler. Ancak, lambanın gücünün ışık çıkışını gösteren doğrudan bir faktör olmadığı anlaşılmalıdır. Bunun anlamı, geliştirme ile LED teknolojisi, üreticiler tüketilen bir watt elektrikten ışık çıkışını artırmaya çalışıyor.

Örneğin, aynı türden bir LED lamba, ancak farklı nesil aynı ışık çıkışı ile enerji tüketimini %10 azaltabilir. Bu da, satın alanlar için ekonomik açıdan faydalıdır. bu türürün.

Bilmek önemlidir! Paket üzerinde belirtilen güç ve ışık çıkışı, üreticilerin sahtekarlığından dolayı ampulün parametrelerine uymayabilir.

Ayrıca, aynı lamba gücünün olduğunu belirtmekte fayda var. farklı üreticilerışık çıkışını hiçbir şekilde etkilemez. Bu parametre, her üretici için şu veya bu nedenle farklı olan ışık akısının gücü için rakamlarla doğrudan gösterilir. Örneğin, bir üreticinin 10 watt'lık bir LED lambası 700 - 800 Lümenlik bir ışık akısı ve başka bir üreticinin lambası 600 - 650 Lümenlik bir ışık akısı üretecektir.

LED lambaların güç tüketimi 2 ila 30 watt arasında değişir.

LED ve akkor lambaların verimliliği: uyumluluk

LED lambalar, geleneksel akkor lambalara mükemmel bir alternatiftir ve aynı zamanda en rahat kullanımlarına katkıda bulunan niteliklere sahiptir.

LED lambaların avantajları:

• Düşük güç tüketimi;
• Verimli ışık çıkışı;
• Yüksek ışık akısı;
• Düşük çalışma sıcaklığı.

Geleneksel akkor lambaların LED'lere dayalı ışık kaynaklarıyla değiştirilmesi yetkin bir şekilde yapılmalıdır. Çünkü istenilen ışık akısının elde edilebilmesi için parlaklık değerlerinin karşılaştırılması gerekmektedir. Çeşitli türler lambalar ve parlaklık ve güç değerini tercüme edin.

LED ve akkor lambaların değer tablosu:

Bu tabloyu kullanarak, güç ve ışık akısı miktarı açısından eski akkor lambaları değiştirmek için LED lambaların seçimini kolayca tercüme edebilir ve ele alabilirsiniz.

Özelliklere göre, 10 watt'lık bir LED lambanın, 60 watt'lık bir akkor lamba ile aynı ışık akısına sahip olduğu görülebilir.

Bilmek önemlidir! LED lambaların kullanım ömrü, akkor lambalardan on kat daha uzundur.

Doğru LED ışık kaynaklarını seçerken soru sorulmaması için kullanılan tabanın E27 olarak işaretlendiğini bilmeniz gerekir. Bu tabanı kullanan LED lambalar mum, armut ve diğer çeşitli şekillerdedir.

Bu bilgiyi uygulayarak, lambaları daha ekonomik olanlarla değiştirme işini şüphesiz kolaylaştıracak olan lambalarla birlikte uygun aydınlatma armatürleri satın almak zorunda kalmayacaksınız.

LED lambalar ve enerji tasarruflu lambalar arasındaki fark

LED ve enerji tasarruflu lambalar, yalnızca biçim ve içerik açısından değil, aynı zamanda çalışma prensibinde de (ışımanın meydana geldiği işaretler) birbirinden önemli ölçüde farklıdır.

Bu tür lambalar şu şekilde karşılaştırılır:

• Parlaklık;
• Çalışma sırasında ısı dağılımı;
• dayanıklılık

LED lamba, özünde, içinden geçerken ışık yayılımına dayanan katı hal ışık kaynağıdır. elektrik akımı, sırayla bunun için tasarlanmış yarı iletkenler aracılığıyla.

Enerji tasarruflu lambaların çalışması, istenen ışık akısının düşük enerji maliyetleriyle üretilmesini sağlayan floresan lambaların çalışma prensibine dayanmaktadır. Ve bu tanıma uyan lambaları karşılaştırırsak, yalnızca flüoresan lambaların enerji tasarrufu sağladığını güvenle söyleyebiliriz.

Hangi lambanın daha iyi parladığını ve ne kadar elektrik tükettiğini belirlemek için karşılaştırma için LED ve enerji tasarruflu lambaları ele alalım. 12 Watt'lık bir LED lambanın ışık akısı 900 Lümendir ve Güç tasarrufu lambası aynı güç 600 Lümen üretir. Bu, her iki lamba türünün de ekonomik açıdan faydalı olduğunu göstermektedir.

LED lambaların düşük çalışma sıcaklığı, herhangi bir tasarım çözümüne uygun olarak üretilmelerini sağlar.

Bu tür lambaları çıkan ısı miktarı açısından karşılaştırırsak, bu durumda sonuçlar büyük ölçüde farklılık gösterir. Çalışma sırasında 12 watt'lık bir LED lamba 31 0 C'den fazla ısınmaz, ancak enerji tasarruflu ısıtma 80 0 C'ye karşılık gelir.

Çalışma süresinden bahsetmişken, enerji tasarrufu için 8.000 saat ve LED için 50.000 saate kadar çıkıyor.

Modern LED lambalar: tablodaki güç (video)

LED teknolojileri yavaş yavaş modası geçmiş olanların yerini alıyor. Bunun nedeni, daha yüksek satın alma fiyatına rağmen, bu tür aydınlatmanın gelecekte tasarruf etmenizi sağlamasıdır.

Piyasada enerji tasarruflu ışık kaynaklarının ortaya çıkmasıyla birlikte, insanlar hangilerinin daha iyi olduğunu ve eski Ilyich ampullerini değiştirmeye değip değmeyeceğini merak etmeye başladı. Ardından, tablolar, bazı teoriler ve video incelemeleri sağlayarak akkor ve LED lambaların en ayrıntılı karşılaştırmasını yapmaya çalışacağız! Bunun için performans özelliklerinden tasarruf göstergelerine kadar çeşitli kriterler sırasıyla ele alınacaktır.

biraz tarih

Her iki seçeneğin görünümündeki farkı ve buna bağlı olarak bilimsel ve teknolojik ilerlemedeki farkı anlamanız için, akkor ve LED lambaları buluş tarihine göre karşılaştırmanın aşağıdaki gerçeklerini sunuyoruz:

• İlk ışık kaynağının (tungsten filamanlı) patenti 1890'larda Rus mühendis Alexander Nikolaevich Lodygin tarafından alındı. Aynı zamanda, 11 Temmuz 1874'te bir filamanlı lambanın icadı, ilk girişim olarak kabul edilebilir.
• LED'e gelince, ışığı görünür olan ilki 1962'de icat edildi. icat eden adam LED aydınlatma— Nick Holonyak, Amerikalı bilim adamı.

Görüldüğü gibi alternatif seçeneklerin icat tarihlerini karşılaştırsak bile neredeyse bir asırlık bir aradan sonra çok büyük bir fark görebiliyorsunuz. Bununla birlikte, en eski ampul hala "Güneş'in altında bir yer için savaşıyor" ki bu onun en büyük artısı.

Güç ve ışık çıkışı

İlk adım hesaplamaları yapmaktır. Biri temel göstergeler hesaplama cihazların ışık çıkışıdır. Daha eski bir ampulde ışık çıkışı 8-10 Lm/W aralığındadır. LED'lere gelince, ışık çıkış verimleri genellikle 90-110 lm/W aralığındadır, ancak 120-140 lm/W rakamına sahip modelleri de vardır. Yukarıdaki değerlerden, lümen açısından LED'lerin daha iyi olduğu görülebilir. Alternatif seçenek 7-12 kez.

Bunun güç açısından akkor lambalar ve LED ışık kaynakları karşılaştırmasını nasıl etkileyeceğini anlamanız için ilgili tabloyu sağlayacağız:

Diyotların gücünün 5 kat daha az olduğu ve aynı zamanda lüminesans veriminin ve parlaklığının da yaklaşık olarak aynı olacağı görülmektedir.

Bir ampulün ışık çıkışını bağımsız olarak hesaplamak için, ışık akısına ihtiyacınız vardır ("Lm" paketin üzerinde "W" gücüne bölünmüş olarak gösterilir), sonuç olarak istenen değeri elde edersiniz. Örneğin LED'in ışık akısı 1000 lümen ve gücü 13 W ise çıkış 76,9 lm/W olacaktır.

Işık akısındaki önemli bir farkın video incelemesi

aydınlatma farkı

Isı dağılımı

LED lambaları ve akkor lambaları karşılaştırmada daha az önemli olmayan ikinci nokta, üründen ısı transferidir. Bir akkor lambanın cam ampulü 250 dereceye kadar ısınabilir (ancak sıcaklık genellikle 170 derece aralığındadır). Bu nedenle bu tür ürünler yangın için tehlikelidir ve ahşap bir eve elektrik tesisatı döşenirken kullanılması önerilmez. Ek olarak, Ilyich'in ampullerini, bundan önce uzun süre çalışmışlarsa kartuştan sökmek zordur (yanabilirsiniz). Bu bağlamda LED'ler, mevcut tüm seçeneklerden daha iyi olduklarını kanıtladılar. Isıtmalarının maksimum sıcaklığı 50 dereceyi geçmez, bu da herhangi bir odada kullanılmalarına izin verir.

Ömür

Ancak bu gösterge, akkor lambalara kıyasla diyotların ana avantajlarından biridir. Üreticilere göre bu ışık kaynakları 50.000 saatten fazla dayanabilir. Eski ampuller için hizmet ömrü genellikle 50 kat daha az olan 1000 saati geçmez. Ekonomik nedenlerle, birkaç ayda bir ekonomik bir ürünü değiştirmektense pahalı ama uzun ömürlü bir ampul satın almak daha iyidir.

Burada da bilmeniz gereken bir nüans var. LED'lerin yüksek dayanıklılığı kesin bir değer değildir. Gerçek şu ki, diyotlar zamanla kaybolur (bozulur), bu nedenle 40.000 saat sonra, satın aldıktan hemen sonraki parlaklığın tadını çıkaramayacaksınız. Bununla ilgili daha fazla bilgiyi makalemizden öğrenebilirsiniz.

yeterlik

Ürün seçiminde verimlilik de dikkate alınmalıdır. Verimlilik, ne kadar elektriğin ışığa ve ne kadarının termal enerjiye dönüştürüldüğünü gösterir (aslında ampulün ısınmasının nedeni budur). Verimlilik yaklaşık %90'dır ve bu, elektriğin yalnızca %7-9'unun ışığa geçtiği alternatife göre çok yüksektir.

Çevre dostu

Ne yazık ki, çoğu çevre ekolojisinin korunmasına gereken önemi vermiyor. Ampul kırıldığında cıva buharlaşarak hem doğaya hem de çevredekilerin sağlığına zarar vermesine rağmen insanlar flüoresan lambaları çöp kutularına atıyorlar.

Bu bakımdan akkor ve LED lambaların karşılaştırılması kurşunda herhangi bir seçenek ortaya koymaz. Hem diyotlar hem de cam ampul, özel olarak imha edilmeden çöp kutusuna atılabilir.

Ilyich'in ampulünün insan sağlığını olumsuz yönde etkileyen kızılötesi ve ultraviyole radyasyon oluşturduğuna dair bir görüş var. Bu bağlamda, LED ampuller tamamen güvenlidir.

Fiyat

Ve elbette, kullanıcıların sıklıkla sorduğu en ilginç soru, çok daha pahalı oldukları için LED satın almanın ne kadar karlı olduğudur. Bugüne kadar, İnternet'teki forumlarda, LED lambaların tasarrufunu çürüten veya haklı çıkaran birçok inceleme okuyabilirsiniz. Kaliteli bir diyot ampulün en düşük fiyatı 300 ruble, alternatifi ise 20-25 ruble. Burada zaten sizin için neyin daha önemli olduğunu bağımsız olarak analiz etmeniz gerekiyor - uzun hizmet ömrü ve yüksek verimlilik oranları veya ucuzluk ve fazladan ödeme. Buna dayanarak, bir maliyet tasarrufu karşılaştırması yapılabilir. Diyotların gücü 7-8 kat daha az, fiyatı 10 kat daha fazla. Hizmet ömrünü göz önünde bulundurun ve özel hesaplamalar yapmadan bile satın almanın daha karlı olduğunu anlayabilirsiniz. Led ampuller. Aşağıdaki tabloda LED lambaların ve akkor lambaların maliyet etkinliğinin karşılaştırmasını net bir şekilde görebilirsiniz:

Diğer göstergeler

Ayrıca tablolara dayanarak akkor ve LED lambaları şu gerekçelerle karşılaştırmak istiyorum:

• akım gücü;
• kırılganlık;

Armatürlerin teknik ve ekonomik göstergeleri

Bir armatürün TEC'si, armatürün optik sistemlerinin tipinden ve kalitesinden önemli ölçüde etkilenir. Verimlilik seviyesi, balastın güç faktörüne ve cihazın optik verimliliğine ve ayrıca optiğin durumuna bağlıdır. Bir dizi yerli ekipman ve çoğu yabancı numune yüksek katsayılara sahiptir. Bununla birlikte, bu göstergeler ne kadar iyi olursa olsun, optikler (yarı saydam kapak, saçılma veya yakınsak mercek ve yansıtıcı reflektörler) çalışma sırasında kirlenir, yüzey yapılarında önemli değişikliklere uğrar ve bu da parametrelerde bozulmaya yol açar. Bu açıklama, balast kullanılıp kullanılmadığına bakılmaksızın tüm armatür türleri için geçerlidir.

Yeni armatürlerde optik verim %60 ile %95 arasında değişmektedir. Pratik gözlemler ve özel laboratuvar incelemeleri sonucunda, 1 yıllık çalışma süresi boyunca, optik verimliliğin başlangıç ​​değerinin% 35'ine düştüğü ortaya çıktı (ana kayıplar, operasyonun ilk günlerinde meydana gelir). ). 2 yıl içinde optikler orijinal verimlilik düzeylerinin %50 ila %65'ini kaybeder.

Gözlenen cihazlar, aşırı olmayan normal koşullarda Tataristan Cumhuriyeti topraklarında açık havada (sokak aydınlatması) çalıştırıldı. Çalışma koşulları, aydınlatma ekipmanının artan toz veya gaz kirliliği koşullarında çalışmasını içeriyorsa, optik verimin daha hızlı düştüğü açıktır.

*Optik ve elektriksel özelliklerin ölçümleri, GC "TATLED" uzmanları tarafından kendi tabanlarında yapılmıştır.

(Işık akısı, Ф ; Toplam ışık akısının, ışıma modeli içindeki herhangi 2 ışık şiddeti seviyesi veya radyasyon açısı üzerindeki dağılımı, Ф (Ω) ,

Ek 1'deki ölçüm ekipmanına ilişkin veriler.

Kural olarak, armatürleri (özellikle iç hacimlerini) olumsuz çevresel faktörlerden koruma görevi, aydınlatma ekipmanı üreticileri tarafından kapalı aydınlatma cihazlarının mahfazaları ile koruyucu camlar arasında sızdırmazlık sağlamanın yanı sıra tel giriş noktalarını kapatarak çözülür.

Bununla birlikte, sorunun daha ayrıntılı bir incelemesi üzerine, bunun lambanın iç hacminin uygun şekilde yalıtılmasını sağlamak için yeterli olmadığı ortaya çıktı. Termodinamik yasalarına göre, kapalı ışık cihazlarında, ışık cihazının iç izole hacminde bulunan hava basıncındaki bir değişiklikle bağlantılı olarak "nefes alma" etkisi gözlenir. Cihazın ışık kaynağı açıldığında ve cihazın içindeki hava ısıtıldığında basınç yükselir, kapatıldığında ise basınç düşer. Belirsiz bir sızdırmazlık kusurunun bile bir sonucu olarak, armatürün iç boşluğuna kirli hava emilir. Bu fenomen, lamba ampulü, reflektör, iç yüzey, koruyucu cam, difüzör ve duy temas tertibatlarında toz, lif ve aşındırıcı parçacıkların birikme olasılığını temsil eder. Sonuç olarak, armatürlerin aydınlatma kapasitesi azalır ve kısa bir çalışma süresi içinde kendileri arızalanır (örneğin, metalürjik üretimin bazı alanlarında, aydınlatma armatürleri yıllık olarak değiştirilir, bu da aydınlatma sisteminin işletim maliyetini önemli ölçüde artırır).

LED lambalar yukarıdaki dezavantajlardan muaftır. Gerçek şu ki, bu tür lambalarda kullanılan LED'ler, yansıtıcı reflektörler gerektirmez.

Geleneksel ışık kaynakları kullanan aydınlatma cihazlarında, şekli ışık dağılımının gerekliliklerine uygun olarak inşa edilmesi her zaman mümkün olmayan bir yansıtıcı reflektör yerleşiktir. Geleneksel lambaların aksine, LED cihazlar her yöne değil, tek yönde ışık enerjisi yayan ışık kaynakları kullanır. Işık akısının yönü ve yoğunluğu, ışık yayıcının eksenlerinin belirli bir yöndeki konumu ve sayıları ile kontrol edilir. Yayılan radyasyonun açılma açısı, ikincil optikler (mikrolensler) kullanılarak ayarlanır.

Böylece LED lamba, çok yönlü ışık kaynaklarının kullandığı optik sistemlerdeki kayıpların neden olduğu dezavantajlardan kurtulmuş olur. Yani LED lambaların Lümen/Watt oranı daha caziptir.

Lümen akışı tüm yönlerde ölçer, örn. 4pi'lik katı bir açıda. Bir lümen, bir kandelaya eşit bir ışık yoğunluğuna sahip bir nokta izotropik kaynak tarafından bir steradyanın katı açısına yayılan ışık akısına eşittir (1 lm = 1 cd × sr)

Bir steradyan, R yarıçaplı bir kürenin merkezinde bir tepe noktasına sahip katı bir açıya eşittir; bu, kürenin yüzeyinde R kenarı olan bir karenin alanına eşit bir alanı keser (yani, R²) . Böyle bir katı açı dairesel bir koni şeklindeyse, açılma açısı yaklaşık 65.541° veya 65°32'28″ olacaktır.

Hesaplanan koninin doğrudan aydınlatılan nesneye yönlendirildiğini varsayarsak, ışık enerjisinin geri kalanı bir reflektör veya optik lensler aracılığıyla aydınlatılan yüzeye girer.
Candela (lat. candela - mumdan), Uluslararası Birimler Sisteminin bir ışık yoğunluğu birimi. Tanımlama: Rus cd'si, uluslararası cd. Candela (ışık şiddeti birimi), platinin katılaşma sıcaklığına eşit bir yayıcı sıcaklığında, tam yayıcının enine kesitinin 1/600.000 m2'lik bir alanından bu bölüme dik bir yönde yayılan ışığın yoğunluğudur ( 2042 K) 101.325 N/m2 basınçta.

Yukarıdakilere dayanarak, lambaların TEC'sini geleneksel bir ışık kaynağı ve bir LED lamba ile karşılaştırmak için, optik sistemlerin verimliliğindeki fark için bir düzeltme yapılması gerekir.

Spesifik bir örnek olarak, bir DRL lambası ve bir LED lamba kullanan yaygın olarak kullanılan aydınlatma cihazı RKU15-250'yi ele alalım.

Gerçek aydınlatma performansını belirlemek için aşağıdaki hesaplamaları yaparız:

Üretici verilerine göre RKU15 armatürünün verimi %65'tir. Işık kaynağı (lamba DRL-250 (V)) 13.200 Lümenlik bir ışık akısı seviyesine sahiptir. Cihazın fiilen yaydığı ışık akısının seviyesini elde ederiz: 13.200 lm'nin %65'i = 8.580 Lümen.

İlk 1000 saatlik çalıştırmada DRL ışık akısı seviyesindeki hızlandırılmış kaybı da hesaba katmak gerekir. Aşağıdaki grafikten (VNISI'ye göre) ilk 1000 saatlik çalışma sırasında yayılan ışık akısının seviyesinin başlangıç ​​değerinin %15-20'si kadar azaldığı görülebilir. Buradan Фv = 6 864 Lümen elde ederiz. Daha sonraki çalışma periyodu sırasında, bozulma daha az yoğun bir şekilde gerçekleşir.

LED armatürlerde kullanılan LED'lerin ışık akısı seviyesi eğrisi de üniform olmayan bir özelliğe sahiptir. Ancak, aşağıdaki grafikten de görebileceğiniz gibi (OSRAM Opto Semiconductors'ın izniyle), kısa bir düşüşün ardından seviye kademeli olarak yükselir (Golden Dragon artı diyotlar).

5 yıllık araç sahipliği maliyet tablosu

Veriler, sabit elektrik maliyeti dikkate alınarak verilmiştir. Ekonomik Kalkınma Bakanlığı'nın öngördüğü tarife artışları dikkate alındığında, maliyet düzeyi eğrilerinin kesişme noktası, hesaplamalarla elde edilen süreden (muhtemelen 4 yıl) daha erken gelecektir.

Yol aydınlatması için DRL lambaları ve LED lambaların kullanımına bir örnek. Daha rasyonel bir şekilde dağıtılan ışık enerjisi sayesinde, LED lambalarla aydınlatılan yol yatağı (soldaki resim) daha eşit bir şekilde su basıyor.

Sonuç: LED kullanan armatürlerin optik özellikleri, aydınlatma parametreleri açısından geleneksel ışık kaynaklarına sahip armatürlere göre belirgin şekilde üstündür.

MARŞ KONTROL EKİPMANI (PRA).

Kontrol tertibatı (balast), bir ışık kaynağının çalışmasını başlatan ve sürdüren özel bir üründür.

Yapısal olarak, kontrol dişlisi tek bir blok veya birkaç ayrı blok şeklinde yapılabilir.

Işık kaynağının türüne göre balastlar şu şekilde ayrılır:

• Gaz deşarj lambaları için kontrol tertibatı
• Halojen lambalar için balastlar (trafolar)
• LED'ler için balastlar (LED sürücüler)

Cihazın tipine ve balastın çalışmasına göre:

• elektromanyetik (EMPRA)
• elektronik (elektronik balast)

Aydınlatma cihazlarının verimliliği, optik parametrelerine ek olarak, balastın güç faktörü parametresinden önemli ölçüde etkilenir.

Deşarj lambası kontrol düzeneği için bu parametre (üreticilere göre) 0,6 ile 0,9 arasındadır. Günümüzde en etkili olanı elektronik balastlardır, çünkü elektroniğin yardımıyla tutuşturma ve parlamayı kontrol etme yeteneği endüktif bobinlere kıyasla çok daha verimli bir şekilde gerçekleştirilebilir. Deşarj lambaları için kontrol düzeneği uzun süredir üretilmektedir ve devam eden iyileştirmelere rağmen tüketiciler tarafından iyi bilinmektedir, bu nedenle bu yazıda ayrıntılı olarak ele alınmamıştır.

LED armatürlerde, balast (LED sürücüsü) bir DC dengeleyici, voltaj dengeleyici ve karartma (özel) işlevini yerine getirir.

Sürücüler iki ana gruba ayrılabilir:

1. Sabit stabilize çıkış akımına (LED sürücüler) sahip LED güç kaynakları - seri bağlı LED'lere (veya LED lambalara) güç sağlamak için tasarlanmıştır.

2. Stabilize edilmiş sabit voltajlı güç kaynakları (LED transformatörleri) - genellikle LED şeritler, cetveller veya paneller gibi bir akım sınırlayıcı dirençle donatılmış LED gruplarına güç sağlamak için tasarlanmıştır.

Ayrıca endüstri, anma akımının farklı değerleri için tasarlanmış LED'ler ürettiğinden, LED sürücüleri de bu parametreye göre ayrılır.

En yaygın akım değerleri 350 ve 700 miliamperdir.

Çoğu üreticinin LED sürücülerinin güç faktörü 0,95'tir. Tek bir LED, 2-4V sabit voltaj ve onlarca mA akım gerektirir. Bir dizi LED dizisi daha yüksek voltaj gerektirir. LED sürücüsü bu voltajın kaynağıdır. 110-240V AC ev güç kaynağını LED sistemleri için düşük voltajlı DC güç kaynağına dönüştürür.

LED'ler için kontrol donanımının kalitesi, yarı iletken bir cihaz olan LED'ler güç kaynağının kalitesi konusunda son derece talepkar olduğundan, artan gereksinimlere tabidir. Belirtilen parametrelerden %2-5 arasındaki sapmalar, LED'lerin aydınlatma ve elektriksel özellikleri üzerinde çarpıcı bir etkiye sahiptir ve kristal veya fosforun ömründe önemli bir azalmaya yol açabilir.

Yukarıdakilere dayanarak, LED'ler için balast kalitesinin başlangıçta yüksek olduğu ve buna bağlı olarak yüksek verimliliğe sahip bir ürün olduğu açıktır.

Üreticilerin büyük çoğunluğu 0,90 ile 0,95 arasında değerler beyan etmiştir. Basit ölçümler bu değerleri doğrular.

Karartma için (LED'lerin parlaklığını değiştirmek), kural olarak, darbe genişlik modülasyonu (PWM) ilkesi kullanılır.

Verimlilik ve güvenilirlik derecesi açısından, deşarj lambaları için balastlar ve LED lambaları için balastlar, yalnızca devrenin kalitesi ve kullanılan eleman tabanı bakımından farklılık gösterir, bu da nihai olarak ürünün maliyetinde bir fark anlamına gelir. Çeşitli aydınlatma armatürlerinin yüksek kaliteli ve pahalı balastları tek bir göstergeye yaklaşır (1'e yakın).

Ek 2 ve Ek 3'te, LED lambaları prototip olarak piyasaya süren kuruluşların incelemeleri.

Sonuç: balast verimliliğinin, deşarj lambaları ve LED lambalar için aydınlatma cihazının genel verimliliği üzerindeki etkisi, gözle görülür bir farka sahip değildir ve yalnızca ürünün fiyatından kaynaklanmaktadır.

←