1. 소개:
공장&의 에너지 소비량에서 조명 에너지 소비량은 일정 비중을 차지합니다. 예를 들어, 40,000제곱미터의 공장 건물에서 조명 전력 부하는 약 400KW입니다. 따라서 공장 조명 선택에서 에너지 절약 및 환경 보호를 달성하는 방법은 공장 설계자에게 중요한 주제입니다. 에너지 절약 및 환경 보호 외에도 새로운 LED 광원을 기반으로 한 조명기구는 긴 수명, 빠른 응답 시간 및 순수한 조명 색상의 장점이 있습니다. 최근 몇 년 동안 소비자들에게 널리 사랑 받고 있습니다.
2. LED 조명 디자인의 핵심기술
고출력 LED 광원의 설계에는 신기술, 신소재 및 새로운 공정이 지속적으로 적용되어 고출력 LED 램프 설계의 견고한 토대를 마련하고 있습니다. 동일한 LED 광원 응용 프로그램이 매우 다르기 때문에 설계, 테스트 및 기타 표준 LED 램프의 도입에는 특정 지연이 있어 구조 및 성능 측면에서 다른 제조업체에서 생산하는 제품의 호환성이 좋지 않습니다. 동시에 LED 조명 제품 자체는 기계적, 광학적 및 전기적 요소가 통합되어 있으며 설계가 훨씬 더 복잡합니다. 많은 분야의 기술.
3, LED 높은 베이 조명 디자인
3.1 전원 선택
전통적인 하이 베이 램프는 대부분 250W 또는 400W 고압 나트륨 램프와 메탈 할라이드 램프입니다. 새로운 LED 램프의 특성과 비교할 때 명백한 차이점이 있습니다. 다음 표를 참조하십시오.
실제 사용시 고압 나트륨 램프와 메탈 할라이드 램프의 감쇠 및 2차 발광의 문제를 고려할 때 실제 발광 효율은 80lm/W보다 훨씬 낮아 공칭 70%에 도달하지 못하는 경우가 많습니다. 이를 바탕으로 우리가 처음으로 개발한 LED 하이베이 조명의 전력은 약 120W로 설정됐다. 조명 효과가 기대치를 충족하면 기존 램프보다 50% 이상의 에너지를 절약할 수 있습니다.
3.2 광원 선택
현재 시장에서 더 잘 알려진 고출력 LED 광원 브랜드는 CREE, OSRAM, NICHIA, Lumileds(최초 LED)이며 대만 제조업체 Epistar, Addison 및 국내 포장 제조업체 Shenzhen Wanrun, Zhuhai Ruifeng, Jiangxi Lianchuang 등도 인기있는 브랜드입니다.
제품의 안정성을 보장하기 위해 가장 잘 알려진 CREE 광원을 이 산업용 및 광산용 램프에 사용합니다.
3.3 방열 설계:
고출력 LED에서는 방열이 큰 문제입니다. 예를 들어 10W 백색광 LED의 광전 변환 효율이 20%라면 8W의 전기 에너지가 열로 변환됩니다. 방열 조치를 취하지 않으면 고전력 LED의 코어 온도가 급격히 상승하고 접합 온도(TJ) 온도가 최대 허용 온도(보통 150°C) 이상으로 상승하면 고전력 LED가 과열로 인해 손상될 수 있습니다. 따라서 방열 설계도 우리의 가장 중요한 내용입니다. 다음에서는 알루미늄 기판과 방열판의 조합으로 인한 방열 설계에 대해 설명합니다.
3.3.1 보드 선택
LED 제품의 응용에서는 일반적으로 회로 기판에 여러 개의 LED 광원을 조립해야 합니다. LED 모듈 구조를 운반하는 역할을 하는 회로기판과 더불어, LED의 출력 전력이 점점 더 높아짐에 따라 기판은 LED 모듈 구조에서 발생하는 열을 전달하는 방열 역할도 해야 합니다. LED 크리스탈. 따라서 재료 선택은 구조적 강도와 방열 요구 사항을 고려해야 합니다. 기판의 경우 FR4, 세라믹 기판 및 MCPCB를 각각 비교했습니다.
(1) FR4의 열전도율은 약 0.36W/m•K로 고전력 LED 조명의 방열 요구 사항을 충족할 수 없습니다.
(2) 세라믹 열전도율이 80W/m·K 이상으로 고가이고 가공성이 좋지 않아 넓은 면적에 사용할 수 없다.
(3) MCPCB 열전도율은 2.0W/m•K 이상, 적당한 가격, 강력한 가공성, 성숙한 기술 및 대량 생산.
3.3.2 라디에이터 설계
라디에이터의 역할은 기판이나 칩에서 전달되는 열을 흡수한 다음 외부 환경으로 방출하여 LED 칩의 온도가 정상인지 확인하는 것입니다. 대부분의 라디에이터는 자연 대류 및 강제 대류에 적합하도록 신중하게 설계되었습니다. 즉 액티브 라디에이터와 패시브 라디에이터입니다. 각각의 성능 특성은 다음 표에 나와 있습니다.
비용과 안정성을 고려하여 수동 냉각을 선택합니다. 패시브 라디에이터는 재질에 따라 Al Extrusion 라디에이터와 Al Die-Casting 라디에이터로 분류됩니다. 각각의 특성은 다음과 같습니다.
Heatpipe& amp;Fin& amp;Vapor-Champer를 Heat sink에 사용하는 것과 관련하여 테스트 후 이미 터 온도는 많이 떨어지지 않습니다. 엔지니어링 램프의 안정성 요구 사항에 따라 사용을 고려하지 않습니다.
3.4 메커니즘 설계
메커니즘 설계에는 전체 램프의 기계적 구조뿐만 아니라 램프의 아름다운 외관도 포함됩니다. 다음으로 다음 4가지 측면에서 다이캐스팅 라디에이터의 구체적인 설계를 수행합니다.
A. 베스트 룩
외형과 관련하여 우리는 다음과 같은 두 가지 형태를 구상했습니다.
C. 최고의 열
라디에이터의 방열 성능은 주로 라디에이터의 기계적 설계에 의해 결정됩니다. 재질은 ADC-12 알루미늄 다이캐스트와 동일합니다. 방열판의 외경, 핀 높이 및 핀 밀도와 같은 매개 변수가 다른 경우 방열 성능이 크게 다를 수 있습니다. 설계 과정에서 구조가 다른 4개의 다른 라디에이터를 선택하고 아래 그림과 같이 열 흐름을 시뮬레이션했습니다.
열 흐름 시뮬레이션을 통해 Case4가 최고의 열 성능을 가지고 있음을 발견했습니다. 다음 표:
동시에 다음과 같은 결론을 도출할 수 있습니다.
(1) 보다 효과적인 방열 효과를 얻기 위해 Heat Sink의 외경을 증가시키면서 Fin의 높이를 줄입니다.
(2) 같은 무게의 방열판의 경우 높이를 높이면 라디에이터의 직경을 늘리는 것보다 더 효과적인 방열 효과를 얻을 수 있습니다.
(3) Case4 Thermal이 최고이며 Fin의 높이를 줄여 라디에이터의 외경을 늘리고 동일한 비용으로 최상의 라디에이터를 얻습니다.
4, LED 하이 베이 라이트 검증 결과
램프의 품질을 확보하기 위해 양산 및 출하 전에 배광, 열, 전기 안전성, 신뢰성에 대한 일련의 테스트를 수행했습니다. 다음은 각 테스트의 검증 결과입니다.
5. 비용 및 편익 평가
우리 모두 알고 있듯이 식물 조명용 고압 나트륨 램프 또는 메탈 할라이드 램프와 비교하여 LED 하이 베이 램프의 초기 투자 비용은 분명히 기존 램프보다 훨씬 높습니다. 그러나 LED 광원은 발광 효율이 높은 특성을 가지고 있어 램프로 만들 때 LED 광원의 강한 지향성의 장점이 쉽게 반영된다. LED 램프의 효율은 기존 램프보다 훨씬 높기 때문에 에너지 절약 특성을 분명히 나타낼 수 있습니다. 다음 표는 120WLED 하이 베이 램프와 기존 400W 고압 나트륨 램프의 투자 이익 분석입니다.
6. 결론
이 LED 하이베이 조명은 초기 설계 단계부터 양산 출하까지 많은 수정과 개선을 거쳤습니다. 그 중 R&D 엔지니어와 사업부 간의 적시 의사 소통과 긴밀한 협력을 통해 제품 품질과 외관이 시장에서 더 잘 인식되었습니다. 그리스 선택, 방수 링 처리, PC 커버 개선, 전원 선택 등 많은 디자인 세부 사항도 지속적으로 개선되고 있습니다. 보다 합리적이고 절묘한 디자인 계획에 관해서는 독자 여러분의 제보도 환영합니다. 감사합니다
