ما هو العيب الرئيسي لأضواء LED؟ إجابات هندسية صادقة

اسأل عشرة من مشتري الإضاءة عن العيب الرئيسي لمصابيح LED، وسوف تسمع عدة إجابات مختلفة. سيذكر البعض سعر الشراء الأعلى. سوف يلقي آخرون اللوم على مشاكل الوميض أو التعتيم أو الضوء الأزرق. كل هذه مخاوف حقيقية، لكنها أعراض لمشكلة أعمق. من الناحية الهندسية، فإن العيب الأكثر أهمية هو الحساسية للحرارة. تعتبر رقائق LED أكثر كفاءة بكثير من مصادر الضوء القديمة، لكنها لا تزال تنتج الحرارة، وعلى عكس الفتيل، لا يمكن للرقاقة أن تشع تلك الحرارة في الهواء المحيط. إذا لم تسحب الوحدة الحرارة بعيدًا عن تقاطع أشباه الموصلات، سينخفض ​​الإخراج، ويتغير اللون، وينهار العمر الافتراضي. إن فهم نقطة الضعف هذه يفسر معظم الشكاوى الأخرى حول إضاءة LED.

لماذا تعتبر الحساسية للحرارة هي العيب الرئيسي الحقيقي

شريحة LED عبارة عن مكون إلكتروني صغير، ويعتمد أدائها على درجة حرارة وصلة أشباه الموصلات الخاصة بها. بالنسبة لمعظم وحدات LED البيضاء، فإن كل زيادة بمقدار 10 درجات مئوية في درجة حرارة الوصلة تؤدي إلى خفض العمر الإنتاجي إلى النصف تقريبًا وتقليل خرج الضوء بشكل ملموس. وهذا هو السبب في أن تركيبتين تحملان نفس الشريحة يمكن أن تعملا بشكل مختلف تمامًا في الاستخدام الحقيقي. قد يحتوي أحدهما على غلاف من الألومنيوم المصبوب مع لوحة تثبيت سميكة، بينما يستخدم الآخر جسمًا فولاذيًا مضغوطًا مع وسادة اتصال صغيرة. الأول يمكن أن يعمل عند درجة حرارة صحية تبلغ 85 درجة مئوية ويعمل لمدة 50000 ساعة. والثاني قد يحوم بالقرب من 120 درجة ويظهر تعتيمًا مرئيًا بعد عامين أو ثلاثة أعوام.

يقدم الجدول التالي صورة عملية لما يحدث عندما تكون الإدارة الحرارية غير كافية.

الأرقام توضيحية وليست دقيقة، لأن كل وحدة LED لها منحنى حراري خاص بها. ومع ذلك، فإن هذا النمط ثابت في جميع أنحاء الصناعة. والنتيجة العملية بالنسبة للمشتري بسيطة: فالجهاز المنخفض السعر الذي يعمل ساخناً سوف يتكلف على مدى عمره أكثر من الجهاز المصمم تصميماً جيداً مع الإدارة الحرارية المناسبة، لأنه يحتاج إلى الاستبدال في وقت مبكر ويهدر الطاقة في حين يفقد السطوع.

في منشأة الإنتاج لدينا، تعد الإدارة الحرارية هي الأولوية الأولى في التصميم، وليست فكرة لاحقة. ال يستخدم نطاق الإضاءة ثلاثي المقاومة أغطية من سبائك الألومنيوم مع منطقة اتصال كبيرة الحجم بين لوحة LED والغلاف الخارجي ، لذلك يتم سحب الحرارة بشكل مستمر بعيدًا عن الشريحة. نادرًا ما تظهر هذه التفاصيل في ورقة المواصفات، ولكنها تحدد ما إذا كانت التركيبة ستستمر لمدة خمس سنوات أو خمسة عشر عامًا.

LG06J مصباح LED ثلاثي المقاومة مصنوع من سبائك الألومنيوم بزاوية شعاع 120 درجة يتميز هذا المصباح ثلاثي المقاومة بغطاء من سبائك الألومنيوم مصمم لتبديد الحرارة بكفاءة، مما يطيل العمر الافتراضي. توفر زاوية شعاعها البالغة 120 درجة إضاءة واسعة ومتساوية، مما يجعلها مناسبة لورش العمل الصناعية والبيئات الصعبة حيث تكون المتانة وجودة الضوء أمرًا مهمًا. عرض المنتج →

الضوء الأزرق والجودة الطيفية

العيب الثاني المهم لإضاءة LED يتعلق بجودة الضوء نفسه. تعمل معظم مصابيح LED البيضاء من خلال الجمع بين شريحة زرقاء وطبقة فوسفور صفراء. تظهر النتيجة باللون الأبيض، لكن الطيف ليس مستمرًا. يحتوي على قمة زرقاء مميزة أقوى بكثير من الطيف المتوهج. وهذا مهم لسببين. في المساء، يقلل المحتوى الأزرق العالي من إنتاج الميلاتونين، مما قد يجعل من الصعب النوم عند استخدام الأضواء في غرف النوم أو أماكن العمل المتأخرة. في الوقت نفسه، يمكن لمزيج الفوسفور سيئ التصميم أن يترك الألوان تبدو رمادية أو باهتة، حتى لو كانت التركيبة تبدو مشرقة إلى حد ما.

تعمل تركيبات LED الجيدة على حل هذه المشكلة من خلال هندسة طيفية أفضل. تستخدم الوحدات عالية الجودة مزيجًا محسّنًا من الفوسفور الذي يدفع مؤشر تجسيد اللون إلى 80 أو 90، وتتضمن العديد من المساكن ناشرات بلوري تعمل على تنعيم الشعاع وتقليل الذروة الزرقاء القاسية. ينتج ضوء السقف أو الحاجز المصمم جيدًا مع ناشر ضوءًا مريحًا ومتساويًا بدون الوهج الأزرق القاسي المرتبط بالتركيبات الرخيصة العارية.

يعتم التوافق وميض

أي شخص قام بتوصيل لمبة LED بمصباح باهت أقدم قد واجه هذا العيب مباشرة. لا تُخفت مصابيح LED كما تفعل المصابيح المتوهجة. إنها تتطلب محركًا يطابق جهاز التعتيم، والعديد من برامج التشغيل ذات الميزانية المحدودة تتعامل مع هذا التفاعل بشكل سيء. يمكن أن تكون النتيجة طنينًا مسموعًا، أو وميضًا مرئيًا، أو أضواء تقفز فجأة إلى السطوع الكامل عند الطرف السفلي من المقبض.

وميض هو أكثر من مجرد إزعاج. يمكن أن يتسبب الوميض السريع جدًا وغير المحسوس في إرهاق العين والصداع لدى الأشخاص الحساسين. الأسباب المعتادة هي عدم كفاية برنامج التشغيل الذي تمت تصفيته أو عدم التطابق بين نوع التعتيم وبرنامج تشغيل LED.

بالنسبة للمشترين، تتمثل القاعدة في البحث عن التركيبات التي تتضمن توافقًا مع خاصية التعتيم واستخدام برنامج تشغيل جيد التصميم. على سبيل المثال، يستخدم حاجز LG19D الموجود في مجموعتنا دائرة تشغيل قابلة للتعتيم تحافظ على خرج ضوء ثابت وتعمل دون مشاكل وامضة بفضل تصميمها البصري المضاد للتوهج.

LG19D حاجز LED مضاد للتوهج وخافت للضوء مع خيار مستشعر PIR يستخدم هذا الحاجز محركًا خافتًا للحصول على إخراج ثابت وخالي من الوميض وتصميم مضاد للتوهج. متوفر بمستشعر PIR، وهو يناسب الممرات والمساحات الداخلية حيث يكون السطوع القابل للتعديل وتوفير الطاقة من الأولويات. عرض المنتج →

يمكن للضوء الموجه أن يترك الزوايا مظلمة

المصابيح المتوهجة تشع الضوء في كل الاتجاهات. المصابيح لا. تبعث الشريحة العارية معظم ضوءها إلى نصف الكرة، وتقوم العديد من التركيبات بتركيز ذلك الضوء في مخروط ضيق. في غرفة مضاءة بعارضة واحدة مثبتة في السقف أو إضاءة سبوت، غالبًا ما تحصل على مجموعة مشرقة من الضوء تحتها وجدران وزوايا داكنة بشكل ملحوظ.

الاتجاهية ليست عيبًا في كل المواقف؛ هذا هو بالضبط ما تحتاجه الإضاءة المهمة والإضاءة المميزة. تظهر المشكلة عند اختيار جهاز ذو شعاع ضيق للإضاءة العامة. هذا هو السبب في أن مواصفات زاوية الشعاع مهمة بقدر أهمية عدد اللومن. يمكن للبصرية الضيقة أن تجعل وحدات اللومن تبدو مثيرة للإعجاب في المركز، ولكنها تترك أسطح العمل مغطاة بشكل سيء.

تعمل زاوية الشعاع الأوسع، مثل 120 درجة، على توزيع الضوء بالتساوي عبر الغرفة. عند اختيار تركيبات خشبية لورش العمل، أو الممرات، أو رفوف البيع بالتجزئة، قارن زوايا الشعاع بدلاً من القوة الكهربائية فقط. ستعطي القطعة الرفيعة بزاوية 120 درجة دائمًا نتيجة أكثر توازناً من التركيبة الضيقة بزاوية 60 درجة بنفس القوة الكهربائية.

LG15D تركيبات LED رفيعة بزاوية شعاع 120 درجة وIP20 توفر هذه القطعة الرفيعة شعاعًا عريضًا بزاوية 120 درجة لتوزيع الضوء بشكل متوازن عبر ورش العمل أو مناطق البيع بالتجزئة. بفضل خيارات الكفاءة العالية والتركيب البسيط لمفتاح الانزلاق، فإنه يوفر إضاءة فعالة وموحدة بتكلفة تنافسية. عرض المنتج →

ارتفاع التكلفة الأولية وما يشتريه حقًا

ليس هناك فائدة من التظاهر بخلاف ذلك: لا تزال تكلفة تركيبات LED عالية الجودة على المنضدة أكثر من تركيبات الفلورسنت أو الهالوجين المكافئة. بالنسبة للتركيب التجاري الكامل، يمكن أن يكون فرق السعر الأولي مرتين إلى ثلاث مرات. والسؤال هو ما يمثله هذا الاختلاف. إذا اشترى المال الإضافي جسمًا مصبوبًا، ومحركًا موثوقًا به، ونظامًا بصريًا تم اختباره، فإنه يدفع تكاليفه بنفسه. إذا اشترت علامة تجارية فقط على تصميم حراري ضعيف، فلن تفعل ذلك.

إن أوضح طريقة لرؤية ذلك هي مقارنة تكلفة التشغيل. الأرقام أدناه موضحة بالدولار الأمريكي لمنطقة إضاءة صناعية واحدة مكونة من أربعة فتحات.

يبدو مؤشر LED الخاص بالميزانية جذابًا في الربع الأول. بمجرد حساب قطع الغيار وخسائر التشغيل المرتفعة، فهي بالكاد أرخص من مصابيح LED عالية الجودة، وفي السنة السادسة تتقدم تركيبات الجودة للأمام. بالنسبة للمرافق المخطط لها على مدى عشر سنوات، فإن أرخص التركيبات الموجودة على الرف عادة ما تكون الأغلى على المدى الطويل.

عادة ما يكون السائق هو الجزء الأول الذي يفشل

سيخبرك الكهربائيون بنفس القصة: عندما يتوقف تركيب LED الكامل عن العمل، نادرًا ما تكون شريحة LED هي السبب. السائق هو. يمكن أن تدوم الشريحة لمدة 50 ألف ساعة، لكن السائق يحتوي على مكثفات إلكتروليتية وإلكترونيات تحكم لها حدود درجة الحرارة الخاصة بها. داخل تركيبات سيئة التهوية، يجلس السائق بالقرب من حرارة مصابيح LED ويعمر بشكل أسرع بكثير من الوحدات التي يعمل بها.

هناك ثلاثة عوامل رئيسية تضع السائق في مقدمة قائمة انتظار الفشل:

• تفقد المكثفات الإلكتروليتية سعتها بسرعة في درجات الحرارة المحيطة المرتفعة.
• يؤدي ارتفاع جهد التيار الكهربائي إلى الضغط على دوائر التحكم في كل مرة يتم فيها تبديل التثبيت.
• غالبًا ما يتم تصميم محركات الميزانية بمكونات مصنفة تحت درجات الحرارة التي تتحملها بالفعل.

ولهذا السبب نبقي منطقة السائق منفصلة عن المنطقة الأكثر سخونة في الجهاز ونسمح بتدفق الهواء بشكل مناسب. وهذا هو السبب أيضًا في أن الشركة المصنعة التي يمكنها توفير برامج تشغيل بديلة متطابقة تكون أكثر أمانًا كشريك طويل الأمد من تلك التي تتعامل مع التركيبات بالكامل على أنها يمكن التخلص منها. لدينا نطاق إمداد الطاقة LED يغطي أنواع التيار المستمر والجهد الثابت، لذا فإن استبدال المشغل المعطل لا يعني استبدال وحدة الإنارة بالكامل.

ما الذي يجب التحقق منه قبل الالتزام بتركيبات LED

إن معرفة عيوب مصابيح LED يحول عملية الاختيار إلى قائمة مرجعية قصيرة. هذه هي نفس القائمة التي يستخدمها مهندسونا عند مراجعة التركيبات الجديدة قبل دخولها مرحلة الإنتاج.

التعامل مباشرة مع الشركة المصنعة يساعد أيضًا. عندما يقتبس مهندسونا مشروعًا، فإننا نقدم البيانات الحرارية ومواصفات السائق والتقارير الضوئية قبل الطلب، وليس بعده. هذه الشفافية هي أفضل دفاع ضد العيوب العملية لإضاءة LED.

الأسئلة المتداولة حول عيوب LED