Iluminação alta em instalações comerciais

Grandes lojas, estabelecimentos de varejo, concessionárias de automóveis, armazéns comerciais, centros de conferências, espaços de exposição, centros recreativos, arenas esportivas e ginásios são apenas alguns exemplos do tipo de locais onde uma luminária de alto brilho de nível comercial-se destina ao uso. Estas configurações são normalmente livres de problemas de iluminação, como umidade excessiva, atmosferas corrosivas, produtos químicos cáusticos, poeira, vibração de máquinas pesadas, temperaturas ambientes extremas e eletricidade suja, em contraste com edifícios industriais, que são extremamente difíceis de iluminar.

A iluminação de estado sólido baseada na tecnologia LED está substituindo rapidamente a iluminação fluorescente e HID no setor de iluminação elevada. O design do produto varia devido à composição complexa dos sistemas de iluminação LED. Luzes LED de alto brilho para uso comercial são uma categoria de produto exclusiva que é feita levando em consideração determinadas aplicações.

Baía alta de comercialqualidade Uma solução arquitetônica para espaços comerciais com tetos altos abertos é a iluminação LED. Eles são projetados para enfatizar o caráter pretendido da estrutura e são mais do que apenas luminárias técnicas. Ao contrário dos vãos altos-de aparência industrial clássica, edifícios comerciais, como grandes lojas e centros recreativos, exigem uma solução de iluminação que seja altamente eficiente em termos energéticos e tenha um design mais sofisticado. Devido ao pequeno tamanho e à resistência do estado sólido dos LEDs, os projetistas de luminárias podem agora construir luminárias que combinem dramaticamente forma e função, superando as limitações dos formatos legados. Além de aumentar consideravelmente a eficiência da fonte, esses produtos oferecem economia de energia.

A iluminação direcional não é possível com lâmpadas convencionais de iodetos metálicos e fluorescentes. Pode ser um desafio extrair e redirecionar efetivamente o fluxo de luz dessas lâmpadas omni{1}direcionais para uma distribuição mais benéfica e consistente. Com óptica secundária cuidadosamente projetada, é possível obter uma eficiência de entrega óptica muito alta graças à saída de luz direcional dos LEDs e ao pequeno tamanho da embalagem.

Como os LEDs são semicondutores, eles podem ser integrados em uma variedade de sistemas de controle de iluminação, o que permite que a iluminação seja adaptada a uma determinada aplicação ou ambiente. As luzes LED de alto brilho podem atingir uma alta eficiência de aplicação de iluminação (LAE), o que equivale a uma economia extra significativa de energia, fornecendo a quantidade adequada de luz quando necessário.

Numerosos designs de luminárias e variações de desempenho resultam da ampla variedade de alturas de montagem, distribuições de luz, metas de custo, pacotes de lúmen, características de cores e configurações com as quais as luzes altas devem funcionar e integrar. As luzes LED-comerciais de alto brilho podem ser arredondadas ou lineares e podem ser configuradas como sistemas modulares ou integrados. A utilização e as funções da área, bem como as características físicas do interior de um edifício, determinam a forma e a disposição destes sistemas.

A eficácia e confiabilidade do sistema de iluminação determinam o valor final da lâmpada LED de alto brilho. A fonte de luz, os componentes de driver e controle, o sistema óptico e o dissipador de calor são alguns dos vários componentes do sistema de iluminação que influenciam ainda mais esses fatores. Qualquer processo de projeto de luminária sempre envolveria compensações-entre custo e desempenho. As configurações de trabalho moderadas das instalações comerciais são mais tolerantes ao uso de luzes LED de alto brilho, mais baratas, com uma pequena janela operacional, apesar do fato de ser extremamente difícil atingir as metas de desempenho e de custo ao mesmo tempo.

As medições do pacote de LED são usadas em muitas das variações de desempenho disponíveis hoje em sistemas de iluminação de alto brilho. O design dos pacotes de LED e sua integração no sistema de iluminação determinam sua eficácia luminosa, desempenho de manutenção de lúmen, temperaturas de cor, precisão de reprodução de cores e vida útil. Os LEDs SMD reflexivos construídos na plataforma de pacote de plástico com chip portador (PLCC) são ideais paraluzes LED de alto brilhoda variedade comercial. Em comparação com outros tipos de pacotes de LED, como pacotes de substrato cerâmico de alta potência, pacotes de chip-on-board (COB) e pacotes de escala de chip (CSPs), os pacotes de LED PLCC alcançam uma eficácia de fonte que é significativamente maior devido à alta eficiência de extração de luz obtida com caixas e quadros de chumbo altamente refletivos. Luzes de alto brilho que usam pacotes refletivos de LED SMD para produzir luz branca podem ter uma eficácia de luminária de mais de 180 lm/W quando combinadas com drivers e ópticas de alta eficiência. O período de retorno pode ser consideravelmente reduzido pela alta eficácia. Os usuários finais poderiam, teoricamente, equilibrar o investimento em dois anos com esse nível de eficácia.

A qualidade e a eficácia da cor são fundamentalmente negociadas. O espectro de luz de LEDs altamente eficientes está faltando em comprimentos de onda importantes necessários para produzir cores vibrantes e super-saturados nas bandas espectrais azul e verde. Em muitos estabelecimentos de varejo e lazer, as cores vibrantes normalmente criam uma experiência visual rica. Somente quando exposto à radiação óptica com espectro equilibrado é possível discernir cores delicadas e complexas. A alta reprodução de cores e os LEDs brancos quentes são significativamente menos eficazes devido à perda de Stokes e à baixa sensibilidade ocular em comprimentos de onda de luz mais longos.

Os mecanismos de falha-relacionados ao pacote desses LEDs SMD refletivos tornam o projeto e a engenharia de uma luminária LED um problema significativo, embora o potencial período de retorno do investimento de luminárias LED que usam LEDs de potência média-de alta eficácia possa ser atraente o suficiente para promover uma compra. A temperatura tem um impacto significativo na manutenção do brilho do pacote LED PLCC. A rápida degradação dos materiais da embalagem a altas temperaturas pode resultar numa redução significativa na eficácia. Longas horas de operação ou altos níveis de luz fazem com que a resina termoplástica fique amarelada, o que acelera a depreciação do lúmen.

A curta vida útil de uma luminária LED mal projetada tornará inútil sua alta eficácia inicial, a menos que a temperatura de junção dos pacotes plásticos de LED seja mantida abaixo da temperatura operacional máxima designada sob todas as condições de acionamento e operação. Produtos de alto desempenho usam pacotes de LED moldados EMC (composto de moldagem epóxi) para adiar o início da degradação do brilho e da mudança de cromaticidade sob altas temperaturas operacionais. Comparado aos materiais PPA e PCT tradicionais, o EMC oferece melhor estabilidade térmica. Pacotes Quad Flat No{3}}leads (QFN), que oferecem um canal térmico de alta-eficiência para remover o calor da região ativa do LED, são normalmente usados no projeto de LEDs moldados EMC.

Para que todas as embalagens plásticas de LED operem de forma contínua e eficiente, o gerenciamento térmico é obviamente essencial. Como o epóxi tem uma capacidade limitada de suportar o calor, os LEDs moldados-da EMC não são diferentes. A dissipação de calor e a regulação da corrente de acionamento são dois aspectos do gerenciamento térmico do LED. Para obter uma alta emissão de luz, os sistemas-de baixo custo geralmente usam um pequeno número de LEDs e os acionam com força. De modo geral, mais calor é produzido dentro dos pacotes semicondutores quanto maior for a corrente de acionamento. Como resultado, a deterioração térmica dos materiais de embalagem é acelerada. Como resultado, um dos principais componentes do gerenciamento térmico é manter a corrente motriz em um nível adequado.

Melhorar a capacidade do sistema de remover calor da junção LED é o principal objetivo da engenharia térmica para luminárias LED. A resistência térmica dos componentes ao longo de todo o percurso térmico deve ser reduzida para garantir a fácil movimentação do calor, a fim de manter o controle da temperatura da junção.Luzes LED de alto brilho do comercialvariedade geralmente consome menos de 250 watts de eletricidade. A carga térmica pode ser gerenciada sem a necessidade de gerenciamento térmico ativo usando MCPCBs e TIMs de alta condutividade térmica em conjunto com um-dissipador de calor passivo bem projetado. A principal preocupação é que os dissipadores de calor possam não ser construídos para reduzir o custo geral do sistema.

led bay lights

Em muitos casos, o design óptico adequado é tão crucial quanto o controle da temperatura. A óptica secundária, que pode coletar eficientemente a luz da fonte de luz e distribuí-la uniformemente para obter o espaçamento máximo do equipamento, pode resultar em economias de energia adicionais significativas. Mais de 90% de eficiência de entrega óptica é possível com um sistema óptico bem-projetado. Normalmente, conjuntos de lentes de PMMA ou policarbonato são usados para alcançar a alta eficiência do sistema óptico. Um conjunto de LED SMD pode ter controle óptico individual graças a um conjunto de lentes fabricado com vários componentes de lentes.

Com mais de 90% de eficiência, um conjunto de lentes de reflexão interna total (TIR) pode fornecer distribuições ópticas ajustadas de forma estreita a ampla. LEDs são dispositivos com alta densidade de fluxo. Luminâncias excessivamente altas do emissor concentrado causam ofuscamento. Ao criar ambientes esteticamente agradáveis, a iluminação elevada em edifícios comerciais deve promover o desenvolvimento de uma boa experiência e de um ambiente envolvente. Para luzes LED-comerciais de alto brilho, a supressão de brilho é, conseqüentemente, um componente crucial do design óptico.

O driver de LED na parte frontal doluzes LED de alto brilhotransforma a energia da linha de corrente alternada (CA) em energia de corrente contínua (CC) de acordo com as propriedades elétricas do conjunto de LED. Normalmente, uma fonte de alimentação comutada (SMPS) é usada para converter energia CC retificada em uma magnitude predefinida de energia CC. Um projeto de-estágio único ou de dois-estágios pode ser usado para concluir o processo de conversão de energia CA em CC.

A correção do fator de potência (PFC) e a conversão CC/CC são combinadas em um único circuito em um driver de LED-de estágio único. Um circuito dedicado para correção do fator de potência ativo e um segundo estágio para gerenciamento de corrente constante CC/CC são recursos de um driver de LED de dois-estágios. Devido aos preços mais baratos, as unidades de{4}}estágio único são amplamente utilizadas em aplicações comerciais. Quando comparado a drivers de dois{6}}estágios, um único circuito integrado que executa as operações de conversão PFC e CC/CC pode economizar de 20 a 50% no número de peças do circuito, tamanho e custo. No entanto, a topologia de{10}estágio único tem uma faixa de tensão operacional estreita, alta corrente de ondulação, faixa de escurecimento limitada, desempenho limitado do PFC e vulnerabilidade à sobretensão causada por ocorrências de surtos.

Drivers de LED de-estágio único geralmente são limitados a aplicações de iluminação comercial de baixo- consumo de energia com rede elétrica CA de alta-qualidade. As topologias-de estágio único tornam-se inviáveis em níveis de energia mais altos devido à baixa eficiência operacional e à grande assinatura EMI. Devido à sua eficiência, confiabilidade e recursos de dimerização, os drivers de dois{6}}estágios oferecem uma melhor opção de preço/desempenho em níveis de potência acima de 100W.

A tendência de integração de dimerização, detecção, inteligência e rede em sistemas comerciais de iluminação LED para aproveitar o potencial-de economia de energia dos controles de iluminação é impulsionada pela busca-interminável por eficiência. Tanto a modulação por largura de pulso (PWM) quanto a redução de corrente contínua (CCR) podem ser usadas para diminuir a intensidade dos LEDs. Em aplicações comerciais, os protocolos analógicos de 0-10V e 1-10V foram amplamente utilizados para regular circuitos de dimerização. A iluminação analógica deve dar lugar à iluminação digital como resultado do desenvolvimento de sistemas conectados e da Internet das Coisas (IoT).

As luminárias LED podem ser endereçadas, reguladas e configuradas individualmente usando uma tecnologia de comunicação com ou sem fio, como DALI, malha Bluetooth ou ZigBee. Quando as luminárias LED conseguem se comunicar com o ambiente ao seu redor (usando informações coletadas de sensores de ocupação ou de luz natural), controladores locais, celulares ou qualquer combinação destes, recursos de reconhecimento contextual de alto-valor podem ser ativados.