Линзованный светодиодный модуль – это печатная плата из стеклотекстолита или алюминия, на которой установлены светодиоды в корпусах 2835 или 3030. Поверх каждого светодиода установлена одиночная линза с углом раскрытия 155-170 градусов.
Линзованные модули – популярное и бюджетное решение для светодиодных светильников с равномерной засветкой, идеально подходящих под требования к освещению общеобразовательных и медицинских учреждений. Также на базе линзованных модулей удобно конструировать крупногабаритные и нестандартные световые конструкции, а также популярные у дизайнеров световые потолки.
Несмотря на высокую популярность на рынке, в производстве и эксплуатации линзованных модулей все еще достаточно много технических нюансов, существенно влияющих на возникновение гарантийных случаев и на срок службы осветительных приборов. Ниже мы расскажем, что выбрать и как эксплуатировать, чтобы температура не убила эффективность и цвет, а вы не убили бюджет.
Особенности выбора:
1. Расчет оптических потерь на раскрывающей линзе. Особенностью широкоугольной оптики является преобразование из косинусной в широкую КСС, т.е. уменьшение осевой силы света и увеличение интенсивности бокового излучения светодиода, что визуально создает эффект «равномерного свечения», однако, уменьшение осевой силы света приводит к достаточно большим оптическим потерям, от 15% до 25%% зависимости от КЦТ (спектра), LES, и материала линзы.
2. Синий страдает сильнее на косом проходе через PC/PMMA, потому фактические потери будут больше при высоких CCT. Почему же потери на линзе будут отличаться в зависимости от изначальной цветовой температуры светодиода?
3. Спектрально-угловые потери. При использовании широкоугольной оптики существенно меняется цветовая температура светильника в меньшую сторону, причем сдвиг ССТ зависит от изначальной температуры светодиода: чем ниже исходная ССТ, тем больше сдвиг на готовом изделии.
Магии нет, есть скучная физика и немного оптической коварности. Каждый светодиод имеет определенную неравномерность цвета по углу (color over angle). Белый светодиод — это синий кристалл + желто-красный люминофор. У этой пары спектр зависит от направления:
Непреобразованный «синий» излучается более направленно, по направлению осевой силы света.
Переработанный люминофором «жёлтый» сильнее рассеивается и иначе «преломляется» на границах.
В итоге при больших углах процентное соотношение синего и желто-красного спектра в излучении светодиода меняется и происходит сдвиг цветовой температуры.
Ниже мы приводим средние значения сдвига цветовой температуры при использовании широкоугольной оптики:
3000К – 100~110K
4000К - 150~180K
5000К - 240~320К
6500К - 600~750К,
Соответственно, чем выше цветовая температура исходного светодиода, чем больше синего было в изначальном спектре излучения, тем больше сдвиг цветовой температуры в более теплую область. Эти данные необходимо учитывать при проектировании светильников с раскрывающей оптикой, особенно в сегменте биодинамического освещения, где широко применяются светодиоды 6500К.
Да, мир не идеален: вы расширяете угол, а физика берёт плату в виде сдвига цветовой температуры. Хорошая новость в том, что это предсказуемо и лечится
4. Температурный менеджмент. Даже при небольших мощностях оптика образует локальную «тепловую полость» и ухудшает теплообмен. Чтобы избежать деградации фосфора и капсулянта под широкую линзу стоит выбирать светодиоды с низким тепловым сопротивлением и платы с хорошей теплопроводностью.
Идеальный вариант – светодиод 3030 2D (6V@240 мА) в корпусе ЕМС (Lumileds). Многолетний (более 10 лет) опыт эксплуатации показал, что этот светодиод прекрасно чувствует себя под линзой даже на токе 175 мА. Однако, это не самое бюджетное решение, и в текущей ситуации всеобъемлющего удешевления мало кто решится на такой расточительный подвиг для офисного светильника. В качестве замены может подойти многокристальная версия 2835 (2-х или даже 3-х кристалльные версии, которые широко представлены у Runlite в низковольтовых сериях). В данном случае «чем больше – тем лучше». Тепловое сопротивление многокристального светодиода при прочих равных будет существенно ниже, а риск перегрева – меньше. При самостоятельном подборе светодиода стоит исходить из норматива по плотности тока 10–15 А/см².
При выборе печатной платы алюминиевое основание будет конечно же предпочтительнее, тем более что линза создает дополнительную тепловую нагрузку на светодиод, однако при работе с неизолированными источниками питания стоит остановиться на основании из стеклотекстолита и с тихой грустью снизить ток на модуле, увеличив количество светоточек. В противном случае может получиться «одноразовый светильник», за который будет стыдно уж через год.
Подбор пары «светодиод-линза» - настоящее искусство, требующее терпения и кругозора. При колоссальном разнообразии производителей широкой оптики и светодиодов 2835/3030 подобрать тот самый perfect match бывает не так просто. Так в чем подвох? сразу оговорюсь, если вы работаете с поликарбонатным рассеивателем любой структуры – вам повезло. Он «все стерпит». Сложности начинаются при работе со световым полотном чувствительным к появлению аберраций, проявляющихся в виде колец над проекцией линзы.
Для обеспечения равномерного светораспределения на световом полотне важно учесть высоту корпуса светодиода: низкопрофильный 3030 2D и более высокий типовой 2835 потребуют разных линз с различным фокусным расстоянием; форму LES: один и тот же легендарный 3030 2D будет работать совершенно по-разному в версиях с круглой и квадратной LES, материал и внутреннюю поверхность линзы. Некоторые варианты оптики дают аберрации с любыми типами светодиодов, что говорит о низком качестве и проектирования, и отливки. «Но зато это дешево...» (с)
После проверки простых параметров, влияющих на подбор светодиодного модуля, встает финальный и закономерный вопрос: «А линза-то не отвалится?»
Надежность установки линзы – отнюдь не тривиальный момент, т.к. всего одна отвалившаяся линза в световой конструкции большой площади приведет к дорогостоящему и трудоемкому ремонту. А если не одна? А если это будет происходить регулярно? Увы, на российском рынке за три года поисков нам не удалось найти клеевых составов с надлежащей адгезией и к основанию/маске печатной платы, и к основанию линзы. Часто в отрыв клеевой слой оставался на пинах линзы, отрываясь от основания платы или маски. В ходе многолетних опытов нам удалось найти надежный клеевой состав, обеспечивающий действительно прочную адгезию. Но есть нюанс, это импортный клей, и он хранится только при температуре -10 0С, что существенно затрудняет его перевозку в РФ.
Линзованный модуль — решение, которое на первый взгляд кажется простым, но на деле таит в себе множество подводных камней: оптические потери, сдвиг цвета, тепловые ловушки, аберрации и риски отслоения линз. Без глубокого понимания физики света, материаловедения и технологий сборки легко получить не «равномерное свечение», а головную боль на годы вперёд.
Компания «Трион» более 10 лет специализируется именно на линзованных модулях. Мы не просто поставляем компоненты — мы проектируем надёжные, предсказуемые и долговечные световые решения, проверенные на сотнях объектов. Мы знаем, какой светодиод сочетается с какой линзой, как компенсировать сдвиг CCT, как обеспечить термостабильность и гарантировать, что линза не отвалится через год.
С бережным уважением к Вашему бизнесу, «Трион»
Отдел продаж компании «Трион»:
+7 (495) 560-48-57
zakaz@trion-led.ru
https://trion-led.ru
Подписывайтесь на нас в социальных сетях:
Telegram: https://t.me/trion_led
VK: https://vk.com/trion_led
Дзен: https://dzen.ru/trion_led
Rutube: https://rutube.ru/channel/28248528/