Faretti LED PWM 24V bianchi regolabili

Introduzione a Expert Vision

Sviluppo di faretti LED Tunable White 24V 

introduzione

Sviluppiamo prodotti correlati all'illuminazione LED da dim a warm dal 2015. Inizialmente, erano disponibili solo alcuni controller LED sintonizzabili KNX e DALI, con il prodotto controller principale progettato per un singolo protocollo CCT o DT6. Per allinearci ai controller tradizionali, abbiamo sviluppato prodotti che rispettavano i più elevati standard tecnici dell'epoca. Ora questo prodotto è ampiamente utilizzato nel controller LED AKD di MDT Electronics e le sue prestazioni di dimmerazione sono state completamente verificate.

Sfide e soluzioni

Tuttavia, abbiamo riscontrato delle limitazioni con i LED COB (Chip-on-Board) disponibili. L'unico COB sul mercato, venduto da Sharp Corporation of Japan, aveva un CRI (Color Rendering Index) di soli 80, che non supportava la personalizzazione della temperatura colore e non soddisfaceva i nostri standard di luminosità. Per superare questo problema, abbiamo collaborato con i nostri partner per sviluppare COB con 2 CCT (Correlated Color Temperatures). Inoltre, abbiamo progettato un driver di circuito specializzato e originale per abilitare l'ingresso del segnale PWM (Pulse Width Modulation) a tensione costante con 3 linee.

Soluzione ottica

A causa della natura della sorgente luminosa a LED a doppia temperatura di colore, la posizione del LED emittente cambierebbe quando regolata e controllata. L'utilizzo di una lente come soluzione ottica non era adatto in quanto comportava una stratificazione del colore, con conseguenti scarse esperienze di oscuramento e corrispondenza dei colori per gli utenti. Per mitigare questi effetti ottici negativi, abbiamo sviluppato un nuovo sistema ottico. Questo design unico ha rapidamente guadagnato popolarità sul mercato, posizionando i nostri prodotti in modo vantaggioso nel 2015.




Componenti chiave dei faretti LED 24V Costruzione:

La base per la creazione di un prodotto di alta qualità risiede nell'utilizzo dei componenti giusti della massima qualità. Collaboriamo a stretto contatto con ingegneri e produttori dei singoli componenti che compongono i moduli LED, tra cui produttori di chip LED, aziende di confezionamento LED, produttori di PCB e materie prime per dissipatori di calore.

Chip LED:

Il componente principale del LED COB. La qualità dei chip LED determina la luminosità, la precisione del colore e la durata del LED. Collabora con un produttore di chip LED affidabile per garantire che il chip soddisfi le specifiche e gli standard di prestazione richiesti. Gli spot TILLUME posizionano quanti più chip di dimensioni sufficientemente grandi possibili nello spazio limitato del COB per garantire che ogni chip abbia un margine sufficiente quando la corrente è certa. Da un lato, un chip sufficientemente grande ha una migliore efficienza luminosa; Le dimensioni del chip generano anche meno calore, il che può garantire la durata di servizio e il COB non causerà problemi di spostamento del colore dovuti al calore.
TILLUME 24V COB

Processo di confezionamento COB:

Per ottenere il miglior effetto di luce e colore di luce, non acquistiamo semplicemente il comune COB direttamente dal mercato, ma collaboriamo direttamente con i produttori di chip LED e imballaggi LED per svilupparli. Nella selezione del chip, utilizziamo il chip di dimensioni maggiori, che può emettere più luce con la stessa corrente. Abbiamo anche lavorato sui dettagli altrove. 

Fissare il chip LED su un substrato di alluminio ad alta riflettività, collegarlo con filo d'oro puro e applicare polvere di fosforo. Ogni pezzo di COB viene testato per le sue prestazioni fotoelettriche su una macchina automatizzata per garantire la coerenza del colore della luce e delle prestazioni elettriche. Per garantire ai nostri COB un'eccellente efficienza riflettente, scegliamo materiali con una riflettività fino al 95% di provenienza tedesca. AlanodCome substrato del nostro COB, nonostante il costo relativamente elevato, questa è la soluzione migliore al momento.

Oltre all'elevata efficienza luminosa, anche l'elevata resa cromatica è un aspetto che ci sta molto a cuore. Essendo uno dei produttori di illuminazione a LED a sviluppare e produrre un CRI elevato, abbiamo compiuto grandi sforzi. Per rendere il colore della luce il più vicino possibile a quello naturale, non ci preoccupiamo solo del CRI, ma stabiliamo anche i requisiti per la curva di Planck e TM30. Ogni COB di noi deve soddisfare requisiti molto elevati.

Siamo quindi certi che se confrontate direttamente il nostro prodotto con altri prodotti simili, vi daremo un'ottima impressione.



Driver di circuito specializzato:

La bassa tensione di ingresso spesso causa cadute di tensione nella linea durante l'installazione e l'uso effettivo. Le variazioni della tensione di ingresso comportano variazioni nella corrente di pilotaggio dei LED, con conseguente luminosità non uniforme delle diverse lampade. Questa situazione è particolarmente comune quando si utilizzano strisce luminose.

Per risolvere questo problema, il nostro circuito di pilotaggio è appositamente progettato con un circuito a corrente costante. In determinate condizioni di perdita di linea e caduta di tensione, il circuito può fornire una corrente costante, garantendo che non si verifichino problemi di luminosità incoerente tra due spot LED relativamente distanti.
24V LED Spots Spannungsverlust- und Überspannungsprüfung
Dai test precedenti, possiamo facilmente sapere che, con un ingresso di tensione di 23-26 V, la corrente totale del faretto LED è la stessa, quindi qualunque sia la perdita di tensione o la sovratensione, i nostri faretti possono mantenere la stessa luminosità. 

Inoltre, il metodo di dimmerazione PWM a tensione costante consente di ottenere la dimmerazione tramite commutazione continua. Tuttavia, la rapida accensione e spegnimento della tensione può danneggiare i chip integrati e i LED a causa della brusca variazione di corrente. Per risolvere questo problema, abbiamo aggiunto uno speciale circuito di filtro al circuito, offrendo un'ottima soluzione ai punti critici del settore.

Buona dissipazione del calore:

I materiali in lega di alluminio sono ampiamente utilizzati per la dissipazione del calore delle lampade a LED. Tra i materiali più comuni sul mercato figurano il 6063 e l'ADC12. Il costo del materiale 6063 è relativamente elevato, ma ha una migliore conduttività termica e può trasferire rapidamente il calore generato dal COB alla superficie dell'involucro, evitando che il calore si concentri nel COB. Questa è la chiave per garantire una lunga durata dei LED. Inoltre, la lucentezza superficiale delle materie prime in alluminio 6063 di alta qualità è relativamente buona. Tenendolo in mano, si può chiaramente percepire la differenza.


Le materie prime in alluminio 6063 di alta qualità sono lisce e lucide a occhio nudo, mentre quelle di scarsa qualità. Poiché le materie prime in alluminio 6063 contengono impurità, la loro lucentezza e la loro consistenza risultano relativamente ruvide. Naturalmente, l'aspetto estetico non è la cosa più importante. La cosa più importante è che le materie prime in alluminio contenenti molte impurità non dissipano molto bene il calore. Per i prodotti elettronici, per ogni aumento di temperatura di 10 °C, la loro durata diminuisce. Dimezzata. Pertanto, abbiamo sempre insistito sull'utilizzo di materie prime in alluminio 6063 di alta qualità come materiale per il radiatore. Quando riceverete i nostri prodotti, sentirete sicuramente la differenza in modo intuitivo.
PWM LED Tunable White 8W Thermal imaging test



Come tutti sappiamo, il calore dei LED viene assorbito dall'aria circostante la lampada e dissipato nell'ambiente. Pertanto, maggiore è la superficie a contatto con l'aria, maggiore sarà il calore dissipato. Per questo motivo, il numero di dissipatori di calore nei nostri moduli LED è pari a 48, ovvero il 20% in più di superficie di dissipazione del calore rispetto ad altri radiatori simili sul mercato. Ciò significa che le prestazioni di dissipazione del calore sono migliorate del 20%, il che conferisce ai nostri prodotti una maggiore efficienza luminosa e una maggiore durata. Allo stesso tempo, osservando attentamente, si noterà che i nostri Spot hanno un aspetto più spesso rispetto a prodotti simili e la coda non si restringe rapidamente. Questo design è inoltre appositamente progettato per offrire una maggiore superficie di dissipazione del calore.

 

Perché sul mercato si pubblicizza spesso che la durata dei LED può raggiungere le 50.000 ore, mentre la durata effettiva delle lampade non è così?

TILLUME DTW lifetimes

 

Per rispondere a questa domanda, dobbiamo avere una conoscenza di base. La durata di tutti i semiconduttori e materiali elettronici sarà influenzata dalla temperatura. Temperature di esercizio diverse comportano durate di vita diverse. Come mostrato nella figura sopra, la durata del LED cambia con la temperatura. Quando la temperatura del LED è di 55℃, possiamo vedere che la sua curva di vita può essere mantenuta a un certo livello. Quando la temperatura raggiunge 105℃, dopo 10000 ore, la sua curva di vita La curva di vita scende rapidamente. Pertanto, la durata di vita del LED pubblicizzata sul mercato è di ben 50.000 ore, che si riferisce ai risultati dei test della sua temperatura di esercizio a 25°C, che è un dato di test di laboratorio ideale. Inoltre, oltre ai chip LED, ci sono altri materiali in COB, come fili d'oro utilizzati per condurre elettricità, colla per fissare i chip LED, ecc. La durata di vita dei materiali sarà influenzata dalla temperatura.


Dalle informazioni di cui sopra, possiamo sapere che speriamo che più lunga è la durata del LED, migliore sia la prestazione di dissipazione del calore delle lampade a LED. E una migliore prestazione di dissipazione del calore significa costi di produzione più elevati, quindi non tutti i produttori di LED sono disposti a farlo. , spesso controllano solo la temperatura del LED a 105 °C per controllare i costi.

TILLUME dtw 24V LED spots thermal imaging test

 

I risultati del test sono: ingresso di tensione 24 V, i canali doppi raggiungono la massima potenza, si accendono per 20 minuti e la temperatura non aumenta più.


Per la pratica ingegneristica effettiva, è quasi impossibile controllare la temperatura a 25°C, altrimenti il costo per raggiungere questo obiettivo sarà molto elevato e non potrà essere accettato dal mercato. Come produttore di LED Spot, TILLUME può solo scegliere materie prime di alta qualità il più possibile per aumentare il margine di progettazione e ottimizzare la progettazione della dissipazione del calore per ridurre la temperatura di esercizio del LED Spot. Questo è anche il motivo principale per cui TILLUME ha scelto i materiali di alta qualità sopra menzionati e i chip personalizzati. Lo scopo è controllare la temperatura del LED Spot per raggiungere l'obiettivo di una maggiore durata. Tuttavia, poiché il nostro modello aziendale è che i produttori vendono direttamente al mercato finale, riduciamo molti collegamenti intermedi e rendiamo i nostri prezzi più convenienti.


Oltre al fattore COB, c'è un altro componente importante che è anche influenzato dalla temperatura, ed è il circuito driver LED integrato. A volte il guasto dei faretti LED non è dovuto alla fine della vita del COB, ma al guasto del circuito integrato interno, che causa il guasto del COB. Per questo motivo, TILLUME utilizza PCB in alluminio per il suo circuito interno per allontanare meglio il calore dal CI. E se fai attenzione, puoi notare che il nostro retro è piatto e non è fissato con viti. Lo scopo è quello di consentire al PCBA di essere ben collegato con i dissipatori di calore esterni sono a contatto, riducendo così la temperatura di esercizio dell'unità. Sebbene un tale design abbia determinati requisiti sul processo di fabbricazione, può dissipare efficacemente il calore. Sebbene la difficoltà di fabbricazione sia notevolmente ridotta utilizzando il fissaggio con viti, la scheda driver può essere posizionata solo nella cavità interna del radiatore e non può adattarsi perfettamente al radiatore. La situazione di dissipazione del calore peggiorerà, anche se viene utilizzato il processo di riempimento con colla. Anche le prestazioni di trasferimento del calore saranno notevolmente ridotte a causa della bassa conduttività termica della colla di dissipazione del calore.

 

Lente o riflettore?

Forse non tutti hanno prestato molta attenzione a questo dettaglio. Dal punto di vista della progettazione ottica, la maggior parte dei COB bicolore non è adatta all'utilizzo di lenti come soluzioni ottiche per prodotti multicolore, poiché la luce dei COB multicolore cambia durante la viraggio. Il design della lente è solo un'ottimizzazione del percorso di rifrazione per luce fissa. Pertanto, il DTW dello schema ottico è molto soggetto alla delaminazione dei punti luminosi e alle diverse temperature di colore.
Benory solution TILLUME 24V LED for KNX AND DALI lighting control
Dal confronto fotografico, si può notare che utilizzando una lente per realizzare un faretto LED DTW, si nota un punto luminoso al centro il cui colore non è lo stesso dell'esterno. Regolando la temperatura di colore (CCT), si otterrà un'esperienza negativa, con due tipi di CCT nella stessa stanza, ma non quella desiderata.


Per questo motivo, abbiamo progettato una parte che mescola luce di diversi colori, che può facilmente mescolare la luce in diverse direzioni in una sfera di luce e poi riflettere nuovamente la luce della sfera di luce attraverso il riflettore per ottenere la soluzione al problema della stratificazione.

TILLUME 24v tunable white led spots optical system
Inoltre, il riflettore selezionato da TILLUME adotta il processo di filatura dell'alluminio con un processo di fabbricazione relativamente complicato, che non solo può ridurre il verificarsi di abbagliamento. Allo stesso tempo, se utilizzato per un lungo periodo, il materiale metallico stesso non ingiallirà come il materiale plastico, il che cambierà il colore della luce.

 


Il rigoroso processo di controllo qualità

Dall'ispezione delle materie prime, abbiamo iniziato a lavorare con attenzione. Per parti molto importanti, il nostro rapporto di campionamento è molto più alto del livello generale del mercato. Per garantire la coerenza del colore, TILLUME controlla Macdam in 2 passaggi, quindi selezioniamo e ordiniamo anche i chip LED per garantire la coerenza tra i lotti.

Anche nell'aspetto, puntiamo all'eccellenza. Ogni processo produttivo ha standard rigorosi. Non perseguiamo miglioramenti della produttività per ridurre i costi di produzione. Ogni passaggio deve essere attentamente elaborato.

Sappiamo che l'ambiente di utilizzo dell'utente è molto diverso. Per garantire l'affidabilità del prodotto, ogni lampada deve passare attraverso un processo di invecchiamento fino a 12 ore per garantire che ogni prodotto spedito sia sufficientemente buono.