Методом удельной мощности выполнить расчет освещения помещения

Оглавление

Какие параметры учитывают при расчете освещенности светодиодными светильниками?

Как рассчитать количество светильников? Для этого используют специальную формулу, итоговый результат которой будет зависеть от отдельных параметров. Давайте подробно рассмотрим, какие факторы повлияют на расчет.

Нормы освещения

Для каждого типа помещения действуют свои нормы освещения. К примеру, в производственном цехе, где выполняют высокоточные работы, требуется больше света, чем в прихожей или санузле.

Нормы освещения в зависимости от типа помещения

Тип помещения Свет, в люксах
офис 300-500
конференц-зал 200
кухня, спальня, зал для гостей 150
прихожая, кладовая, санузел 50
детская 200
библиотека или кабинет 300

Приведенные нормы освещения формируются в Люксах. Люкс — единица, созданная для сопоставления света прибора с 1 кв. м. площади. То есть, свет в 1 Люкс соответствует светимости в 1 Люмен на 1 м. кв. помещения.

Тип помещения

В нормах СНиП всегда будет присутствовать тип комнаты, для которой требуется подобрать осветительный прибор. Разумеется, в офисных помещениях, библиотеке и детской комнате создают более яркий свет. Коридоры, лестничная клетка, санузел не требуют повышенной яркости ламп.

Параметры помещения

Для выполнения расчетов понадобится узнать площадь комнаты. Рассчитывается она по формуле, известной нам со школьной скамьи: S= a*b, где S — площадь помещения (м. кв.), a — длина комнаты (м), b — ширина (м).

Кроме того, учитывают коэффициент поправки. Он формируется с учетом высоты потолка. Чем более высокой будет стена, тем значительнее будет рассеиваться свет на пути к подсвечиванию рабочих поверхностей и пола.

Мощность светодиодных светильников

Этот параметр подбирается после расчета освещения. Правильный выбор мощности осветительного оборудования обеспечит комфортные условия пребывания в помещении.

Как быть, если производитель не указал светимость led-ламп? Ориентируйтесь на следующую таблицу.

Соответствие мощности световому потоку

Мощность, Ватт Величина светового потока, Люмен
3-4 250-300
4-6 300-450
6-8 450-600
8-10 600-900
10-12 900-1100
12-14 1100-1250
14-16 1250-1400

Тип рассчитываемого светильника

Существует несколько типов светодиодных светильников: точечные, промышленные, потолочные, уличные. Формула расчета освещенности каждого из них имеет свои отличия.

Алгоритм расчета

Расчет светового потока проводится достаточно просто. Формула предполагает всего 3 составляющих, которые перемножаются между собой.

Достаточно перемножить 3 параметра:

  1. Норму освещения.
  2. Площадь помещения.
  3. Коэффициент поправки.

Пример расчета освещенности помещения

Необходимо подобрать led-светильник для кухни в 15 кв. м с высотой потолка 2,6 м. Какой мощности будет осветительный прибор?

Расчет

Норма освещения кухни — 150 Лк. Тогда световой поток составит показатель: 150*15*1= 2250 Люмен.

На основе таблицы соответствия мощности световому потоку выбираем количество лампочек и их мощность. К примеру, можно приобрести 2 лампы мощностью 12 Вт каждая или 4 лампы по 8 Вт каждая.

Как видите, расчет освещенности совершается по совершенно несложной формуле!

Особенности, технические параметры светодиодного источника света

LED лампы на сегодняшний день активно вытесняют с рынка светотехнической продукции прочие световые источники. Они намного эффективнее и экономичнее в плане расходования электрической энергии, а также отличаются наиболее максимальным сроком эксплуатации.

Мнение эксперта

Иван Зайцев

Специалист по освещению, консультант в отделе строительных материалов крупной сети магазинов

Важно! Светодиодные элементы – это световые источники современного поколения, которые принципиально отличаются от стандартных лампочек с нитью накаливания и люминесцентных моделей светотехники

Выбор метода расчета

Имея представление, каким образом производится расчет, давайте рассмотрим, какой из способов выбрать конкретно для вашего случая. Ведь различные методы расчета предназначены для различных помещений и условий.

Итак:

Начнем с метода коэффициента использования светового потока. Данный способ нашел достаточно широкое применение. Преимущественно его применяют для расчета общего освещения в помещениях, не имеющих перепадов высот по горизонтали. Кроме того, данный способ не сможет выявить затененные участки, и произвести расчет для них.


Выбираем метод расчета освещенности

  • Для этих целей существует точечный метод. Он применяется для расчета местного освещения, затененных участков и помещений с перепадом высот, а также наклонных поверхностей. Но вот общее равномерное освещение таким методом посчитать достаточно сложно — ведь он не учитывает отраженные и некоторые другие составляющие.
  • А вот способ удельной мощности, является одним из наиболее простых. Но в то же время он не дает точных значений, и преимущественно используется в качестве приближенного. С его помощью определяют приближенное количество светильников и их мощность.

Кроме того, данный расчет позволяет определить, какова приближенная цена монтажа и эксплуатации данной осветительной системы.

Базовая характеристика светодиодного источника света

Осуществляя замену старых моделей на светодиодные лампочки, первое, на что следует обратить внимание, будет мощность (удельная) и ее коэффициент. Эти параметры для освещения являются базовыми

Для того, чтобы эффективно определить мощность и ее коэффициент, на упаковке приведена таблица с перечнем технических характеристик.

Две лампы, имеющие одинаковый показатель, могут обладать различным световым потоком, а также углом рассеивания и цветовой температурой. Все этим параметры содержит в себе таблица, указанная на упаковке любых видов ламп. Под световым потоком понимается мощность излучения (сколько света излучает), которое дает источник света во всех направлениях. Ниже представлена таблица, в которой приведены средние значения светового потока разных ламп.

Световой поток различных ламп

Как видим, данный параметр даст возможность оценить, сколько электроэнергии потребляет источник света

Это очень важно знать при замене одного типа освещения на другой. Для того чтобы правильно определить (m) светового потока и сколько потребляет выбранная модель, существует следующая таблица

Из таблицы видно, что при использовании светодиодных ламп на 3 Вт, их светоотдача будет соответствовать лампам накаливания на 25 Вт. Из этой таблицы также видно, сколько экономии в плане потреблении электроэнергии может принести даже самый маломощный источник света.

Сравнительная таблица с техническими данными:

Марка Модель Год Начала Выпуска Масса, кг. Мощ-ть, лс. КПП и привод. 0-100 км/ч, с. (офиц.) Примечания.
BMW M5 2013 1945 560 РКПП, задний 4,3 Для разгона до 100 км/ч требуется 3 передачи, необходимо увеличивать время на переключение передач.Видео
BMW 1M 2011 1495 340 МКПП, задний 4,9 Фактическая мощность двигателя 360-380 л.с. в стоке
BMW M3 2000 1570 343 МКПП, задний 5,2
BMW M3 2013 1520 431 РКПП, задний 4,1
Porsche Cayenne Turbo S 2013 2170 550 АКПП, полный 4,5
Corvette ZR1 2008 1508 647 МКПП, задний 3,4 Разгоняется до 110 км/ч на 1 передаче. По расчетам, для разгона за 3,4 сек. требуется не более 350 л.с. на колесах. При идеальном сцеплении с дорогой, на гоночных сликах должен разгоняться за 2,1 сек. !
Porsche 911 Turbo S 2014 1605 560 DSG, полный 3,1
Nissan GT-R 2012 1750 550 РКПП, полный 2,7 Хаха, Nissan, спасибо класным ребятам из отдела маркетинга за такой впечатляющий разгон! Законы физики? Не, не слышали. Реальный результат 3,3-3,5 сек. Видео

Измерение светового потока

Перед тем как выпустить продукцию на рынок, производитель делает в лабораторных условиях определение и измерение характеристик осветительного прибора. В домашних условиях, не имея специальных приборов, это сделать нереально. Но проверить цифры, указанные производителем, можно с помощью вышеприведенных формул, воспользовавшись компактным люксметром.

Сложность точного измерения параметров света заключается в том, что он исходит во всех возможных направлениях распространения. Поэтому лаборатории используют сферы с внутренней поверхностью, которая имеет высокий коэффициент отражения – сферические фотометры; применяют их и для измерения динамического диапазона фотоаппаратов, т.е. светочувствительности их матриц.

В быту больше смысла имеет измерять такие важные параметры света, как освещенность помещений и коэффициент пульсации. Высокий коэффициент пульсации и тусклое освещение заставляют людей чрезмерно напрягать глаза, что быстрее вызывает усталость.

Коэффициент пульсации потока света – это показатель, характеризующий степень его неравномерности. Допустимые уровни этих коэффициентов регулируются СанПиН.

Не всегда можно заметить невооруженным глазом, что лампочка мерцает. Тем не менее даже незначительное превышение коэффициента пульсации влияет на центральную нервную систему человека негативно, а также уменьшает работоспособность. Свет, который может неравномерно пульсировать, излучают все экраны: мониторы компьютеров и ноутбуков, дисплеи планшетов и мобильных телефонов, экран телевизора. Пульсацию измеряют люксметром-пульсметром.

Пример расчета наружного освещения

Рассмотрим на конкретных примерах схему вычисления расчета наружного освещения.

Пример 1: освещение улицы, двора

Данные проекта: освещение улицы, двора. Нужно вычислить необходимое количество светильников. Для этого применяется следующая формула:

N – это искомое количество светильников;

Е – показатель минимальной степени такого определения, как освещенность;

Z – показатель неравномерного освещения территории;

K – коэффициент учета длительного использования;

F – показатель излучаемого света;

ɳ — показатель отражающих способностей элементов.

Имейте в виду, что необходимые физические характеристики и параметры осветительных приборов указаны в их технической документации.

Допустим, нам нужно рассчитать необходимое количество осветительных приборов на придомовой территории новостройки размером 250 кв. м. Как правило, для освещения данных площадок используются светодиодные прожекторы. Их параметры и возьмет в расчет.

Итак, во-первых, фиксируем значение F. Эти данные записаны в инструкции к прожектору.

Во-вторых, находим значения мощности устройства и коэффициент возможной светимости. В нашем случае эти показатели оставили — 40 Вт мощность и 90 лм/Вт светимость.

В-третьих, находим значение сетевого потока F=40*90=3600 лм.

В-четвертых, нам необходимо значение ɳ. В нашем случае, учитывая, что покрытие территории светло-серого цвета, его отражающая способность равна 50%.

В-пятых, норму освещения возьмем стандартно – 10 люксов.

Осталось подставить числовые значения в формулу:

Округляя, полученное значение, получим ответ – на общедомовую территорию площадью 250 кв.м. достаточно установить 2 светодиодных прожектора, мощностью 40 Вт.

Пример 2: освещение проезжей части

Освещение проезжей части.

Вычислить необходимое расстояние между светильниками высотой 9 м, на проезжей части дороги шириной 6 м. Используемые модели светильников — РКУ01-250. Установочные лампы — ДРЛ-250.

Расстояние между светильными приборами (шаг светильников) вычисляется по формуле:

L – нормируемый коэффициент яркости покрытия;

К – коэффициент запаса (накаливания);

η – параметр использования светового потока.

Для проведения вычислений также потребуются специальные данные таблиц коэффициентов использования светильников. Таблицы можно найти в технической литературе.

В первую очередь нормируемый коэффициент покрытия в нашем случае будет равен — 0,4 кд/м2.

Далее найдем отношение между шириной дороги и высотой светильников: b/h = 6/9 = 0,66.

Коэффициент светового потока определим по таблице: η = 0,044.

Шаг светильников в таком случае будет равен: Ф = 0,4*1,5*3,14/0,044 = 42,8.

Сегодня для освещения частных и общественных территорий используются осветительные приборы с датчиком движения. Новый технический элемент получил широкое распространение благодаря своей экономичности. Такие светильники автоматически включаются при открытии ворот, дверей, фиксировании движения на довольно большом расстоянии.

https://youtube.com/watch?v=4L2ffeHiyXU

Осветительные приборы для наружного освещения придомовой территории и улицы выполняют несколько важных функций, в том числе повышение безопасности жилой недвижимости.

Грамотно спроектированные системы для двора, направленные на основные объекты (ворота, калитка, забор), значительно снижают интерес со стороны злоумышленников, которые менее охотно будут думать над тем, чтобы посягнуть на ваше имущество. Прежде чем выполнить расчет уличного освещения, необходимо решить с месторасположением фонарей, а уже после прибегнуть к нескольким важным физическим формулам.

Настоятельно рекомендуем при выполнении расчетов брать данные из технической документации устанавливаемых приборов.

В зависимости от функционального предназначения современные системы уличного освещения делятся на два типа:

В первом случае нужно соблюдать определенную последовательность, а иногда — закономерность в распределении светильников по участку. Понадобятся приемы, используемые в ландшафтном дизайне. Что касается технического функционала устройств, то в данном случае речь идет уже о защитных особенностях оборудования.

Как убрать пульсацию в светодиодной лампе

Самый простой способ – купить новую лампочку от качественного производителя. Если нужно привести в порядок имеющийся под рукой осветительный прибор, то первым делом стоит увеличить ёмкости входного и выходного электролитических конденсаторов. Чем они больше, тем меньше коэффициент пульсаций. В случае, если не помогло, то проблема кроется либо в самих светодиодах, либо в их драйвере (микросхеме). При таком диагнозе проще вернуться к первому способу и заменить лампочку на другую.


Конденсаторы в led лампочке

Дополнительная информация. Конденсаторы на выходе диодного моста нужны, чтобы выпрямить и сгладить сетевое напряжение. При их замене нельзя превышать номинальное напряжение, иначе они, скорее всего, взорвутся.

Из вышесказанного можно подчеркнуть, что расчет пульсаций источников света является важной и ответственной работой. Без проведения всех необходимых вычислений невозможна проектировка промышленных, общественных или бытовых зданий

Точечный метод расчета освещения

Т очечный метод расчета искусственного освещения позволяет установить уровень освещенности каждой точки в помещении, независимо от расположения в горизонтальной, вертикальной и наклонной плоскостях.

Этот метод невероятно трудоемкий, однако результат стоит затраченных усилий. Он позволяет получить наиболее точные данные и зависит лишь от того, насколько добросовестно инженер выполнит все расчеты.

Расчет освещения точечным методом также используется для расчета неравномерного освещения: общего, местного, наружного, локализованного. Освещенность помещения, согласно расчету, должна в любой точке достигать значения нормы даже при условии, когда срок службы источника света подходит к концу.

За основу расчета берется основной закон светотехники. Формула произведения расчета зависит от светового прибора и характеристик объекта. В расчете используются специальные вспомогательные номограммы, графики и таблицы.

где I — сила света в направлении от источника к точке, кд;
cos а — косинус угла падения луча на плоскость;
R — расстояние между источником и точкой, м.

Прежде чем начать расчет необходимо вычертить схему размещения осветительных приборов в масштабе. Это позволит определить геометрические соотношения и углы падения света.

К расчету освещения точечным методом. С — светильник, О — проекция светильника на расчетную плоскость, А — контрольная точка.

Представленные методы расчета освещенности помещений наиболее часто используются специалистами. Выбор конкретного метода должен быть обусловлен функциональным предназначением помещения, а также количеством средств, которые будут вложены в освещение.

Расчет освещенности помещения крайне важен для будущей эксплуатации здания.

Главное управление строительства разработало специальные нормативные правила, занесенные в специальную документацию под названием СНиП. При произведении расчетов необходимо опираться на этот документ.

Помните, что от правильного расчета освещенности и подбора осветительного оборудования будет зависеть здоровье, а иногда и жизни людей. Нужно крайне ответственно отнестись к этому процессу, несмотря на то, что качественное его исполнение может отнять достаточно значительный промежуток времени и большое количество сил. Помните, что здоровье человека превыше всего и оно явно стоит затраченных на это усилий.

Особенности и главные технические характеристики

Светодиодные лампочки сегодня активно вытесняют другие типы ламп из повседневного обихода. Ведь они эффективнее остальных источников света. Для светодиодных ламп характерна сама высокая энергоэффективность. Это означает, что такие лампочки потребляют гораздо меньше электроэнергии, чем их предшественники.

Преимущества светодиодных лампочек заключается в следующем:

  • высокая удельная мощность;
  • длительный период службы;
  • высокая энергоэффективность;
  • отличный коэффициент цветопередачи;

Коэффициент цветопередачи LED

  • экологичность;
  • безопасность эксплуатации.

Но здесь имеются и минусы, которые заключаются в достаточно высокой стоимости светодиодных осветительных изделий. Поэтому такие лампочки пока еще полностью не вытеснили менее эффективные по мощности и качеству освещения источники света. Для LED характерны следующие характеристики:

  • мощность – от 1 ВТ;
  • световая отдача – 88,8 Лм/Вт;
  • напряжение – 170-240 В;
  • цветовой эффект – теплый или холодный белый/желтый свет;
  • световой поток – 800 Лм;
  • t0 нагрева – 2700 К;
  • длительность (средняя) работы – 40000 ч.

Как перевести люксы в люмены

Однако, если известно нужное значение освещенности в люксах и площадь освещаемой поверхности, можно подсчитать требуемую величину светового потока в люменах. При этом следует понимать, что подсчет будет выполнен со многими допущениями, так как приблизить условия его выполнения к физически идеальным не представляется возможным. При подсчете следует принять, что:

  • источник света располагается в центре;
  • освещенность равномерна на всей площади, что практически невозможно;
  • на всю площадь поверхности свет падает под одинаковым углом;
  • поверхность освещается изнутри мысленной сферы, предполагаемой вокруг источника.

Для того, чтобы получить значение в люменах, нужно норму в люксах умножить на значение площади, нуждающейся в освещении.

Площадь пола и потолка составит: 10 х 10 = 100 м². Площадь каждой стены: 4 х 10 = 40 м². Теоретически с допущением на равномерное освещение и расположение источника, равноудаленного от всех точек поверхности, задача решается так: 300 лк х (4 х 40 + 100 + 100) м² = 300 х 360 = 108 000 лм. Если это астрономическое значение «перевести» в обычные 100-ваттные лампы накаливания, то потребуется всего лишь… 72 штуки.

Практический подход будет другим. Совершенно не нужно освещать потолок — рабочие места сотрудников находятся внизу. Более того, конструкция многих потолочных светильников делает невозможным распространение света вверх. Значит из вычислений нужно убрать площадь потолка:

300 лк х 260 м² = 78 000 лм.

Современные потолочные светильники со светодиодами могут выдавать 5000 люменов. Соответственно их потребуется 16 штук (78 000/5000) с округлением до целого числа.

Это количество можно снизить. Согласно СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 замер освещенности производится над рабочей поверхностью, а также в контрольных точках, удаленных от стен и световых проемов на 1 м. Достаточно разместить осветительные приборы над рабочими местами сотрудников. Математически уменьшив геометрические характеристики пола на 1 м с каждой стороны, получим:

300 лк х (160 + 64)м² = 300 х 224 = 67200 лм. Что в потолочных светильниках составит: 14 штук с округлением до целого числа.

Советуем изучить Дозиметр для измерения радиации

Watch this video on YouTube

Расчёт освещения

Расчёт освещения

Метод коэффициента использования

Метод коэффициента использования даёт возможность опреде­лить световой поток ламп, необходимый для создания заданной средней освещённости при общем равномерном освещении с учётом света, отражённого стенами и потолком.

Расчётные формулы:

где F —световой поток ламп, лм;

Е — минимальная освещённость, лк;

k — коэффициент запаса;

η — коэффициент использования светового потока ламп (в долях единицы), т. е. отношение потока, падающего на расчётную поверхность, к суммарному световому потоку всех ламп;

S —площадь помещения, м2;

z — отношение средней освещённости к минимальной (коэффи­циент z вводится только при расчёте минимальной осве­щённости);

п — число светильников.

Коэффициент использования зависит от характеристики светиль­ника (светораспределения и к. п. д.), размеров помещения и коэф­фициентов отражения стен и потолков.

Значения коэффициентов использования для различных све­тильников с лампами накаливания находятся по таблицам, имею­щимся в каталогах на осветительные приборы.

Коэффициенты, отражения стен ρc и потолка ρn приведены в следующей таблице:

Размеры помещения характеризуются следующим показателем (индексом) помещения:

где h — расчётная высота подвеса светильника над рабочей по­верхностью, м;

S —площадь помещения, м2;

А и В — стороны помещения, м.

Величина коэффициента z зависит от типа светильника и отно­шения L к h; L — расстояние между светильниками, м; h — расчётная высота подвеса светильника, м.

Значения коэффициентаz

Расчёт освещения но методу коэффициента использования про­изводится в следующем порядке:

1) находим по таблице нормативную освещённость для данного помещения;

2) выбираем тип и число светильников;

3) определяем индекс помещения iи коэффициенты отражения потолка (ρп ) и стен ( ρс).

4) находим коэффициент z (только при расчёте на минималь­ную освещённость);

5) определяем коэффициент использования светового потока для принятого типа светильника;

6) вычисляем световой поток F одной лампы в лм и по нему выбираем лампу, световой поток которой близко подходит к рас­чётному.

Пример расчёта

Дано: конторское помещение площадью 20 × 6 м, высотой 3,2 м; потолок побелённый, стены светлые, окна без штор.

Расчётная высота подвеса светильника h=2 м, напряжение се­ти 220 в; коэффициент запаса k=1,3.

1) Для конторского помещения E = 75 лк.

2) Берём 16 светильников типа «Люцетта» цельного стекла, рас­полагаемые в два ряда; расстояние между светильниками равно 3 м.

3) Находим индекс помещения

По таблице определяем коэффициенты отраже­ния потолка и стен: ρп =70%; ρс=50%.

4) При отношении L : h = 1,6 коэффициент z = 1,2.

5) Зная i, ρn и ρс находим для светильника «Люцетта» коэффи­циент использования η = 0,5.

6) Определяем световой поток одной лампы

По таблице выбираем лампу накаливания мощ­ностью 150 вт, имеющую световой поток 1845 лм.

Метод удельной мощности

Метод удельной мощности — наиболее упрощённый способ рас­чёта освещения.

Удельная мощность, т. е. мощность ламп, отнесённая к единице площади, вт /м2 — важный показатель осветительной установки, он может служить, в однотипных условиях, критерием для определе­ния мощности ламп.

Инженером Кноррингом были составлены таблицы значений удельной мощности в зависимости от освещённости, типа светильни­ка, высоты подвеса и площади помещения для напряжения сети 220 в и коэффициента запаса k=1,3.

Пользуясь таблицами, можно подсчитать установленную мощ­ность осветительной установки, для чего значение удельной мощно­сти (р), найденное для конкретных условий, необходимо умножить на площадь помещения.

Мощность каждой лампы находят делением общей установлен­ной мощности на принятое количество ламп.

Точечный метод

Точечный метод расчёта, основанный на известном соотноше­нии между освещённостью Е и силой света I, довольно кропотлив и применяется в основном только для определения минимальной освещённости локализованного и местного освещения, для опреде­ления освещённости ответственных помещений и для проверочные расчётов.

Какие лампы выбрать для освещения

Критическими параметрами, от которых зависит качество освещения, являются:

  • температура цвета;
  • тип рассеивателя;
  • световой поток.

Цветовая температура

Традиционно цветовую температуру можно разделить на три основных диапазона:

  • теплый белый свет – 2500-3000 К;
  • белый – 3000-4200 К;
  • холодный белый – 4500 К и выше.

Советуем изучить Пылевлагозащищенные осветительные приборы для любых нужд

Чем выше температура цвета, тем более ярко светят лампы, при этом в спальне и комнатах отдыха не рекомендуется использовать чересчур холодные, а в местах чтения – теплые оттенки.

Тип рассеивателя

В светодиодных лампах применяют матовые или прозрачные рассеиватели. В первом случае свет распределяется максимально равномерно, но потери могут достигать 20-30 %. Рекомендации по применению просты: при необходимости осветить комнаты с большой площадью нужно использовать прозрачные рассеиватели, для настольных или настенных светильников – матовые.

Световой поток

Выбирая светодиодную лампу, обратите внимание на ее номинальный световой поток. Его значение зависит от ряда факторов и страны-производителя. В среднем для диодных изделий мощностью 4,8 Вт наблюдается следующая зависимость:

В среднем для диодных изделий мощностью 4,8 Вт наблюдается следующая зависимость:

  • лампы из Китая – 240 лм;
  • Тайваня – 380-420 лм;
  • Европы – 500 лм и выше.

Не забывайте, что мощность лампы с более теплым светом должна быть на 20-25 % выше, чем у источников с холодным белым светом.

Общая освещенность помещения, безусловно, зависит от числа светодиодных светильников, но это далеко не все параметры, которые нужны учитывать при выборе. Обязательно ориентируйтесь на температуру цвета, световой поток и мощность изделия

Для создания равномерного свечения с помощью светодиодов важно выполнить максимально точные расчеты, чтобы не получилось так, что одна комната освещена слишком ярко, а в другой катастрофически не хватает света

Драйверы для светодиодных источников света ON Semiconductor

В статье сделан обзор драйверов светодиодов компании ON Semiconductror. В первую очередь рассматриваются новые типы продукции, которые появились в номенклатуре светодиодных драйверов ON Semi в этом году.

2 марта

а, темп развития светодиодных технологий, который часто любят характеризовать таким параметром как рост световой отдачи, впечатляет. Средний прирост этого показателя для серийно выпускаемых светодиодов за последние пять лет составляет около 13…15 лм/Вт в год. Однако, на сегодняшний день световая отдача светодиодов, применяемых в серийных уличных светильниках еще не превысила этот показатель для натриевых ламп высокого давления — самого распространенного источника света для уличного освещения. Тогда в чем энергоэффективность светодиодных светильников?

Энергоэффективность светильника

Для оценки энергоэффективных свойств осветительного прибора необходимо провести анализ по четырем параметрам:

1) световая отдача источника света;

2) КПД светильника;

3) электрический КПД светильника (потери в блоке питания, ПРА);

4) коэффициент использования светового потока.

Световая отдача светодиодов не превышает этот показатель для традиционных источников света в уличных светильниках, поэтому для экономии электроэнергии необходимо, чтобы значения остальных параметров были больше чем у существующих осветительных приборов.

В двух словах отметим, что КПД блока питания светодиодов и ПРА для газоразрядных ламп примерно одинаковы и равны для большинства образцов 80—85%.

КПД самого светильника (отношение светового потока светильника к световому потоку источников света) зависит от материалов отражателей, рассеивателей и линз. В существующих светильниках с газоразрядными лампами и в светодиодных применяются однотипные материалы, поэтому получить выигрыш более 10—20% в КПД практически не реально. Заметим, что КПД уличного светильника с натриевой лампой высокого давления для большинства образцов довольно высокий. Например, светильники ЖКУ28-150-001, ЖКУ21-150-003, ЖКУ15-150-101Б и др. объединения Galad имеют КПД более 74%. При улучшении этого показателя на 20% получим значение 89%, что сопоставимо с коэффициентом пропускания защитных стекол и рассеивателей из полиметилметакрилата, поликарбоната, стекла . В этом случае мы получаем светильник, светораспределение которого формируется расположением самих светодиодов без дополнительных отражателей, линз, ограждающих конструкций защитного угла, что для уличного светильника крайне проблематично.

GaN транзисторы

Один из надежных способов достичь желаемого уровня плотности мощности — использовать улучшенные транзисторы или ИС. Те, которые сделаны из нитрида галлия (GaN), особенно хорошо работают в режиме импульсного источника питания. Эти устройства могут работать на гораздо более высоких частотах с незначительным снижением эффективности или без него. Потери в GaN-устройствах намного меньше, чем у кремниевых или даже SiC-устройств, что позволяет им работать на гораздо более высоких частотах.

Сочетание устройств на основе GaN с инновационным корпусом существенно увеличит удельную мощность. Одним из таких примеров является корпус HotRod QFN от Texas Instruments. Он снижает паразитные индуктивности, связанные с более традиционными корпусами. Дополнительным ключом к лучшему снижению нагрева являются выступы на некоторых корпусах на целой пластине (WCSP) — они передают большую часть тепла печатной плате (PCB) для более быстрого его отвода и распространения в пространстве.

Дополнительный выигрыш в плотности мощности является результатом инновационных разработок, таких как улучшенные драйверы затвора и новые топологии преобразователей. Один из самых больших преимуществ — это увеличенная интеграция схем. Размещение большего количества компонентов и схем в небольшом корпусе значительно увеличивает удельную мощность.

Одним из таких примеров является интеграция схемы драйвера затвора в корпус GaN FET. При разработке многокристальных модулей с двумя или более кристаллами в корпусе удельная мощность будет расти. Включение пассивных компонентов в корпус ИС — еще один метод интеграции, который создает меньше паразитных помех и снижает электромагнитные помехи. Наконец, трехмерное наложение компонентов также дает желаемый выигрыш. Хотя уменьшение занимаемой площади блока питания или печатной платы преобразователя полезно, не забывайте учитывать доступное вертикальное пространство.

В заключение, улучшения плотности мощности могут быть достигнуты за счет сбалансированного сочетания методов, которые включают снижение коммутационных потерь, улучшение тепловых характеристик за счет лучшей «упаковки деталей в корпус» и увеличение степени интеграции. Помня о концепции плотности мощности при проектировании следующего блока питания или схемы питания, вы автоматически добьетесь повышения эффективности, охлаждения и меньшего размера.

Что такое удельная мощность автомобиля

Так как многие автомобилисты привыкли оценивать транспортное средство только по таким характеристикам, как мощность двигателя и величина крутящего момента, такой показатель, как удельная мощность для них остается чем-то неизведанным и малозначимым. Но в то же самое время, как показывает практика, именно эта характеристика напрямую и влияет на динамику транспортного средства. В частности, можно привести характерный пример: многие современные внедорожники оборудуются мощными силовыми агрегатами от 2,0 литров, способными вырабатывать порядка 300 и более лошадиных сил, а также 500 и выше Н*м крутящего момента. Однако, при стандартных условиях эти автомобили проигрывают в динамике менее мощным машинам с 2,0-литровыми, а порой даже и с 1,6-литровыми моторами. Кто-то скажет, что проблема заключается в разнице массы, и будет отчасти прав.

Как раз именно от соотношения массы транспортного средства, а также числа вырабатываемых лошадиных сил и зависят его динамические характеристики. Иными словами, удельная мощность – это соотношение снаряженного веса автомобиля к числу лошадиных сил, вырабатываемых двигателем внутреннего сгорания в момент достаточного числа оборотов, когда выдается пиковая мощность и наивысший крутящий момент. Учитывая данный показатель, автолюбитель сможет в полной мере оценить возможности конкретного транспортного средства, а после подобрать для себя оптимальный вариант, чтобы не испытывать дискомфорт при опережении попутно движущихся авто и при выполнении такого маневра, как обгон с выездом на встречную полосу.