PowerLED już nie parzy

Transkrypt

1 1 PowerLED już nie parzy, Cezary Kalinowski PowerLED już nie parzy Na całym świecie trwa moda na rozwiązania energooszczędne i przyjazne środowisku. Uwagę rynku cały czas przykuwa dynamicznie rozwijająca się technologia LED. Nietrudno zauważyć, że najnowsze rozwiązania oferowane przez producentów elementów LED to krok milowy ku świetlanej przyszłości tej branży, która już teraz w odczuwalny sposób pozytywnie wpływa na jakość życia każdego z nas. Nowoczesna technologia LED to dla producentów oświetlenia najprostsza droga do budowania olbrzymiej przewagi konkurencyjnej. Popyt na wysokiej mocy oświetlenie LED jest duży i ciągle rośnie, choć nie do końca bezproblemowo. Konstruktorzy Sunona już dawno zauważyli ten trend oraz związane z nim nowe wyzwania stawiane przez stosowanie coraz bardziej zaawansowanych i coraz wydajniejszych diod LED dużej mocy. Jednym z wyzwań, którym trzeba stawić czoła, jest rozproszenie ciepła. Łatwość w osiąganiu wysokich mocy i efektywność, którą charakteryzują się nowoczesne diody LED, przekładają się na stosunkowo większą ilość wydzielanego ciepła. Aplikacje z takimi elementami wymagają zastosowania dodatkowych rozwiązań zabezpieczających je przed destruktywną wysoką temperaturą. Przy obecnie oczywistych już skutecznościach świetlnych rzędu 120 lm/w nie sposób wyobrazić sobie diody LED o mocy 30 W (3600 lm) czy tym bardziej o mocy 60 W (7200 lm) bez dodatkowego chłodzenia. Nowoczesne technologie budują przewagę konkurencyjną Od lat Sunon udowadnia, że jest nie tylko renomowanym producentem wysokiej jakości wentylatorów, lecz również dostawcą jeszcze skuteczniejszych kompletnych modułów chłodzących. Co trzeci notebook korzysta z rozwiązań Sunona do odprowadzania ciepła. Znane na całym świecie produkty tego tajwańskiego producenta znajdują zastosowanie w komputerach PC, serwerach, urządzeniach telekomunikacyjnych, sprzęcie do użytku domowego AGD i RTV, urządzeniach spawalniczych, zasilaczach, a także w trudnych aplikacjach związanych z przemysłem ciężkim i motoryzacyjnym. Ponad trzydziestoletnie doświadczenie i innowacyjne podejście do wymogów branży oświetleniowej zaowocowało powstaniem nowej dziedziny produktów.

2 2 PowerLED już nie parzy, Cezary Kalinowski Rys.1 Przykład konstrukcji modułu chłodzącego LA A99 przystosowanego do pracy z diodami o mocach od 40 do 50W, zasilanego napięciem 5VDC. (Opracowanie własne na podstawie materiałów Sunona). Wychodząc naprzeciw potrzebom konstruktorów oświetlenia, Sunon stworzył i wprowadził na rynek specjalne kompaktowe moduły do odprowadzania nadmiernej ilości ciepła generowanego przez diody LED wysokiej mocy (Rys.1). Firma zapewniła w ten sposób wsparcie dla projektowania i produkcji oświetlenia o wysokim stopniu zaawansowania technologicznego i wyeliminowała barierę dla dalszego rozwoju techniki LED. Aktywne chłodzenie, zapewniane przez układ złożony z radiatora i wentylatora, umożliwia cztery razy bardziej efektywne odprowadzanie ciepła niż jego pasywne odpowiedniki. Pozwala znacznie zmniejszyć rozmiar i ciężar konstrukcji oświetlenia oraz zaoszczędzić dużą ilość materiału, przez co koszty produkcji całej lampy znacznie się obniżają. Paleta modeli modułów chłodzących zapewnia wsparcie dla aplikacji wykorzystujących diody o mocach od 10 W do nawet 180 W (Rys.2), od małych konstrukcji typu MR16 czy A19, przez projektory i oświetlenie typu downlight, aż po potężne high bay czy nawet oświetlenie uliczne. W praktyce oznacza to współpracę z konstrukcjami o strumieniu świetlnym od kilkuset do nawet lumenów. Moduły są kompatybilne z produktami światowych producentów diod LED, takimi jak: Philips, Osram, Vossloh, Bridgelux, Citizen, GE, Xicato czy Tridonic.

3 3 PowerLED już nie parzy, Cezary Kalinowski Rys.2 Część oferty modułów Sunon uporządkowana według mocy diody LED wymagającej chłodzenia. (Opracowanie własne na podstawie materiałów Sunona). Prosta konstrukcja i piorunujący efekt Moc użytej diody warunkuje wielkość modułu i jego wydajność. Szeroka gama modeli pozwala wybrać najodpowiedniejszy do konkretnej aplikacji. Dalej jest już tylko łatwiej; sposób montażu i dopasowania obudowy o nawet najbardziej wymyślnych kształtach jest nieskomplikowany dzięki kompaktowym wymiarom modułów (Rys.3). Rys.3 Przykład konstrukcji obudowy do oświetlenia z aktywnym chłodzeniem Sunona. (Materiał Sunona).

4 4 PowerLED już nie parzy, Cezary Kalinowski Wymagania stawiane projektantom przez producenta są minimalne i dotyczą tylko zapewnienia odpowiednio poprowadzonego przepływu powietrza (Rys.4a i 4b). Właśnie dzięki wymuszonemu przepływowi powietrza ciepło jest tak skutecznie wydalane z układu. Rys.4a Przepływ powietrza w obudowie z modułem chłodzącym Sunon. (Materiał Sunona).

5 5 PowerLED już nie parzy, Cezary Kalinowski Rys.4b - Wykres obrazujący wpływ konstrukcji obudowy na efektywność chłodzenia. (Materiał Sunona). Zapewnienie stałej, niskiej temperatury diody jest kluczowym warunkiem utrzymania wysokiej sprawności w całym okresie jej użytkowania. Często przywoływany czas życia LEDów rzędu h przyczynia się do zastosowania układu chłodzenia o takiej samej lub lepszej żywotności, aby cała aplikacja była bezawaryjna w przewidzianym czasie eksploatacji. Zrozumiałe są obawy o trwałość elementów mechanicznych takich jak wentylator, ale tu właśnie ujawnia się przewaga technologii Sunona. Wentylator jest kluczowym elementem zarówno pod względem spełnianej funkcji, jak i czasu życia całej aplikacji. Unikalna konstrukcja pozwala osiągnąć czas życia do h (MTTF) w temperaturze 60 C (Rys.5). Co więcej, producent bierze odpowiedzialność za prezentowane parametry, oferując klientom opcję rozszerzonej do 5 lat gwarancji.

6 6 PowerLED już nie parzy, Cezary Kalinowski Rys.5 Test na działanie pyłu. Czas trwania 72h / Zapylenie w najtrudniejszych warunkach przemysłowych (2g/m2) / estymowany czas życia 1908 dni (5 lat i 3 miesiące). (Opracowanie własne na podstawie materiałów Sunona). Na ten rewelacyjny wynik składa się kilka nowatorskich rozwiązań. Przede wszystkim wentylatory użyte w opisywanych modułach wykorzystują opatentowane i unikatowe łożysko VAPO, znane z innych serii wentylatorów ogólnie określonych jako DR MAGLev (Rys.6). Rys.6 Opatentowana technologia MAGLev z łożyskiem VAPO. Logo znane z innych produktów marki Sunon (Materiał Sunona). Konstrukcja VAPO wykorzystuje zjawisko lewitacji magnetycznej do utrzymania osi wirnika w stabilnej pozycji. Dzięki temu miejsce styku wewnętrznych elementów jest ograniczone do minimum, co pozwala na zmniejszenie tarcia i wydłużenie czasu życia całego elementu. Co więcej, poziom generowanego hałasu i wibracji jest bardzo niski. Łożyska VAPO już dawno zdobyły uznanie inżynierów z innych branż, łącząc w jedno najważniejsze zalety tradycyjnych łożysk kulkowych i ślizgowych. Duże znaczenie dla wysokiej niezawodności mają dwie innowacje konstrukcyjne: S&C Design (Seal & Clip) połączenie specjalnych zacisków i uszczelek oraz B&S Technology (Blanked & Seamless) konstrukcja ograniczająca szczeliny i łączenia oraz zapewniająca szczelność (Rys.7). Nowa technologia pozwoliła zminimalizować liczbę elementów zastosowanych do produkcji oraz uchronić wentylator przed szkodliwym

7 7 PowerLED już nie parzy, Cezary Kalinowski działaniem pyłu. Takie zabezpieczenie skutecznie zmniejsza prawdopodobieństwo przedwczesnej awarii produktu i ułatwia pracę w trudnych warunkach. Rys.7 - Przekrój konstrukcji silnika MAGLev z łożyskiem VAPO ukazujący nowoczesną technologią S&C Design i B&S Technology. (Materiał Sunona). Sukces prac nad konstrukcją modułów przekłada się również na wysoki komfort użytkowania produktów Sunona. Wysoka wydajność nie pociąga za sobą dużego poboru mocy. Zasilenie modułów wymaga dostarczenia tylko marginalnych 0,4 W mocy. Moduły są dostępne w wersjach zasilanych napięciem 12 VDC i 5 VDC. Pozwala to dostosować je do standardów wyznaczanych przez takich popularnych producentów jak Philips czy Osram, oferujących zasilacze o różnych wyjściach zasilających. Nietrudno już o dostępność na rynku innych konstrukcji zasilaczy o dowolnych parametrach z podwójnym wyjściem stałoprądowym dla diody i stałonapięciowym dla wentylatora. Zestaw czterech elementów: diody LED, modułu Sunona, zasilacza i obudowy daje już kompletną, dowolnie konfigurowalną lampę oświetleniową (Rys.8).

8 8 PowerLED już nie parzy, Cezary Kalinowski Rys.8 Przykład kompletu SSL. Moduł Sunon TA z Philips Fortimo SLM (Materiał Sunona). Dzięki supercichemu wentylatorowi kompletna lampa jest praktycznie niesłyszalna. Poziom natężenia dźwięku zmierzony w odległości 1 m od modułu to tylko 16 dba, co odpowiada głośności rzędu 20 fonów. Trudno domyślić się, że wewnątrz obudowy lampy pracuje wydajny wentylator, tym bardziej, że nie emituje praktycznie żadnych wibracji. Sunon zapewnia kompatybilność swoich modułów z wieloma modelami diod oferowanymi przez różnych producentów, nie tylko ze względu na dopasowanie otworów montażowych do wymiarów diod produkowanych przez liderów branży, ale również za sprawą dostosowania się do standardów Zhaga. Daje to praktycznie nieograniczoną możliwość stosowania aktywnego chłodzenia Sunona z wieloma modelami modułów LED, w tym nowoczesnych diod typu COB (Rys.9). Jednocześnie Sunon jest członkiem Zhaga Consortium, w którym spotyka się z innymi producentami, aby wspólnie tworzyć przyszłość technologii LED. Najważniejsze zalety modułów to: cztery razy wyższa efektywność niż przy chłodzeniu pasywnym, kompaktowe rozmiary, mała waga, niesłyszalny poziom hałasu, wysoka odporność na działanie pyłu, wysoka wydajność przy niskim poborze mocy, wysoka niezawodność i długa żywotność,

9 9 PowerLED już nie parzy, Cezary Kalinowski możliwość stosowania z wieloma modelami diod LED, opcja 5-letniej gwarancji. Rys.9 Najnowsze produkty Sunona: seria LA006 przygotowana do współpracy z diodami o mocach rzędu 70W (np. Philips Fortimo SLM 5000) oraz moduł LM310 opracowany dla najmocniejszej serii CLL050 - diod typu COB produkcji Citizen o mocy nawet 180W (materiał Sunona). Rewolucja przyszła szybko Produkty Sunona powstają po to, aby zapewnić projektantom i konstruktorom wygodną pracę, a końcowym użytkownikom niezawodność i efektywność aplikacji. Stosowanie gotowych, profesjonalnych modułów do chłodzenia marki Sunon przynosi, oprócz wyżej wymienionych, szczególnie istotną korzyść w postaci krótszego czasu uzyskania gotowego produktu. Na rynku silnie konkurencyjnym szybkość procesu od koncepcji projektowej i skomplikowanych testów weryfikacyjnych do masowej produkcji daje przewagę i szansę bycia pierwszym i innowacyjnym. Cezary Kalinowski