Светодиоды для освещения автомагистралей, улиц и дорог

• 
• 
• 

KP2WH-080-2-STREET – уникальный светодиод KTL для уличных светильников!

Разработка светодиода с первичной оптикой (встроенной в светодиод линзой) для освещения автомагистралей, улиц и дорог была начата инженерами КТЛ в 2009 году. Приблизительно в то же время рядом известных мировых производителей (OSRAM, Nichia и др.) также предпринимались попытки оснащения светодиодов первичной оптикой с целью получения широкой диаграммы распределения света (КСС), пригодной для освещения улиц и дорог. Почти все эти попытки сводились к расфокусировке света небольшой относительно размеров кристалла линзой, что так и не позволило создать светодиоды, соответствующие действующим нормативам по светораспределению. В результате, производители светильников перешли на использование вторичной оптики, которая может представлять собой как одиночные (дискретные), так и групповые линзы (мультилинзы, модульная оптика). Однако использование вторичной оптики было сопряжено с множеством недостатков, таких как:
1. Издержки, связанные с приобретением линз, сопутствующих изделий, материалов и оборудования для крепежа.
2. Применение ручного труда, необходимого для монтажа вторичной оптики. Что, в свою очередь, не только увеличивает стоимость светильника, но и затягивает сроки производства. А в некоторых случаях (при крупных объемах) делает выполнение заказа в срок вовсе невозможным.
3. Крепление вторичной оптики проблематично и представляет, как правило, выбор из двух зол. Либо использование саморезов и силиконовых прокладок под линзы, что и наиболее трудоёмко, и не обеспечивает необходимую герметичность светодиодного модуля. Либо использование специального клея (например, на основе силикона или полимерных смол). Однако клей, помимо хорошей адгезии к герметизируемым поверхностям, должен сохранять высокую эластичность в широком температурном диапазоне. Кроме того, при неполной химической совместимости некоторые клеи могут взаимодействовать с силиконом первичной оптики светодиодов и другими электронными компонентами, вызывая отказ.
4. Снижение надёжности светильника, связанное с внутренним механическим напряжением светодиодного модуля, ввиду неодинакового теплового расширения алюминиевой основы с размещенными светодиодами и вторичной оптики. В ходе ежедневного цикла эксплуатации светодиодного светильника, рабочий температурный диапазон может превышать 100°C. Это, со временем, приводит либо к ухудшению оптических свойств линзы, появлению трещин, либо к потери герметичности светодиодного модуля.
5. Ухудшение теплового режима светодиодов, а значит – падение эмиссии, сокращение полезного срока службы.
6. Потери света на вторичной оптике, которые могут достигать 20% от излучаемого светодиодами светового потока. Со временем, по ходу термоциклирования, потери света могут существенно возрасти.

С учетом вышеизложенных обстоятельств, производители уличных светодиодных светильников были вынуждены пойти на различные ухищрения по удешевлению и упрощению сборочного процесса, уменьшению оптических потерь. На практике все чаще используют групповые линзы, крепление осуществляют путем заливки светоизлучающего модуля эластичным компаундом. На рынке появилось предложение автоматизированного оборудования для нанесения клея. А для минимизации и без того существенных потерь света, отказались от использования защитного стекла. Но подобная оптимизация привела к весьма неприятным последствиям. Во-первых, незащищенная плафоном уличная оптика быстро загрязняется (впрочем, как и любое защитное стекло). Однако очистить её должным образом, с сохранением изначальной диаграммы направленности (КСС) весьма проблематично. Светильник быстро утрачивает свои основные свойства и подлежит демонтажу. Во-вторых, применение групповой оптики заведомо определяет плоскую форму светильника, задает рамки его возможных габаритов. Но именно такая плоская форма существенно затрудняет создание светильника, полностью соответствующего действующим нормативам. Так, например, согласно требованиям СП 52.13330.2011, предельная сила света светильников в установке в направлении водителей под углом 80° от вертикали не должна превышать 30 кд/клм. На сегодняшний день не существует ни одного серийно производимого светодиодного светильника, оснащенного групповой оптикой и удовлетворяющего данному требованию.
Проектирование сложных осветительных приборов требует иных подходов. И такие подходы были сформулированы инженерами компании КТЛ, а именно:

• Предельное сокращение списка комплектующих, максимальная автоматизация сборочного процесса, минимальная стоимость.
• Светодиод со встроенной первичной оптикой, изначально спроектированный для освещения улиц и дорог по ГОСТ и СНиП, и совместимый с технологией поверхностного монтажа.
• Теплоотводящая площадка светодиода большой площади для использования любых существующих типов AlPCB без опасности перегрева.
• Уличный светодиодный модуль с однорядным (линейным) расположением светодиодов на печатной плате позволяет не только эффективней отводить тепло, по сравнению с квадратным (прямоугольным) модулем, но и легко ограничивать блесткость светильника в требуемых углах, а также применять защитный плафон с минимальным внутренним отражением
• Концептуальный дизайн корпуса светильника представляет цилиндр, разделенный продольно на две половинки: металлическая теплоотводящая часть и прозрачный защитный плафон.
• Длинный и тонкий корпус великолепно работает на продув, обеспечивает охлаждение при минимальном отношении собственного веса к рассеиваемой мощности, обеспечивает невысокую ветровую нагрузку.

Вышеприведенные подходы были учтены нашими партнерами при разработке светильников. Первые серийные «уличные» светодиоды KTL появилась в 2012 году. На их основе ряд компаний успешно наладил производство светодиодных светильников для освещения улиц, дорог и автомагистралей по ГОСТ и СНиП.