Inledning
I takt med att de globala standarderna för energieffektivitet förbättras förväntas marknaden för LED-belysning överstiga $127,2 miljarder 2028.
Jämfört med traditionell belysning har LED-system blivit förstahandsvalet inom kommersiella och industriella områden på grund av deras fördelar med 70% lägre energiförbrukning och 5 gånger längre livslängd. Prestanda för olika typer av LED-system varierar dock avsevärt, och valet av renoveringsteknik påverkar direkt belysningseffektivitet och användarupplevelse. Denna artikel kommer att djupt analysera kärnskillnaderna mellan kantbelysta och direktbelysta LED-system och systematiskt demontera de 8 stora renoveringsteknikerna, i kombination med auktoritativa data och fall, för att ge utövare genomförbara uppgraderingsstrategier.
Kantbelyst och direktbelyst: Skillnader i underliggande teknik och tillämpliga scenarier
- Jämförelse av optisk vägdesign
Edge-lit-systemet förlitar sig på LED-ljuskällan i kanten av ljusledarplattan för att uppnå jämn ljusspridning genom principen om total intern reflektion (TIR) (figur 1), medan Direct-lit-systemet projicerar ljus direkt nedåt genom LED-matrisen, vilket minskar ljusförlusten med mer än 30%.
Fallet: Samsungs ultratunna TV använder ett kantbelyst system för att uppnå en tjocklek på 5 mm, medan belysningen högt upp i taket i gymnastiksalar i allmänhet använder en direktbelyst design för att säkerställa ljusintensiteten.
- Analys av rumslig anpassningsförmåga
Tjockleken på det kantbelysta systemet kan komprimeras till mindre än 3 mm, vilket är lämpligt för ultratunna skärmar och arkitektonisk dekorativ belysning; det direktbelysta systemet kräver 10-20 cm värmeavledningsutrymme, vilket är mer lämpligt för lager, fabriker och andra scener med hög belysningsstyrka (figur 2).
- Balans mellan energieffektivitet och kostnad
Den initiala ljuseffektiviteten för det direktbelysta systemet når 120lm/W, men fler LED-enheter krävs; det kantbelysta systemet återanvänder ljuskällan genom ljusledarplattan, vilket minskar materialkostnaden med 40%.
Lins-teknik: en exakt skalpell för strålstyrning
- Fokuseringstransformation för konvex lins
- Upplyst från sidan: Asfäriska linser kan öka kantljuskopplingseffektiviteten till 92% och minska den interna spridningen av ljusledarplattan.
- Direkt belysning: Mikroprismalinsen minskar strålningsvinkeln från 120° till 15°, vilket är lämpligt för högprecisionsscener som t.ex. skuggfria lampor i operationssalar.
- Diffusionslösning för konkava linser: Direct-down-systemet med konkava linser i akryl minskar bländningsindexet UGR från 25 till 16, vilket uppfyller standarden EU EN 12464-1 (figur 3).
Reflektorkopp: lösning för riktningsoptimering till låg kostnad
- Förstärkning av kantreflektion i sidoljus
Den paraboliska reflektorkoppen kan öka utnyttjandegraden för LED-högvinkelljus från 65% till 88%, samtidigt som den heta punkten på ljusledarplattans ändyta minskas (se tabell 1 för experimentella data).
- Design för direkt nedåtriktad sekundär ljusfördelning
Den bikakeformade reflektorkoppen gör att ljusuniformiteten (UI) når 0,85, vilket överstiger branschriktmärket på 0,7, och kostnaden är bara 1/3 av TIR-linsen.
TIR-optiska element: kärntekniken för övergång till ljuseffektivitet
- System för återvinning av ströljus från sidoljus Anpassade TIR-linser kan fånga upp 80% av det ljus som släpps ut. Efter att ha kombinerats med kvantpunktsfilm ökas NTSC-färgomfångstäckningen till 110%.
- Direkt nedåt kollimerad ljusomvandling Multi-fokus TIR-modulen uppnår en noggrannhet på 5°±1° för strålstyrning och har använts i matrisstrålkastare för bilar (figur 4).
Reflector: ett dubbelspel mellan effektivitet och estetik
- Jämförelse av prestanda för speglar/diffusa reflektorer
- Spegelreflektorn i aluminium gör att sidoljussystemets ljusutbyte når 93lm/W, men den måste matchas med en 0,5 mm ultratunn ljusledarplatta.
- Keramiskt belagd diffus reflektor uppnår Ra>95 färgåtergivningsindex i direkt nedåtriktat system, lämpligt för belysning av konstgallerier.
- Innovativ lösning för halvspegelreflektion Nanoimpregnerad gradientreflekterande film förbättrar produktkontrasten med 30% i butiksbelysning.
Diffusor: en balansgång mellan enhetlighet och energieffektivitet
- Filmteknik för diffusor med mikrostruktur Prismatisk PET-diffusorfilm gör att sidoljussystemets enhetlighet når 90%, samtidigt som transmittansen bibehålls på 85% (figur 5).
- Optimering av blandningsavstånd för direkt nedblandning När diffusorn är ≥1,5 gånger avståndet från LED-lampan kan 99% av granulariteten elimineras, vilket är lämpligt för flexibel belysning i konferensrum.
Intelligenta styrsystem: den framtida inriktningen för energieffektivisering
- Dynamisk dimning enligt DALI-protokoll
Direktbelysningssystemet kombinerat med mikrovågsradar kan realisera belysning på begäran och spara 45% omfattande energi (IEEE Internet of Things Journal, 2023).
- Justerbar spektrumteknik
Det kantbelysta systemet är utrustat med RGBW LED och Bluetooth Mesh-nätverk för att uppnå 2700K-6500K kontinuerlig justering av färgtemperaturen.
Värmehantering: hörnstenen för långsiktig stabilitet
- Värmeavledningsteknik för fasändringsmaterial
Den grafenbaserade kylflänsen sänker direktbelysningssystemets anslutningstemperatur med 18 ℃ och förlänger livslängden till 80.000 timmar (figur 6).
- Kompensation för termisk expansion av ljusledarplattan
Det kantbelysta systemet har en bikakeformad PMMA-struktur för att klara extrema miljöer på -30 ℃ ~ 85 ℃.
Slutsats
Uppgraderingen av LED-belysningssystemet måste följa den tekniska vägen för "scenanpassning → optisk design → verifiering av energieffektivitet" (Figur 7). Experimentella data visar att den omfattande tillämpningen av lins + TIR + intelligent kontrolltransformationslösning kan minska energiförbrukningen för kommersiell rymdbelysning med 62% och förkorta investeringsavkastningscykeln till 1,8 år. Med Mini/Micro LED-teknikens mognad kommer LED-system att utvecklas i riktning mot modularisering och intelligens i framtiden. Utövare bör fortsätta att vara uppmärksamma på uppdateringen av standarder som IEC 62722-2 för att hitta den bästa balansen mellan teknisk innovation och efterlevnad.