Полтора килограмма уличного света

Сегодня не все могут покупать много светильников, вернее покупать могут не только лишь все, мало кто может это делать… Это так, шутка, :)

Здравствуйте. Сегодня речь пойдёт о «столбовом» световом приборе — светодиодном светильнике уличного освещения, состоящем из 24 светодиодов, каждый из которых снабжен TIR линзой. Такой тип светодиодных фонарей на этом ресурсе ещё не обозревался (по крайней мере я не нашёл).
В обзоре подробные фото, разборка, снятие параметров.

Упаковка:

Упаковка фонаря — обычная картонная коробка, которая с трудом выдержала дорогу. Комплектация достаточно скудная: коробка и прожектор

Прожектор:

В отличии от коробки, сам прожектор не пострадал. Корпус фонаря представляет литую конструкцию из алюминиевого сплава, выполняющий также и функцию радиатора. Нижняя часть корпуса — минеральное стекло. Стекло крепится к корпусу при помощи 4 струбцин. Крепление фонаря к столбу осуществляется путём «надевания» его на трубу и дальнейшая фиксация двумя винтами.
Размер фонаря: 400*130*60мм.
Вес: почти 1,5 кг.

Разборка:

Чтобы разобрать фонарь, достаточно ослабить 4 винтовых струбцины и отделить стекло от корпуса.

Далее необходимо открутить 4 винта, крепящие пластиковый отражатель, который в свою очередь «держит» на своих местах TIR линзы, которыми прикрыты светодиоды

Сами светодиоды, коих всего 24 штуки, напаяны на алюминиевую подложку, которая прижата к корпусу другими 4 винтами. Низ подложки и ответная часть корпуса обильно смазаны теплопроводящей пастой.
 Но увы, паста нанесена неравномерно, поэтому, для лучшей теплопередачи, я пасту распределил тонким слоем по всей поверхности. Излишек пасты удалил.

TIR — линзы:

Вот эти пластиковые линзы, надевающиеся на светодиоды, сейчас модно называть TIR-оптикой. TIR-оптика чаще всего используется в налобных фонарях для получения широкого равномерного пучка. Боковой засветки от TIR оптики практически нет, точнее она вся остается внутри корпуса. TIR (Total internal reflection) линза по сути тот же рефлектор, но с другим принципом. Типовой КПД для TIR-оптики более 80%. TIR-линзы, как правило, выпускаются в виде линейки изделий одного форм-фактора, с различными углами светового пучка, в диапазоне от 5° до 60°, что весьма удобно, для подбора наиболее подходящей оптики.
Менее часто такие линзы называют коллиматорами. Вот это точно неправильно, т.к. заглянув в Большую советскую энциклопедию, можно прочесть, что:

Коллиматор (от collimo, искажение правильного лат. collinco — направляю по прямой линии), оптическое устройство для получения пучков параллельных лучей.

Данные же линзы преобразовывают световой пучок в узкую полосу. Для демонстрации этого я использовал знаменитый фонарь SIPIK, предварительно сняв с него линзу:

Из вычислений видно, что телесный угол светового пучка составляет примерно 110 градусов. Т.е. при установке прожектора на высоту 3 метра, достаточно равномерно будет освещено 9 метров дороги.

LED драйвер:

В фонаре используется стандартный светодиодный драйвер LL2224PF, предназначенный для питания гирлянды из 18-24 светодиодов с выходным током 300 мА.
 Посмотрим так ли это:

В связи с тем, что в наличии у меня только один True-RMS мультиметр, я сделал 2 измерения, поменяв местами мультиметры. Итак получилось:
Ток: 278 мА на обоих мультиметрах
Напряжение: 76 В также на обоих мультиметрах.
В связи с тем, что показания обычного и True-RMS мультиметра совпали, можно сделать вывод, что пульсации тока и напряжения на выходе драйвера минимальны.
Считаем мощность, потребляемую светодиодами:
P=U*I=76V*0,278A=21 Вт
Теперь измерим ток и напряжение, потребляемое от сети 220 вольт точно также с 2-мя подходами:

Смотрим что получилось:
Напряжение: 239В (обычный) и 243 (True-RMS);
Ток: 81мА (обычный) и 200мА (True-RMS);
Здесь отчетливо наблюдается разница в измерениях. Это говорит лишь о том, что форма потребляемого тока далека от синусоиды. Итак, для вычислений используем величины, измеренные True-RMS мультиметром:
Потребляемая мощность P= I*U*cos? =243V* 0,2A*cos?= 28VA*cos?=49VA*0,5=24,3Вт.
Откуда я взял cos?? Да всё просто, cos? указан на корпусе драйвера, но обозначен ошибочно как "?".
На самом деле "?" это коэффициент мощности и вычисляется он по формуле: ?=P/S*100%.
А «cos?» это косинус угла между фазами тока и напряжения и вычисляется по формуле: cos?=P/S.
В указанных выше формулах:
Активная мощность P (active power = real power =true power) измеряется в ваттах (Вт, W) и это та мощность, которая потребляется электрическим сопротивлением системы на тепло и полезную работу.
Полная, или кажущаяся мощность S (apparent power) измеряется в вольт-амперах (ВА или VA) и определяется произведением переменных напряжения и тока системы.
На драйвере еще указано ??85%. Тут речь идёт о КПД. Посчитаем:
?=(Рполез/Рзатрач)*100%=(21W/24W)*100%=87,5%

Сборка:

Собираем всё в обратном порядке, обращая внимание на правильную установку силиконовой прокладки между корпусом и стеклом.

Радиатор корпуса нагрелся до 44 градусов.

Мерцание (пульсация яркости):
В связи с тем, что величины напряжения и тока после драйвера, измеренные обычном и True-RMS мультиметрами одинаковы, можно сделать вывод, что светодиоды питаются практически постоянным током, поэтому и мерцаний светового потока быть не должно (или они минимальны). Проверим это при помощи скоростной камеры с частотой 240 кадров в секунду (для примера слева люминесцентная лампа с индуктивным дросселем):

Подведение итогов:

+ компактность;
+ низкий вес;
+ наличие формирователя светового пучка;
+ почти честное указание мощности;
+ отсутствие мерцания;
+ ремонтопригодность;

— слегка неряшливая пайка.

Удачи!