联合国已宣布2015年成为国际光的一年。全球倡议旨在突出光线和光学技术在日常生活中发挥的关键作用。

如今,全世界都有四分之一的电力来照亮工厂,办公楼,家园,医院,学校和街道。然而,许多应用仍然使用传统的电灯泡,该电灯泡只转换为光线的5%的电力;其余的热量散发。

发光二极管(LED)技术正在彻底改变照明行业。LED仅使用白炽灯泡的75%的电力,但它们持续300倍,发出90%的热量。

下一代照明产品依赖于小型电子芯片。每当电流通过芯片时,芯片中的电子就会被激发,并以光的形式发出能量。四分之三的电力转化为光,led能持续使用3万小时。此外,颜色和亮度可以数字控制。

商业、工业和住宅LED照明应用的需求正在飞速增长。然而,由于大量的电路板、传感器和其他敏感电子元件,生产LED灯具和灯具可能是具有挑战性和复杂的。

不断增长的需求

在纽约市最近的LightFair国际贸易展上,LED技术占据了中心舞台。参展商推出了数百种先进的产品,包括灯泡,电子元件,控制和光学。

Navigant research高级研究分析师杰西•富特(Jesse Foote)表示:“LED灯的价格已降至一个点,几乎在所有应用中,这种类型的照明都将成为经济的选择。”“虽然早期的采用者寻求LED照明的一些独特功能,如提高效率、改善在寒冷环境中的运行和增强可控性,但目前的采用者更关注持续节能的价值,而不是小幅增加前期成本。”

据Foote称,未来十年,LED灯和模块的全球出货量预计将以每年19%的速度增长。

“这种增长呈现了许多[新机会],但也产生了重大挑战,”脚脚也是如此。“LED价格下跌导致许多LED部件的商品化,加油价格战争。与此同时,由于知识产权的所有者保护他们的草皮,专利纠纷正在增加。“

这是对传统照明制造商的压力,如通用电气,欧司朗和飞利浦,这是偏执的保护专有生产过程。但是,它还为各种初创公司开辟了新的机会,如桥梁,Cree,Ketra和Soraa。

“白炽灯的阶段已经开始,市场的LED指挥的发作是我们的,”Wintergreen研究公司总裁Susan Eustis的索赔苏珊···········欧森茨(Susan Eustis)“成本竞争力的LED的出现导致了照明的范式转变改变一切的行业。

Eustis解释说:“影响照明的法规发生了巨大变化,这带来了快速的技术变革。”“缩短产品生命周期是新制造方法和材料的结果,是公司试图提高规模经济,使价格点对客户更具吸引力的结果。

“频繁的产品介绍表征了LED照明行业,”尤斯蒂斯添加了。“有一个竞争激烈的定价环境,目前每次光线的价格将进一步下降,在照明市场中创造竞争变化。”

LED革命已迫使一些老学校电气设备制造商来改变其装配线。

“我们的产量平衡现在约为85%的LED,这是每年增长的,”Urbis Schreder Ltd.的营销经理,户外照明产品的领先制造商,街灯和泛光灯等领先的户外照明产品,如街灯和泛光灯。“我们的高强度放电(HID)产品慢慢逐步淘汰。我们预计未来几年内100%LED生产。“

五年前,米饭说比例几乎相反,藏木料占据了市场。“与任何新技术一样,人们在做出明智的决定之前,人们可以理解,谨慎地吸收,理解和拥抱它,以便他们更喜欢它,”他指出。“这绝对是现在发生的。LED吊杆已经开始,因此,更多的公司正在尝试在市场上建立自己。“

另一家制造商已经将生产迅速转移到LED技术是Lamar Lighting Co.,直到最近,该公司专业从事荧光灯灯具。

今天,第二代家族企业专注于双级照明系统,通常用于商业和工业洗手间,楼梯间,走廊,会议室等并不总是占用的其他环境。它们具有超声波运动传感器,内置于夹具中。与许多其他公司不同,拉马尔仍然在美国组建了95%的产品。

“市场正在充斥着夹具和灯泡的替代品,主要来自中国工厂,”拉马尔照明首席执行官Jeff Goldstein索赔。“许多销售进入美国市场的灯光公司只不过是进口产品的经销商或经销商。这些“制造商”是相对未知的,或者在行业中没有经验。

“目前有许多新趋势,包括灯泡和灯具,可调整的色温,无线网络能力和蓝牙控制,”Goldstein在照明行业超过30年“。

住宅市场的最新趋势之一是智能照明。可以使用移动电话或平板电脑设备远程控制互联网连接的灯泡。

“这些产品中的许多产品是”早期采用者“的噱头或玩具,”Goldstein索赔。“他们长期的实际目的很少。”

然而,LED技术确实为工程师提供了比传统照明产品所做的更多的自由。例如,照明现在可以建立在街道家具中,例如手动轨道,公园长椅或公共汽车避难所。它也可以融入建筑物和桥梁上的建筑功能。

“我们现在看到这些类型的项目变得越来越受建筑师和设计师越来越受欢迎,由于它可以添加到照明项目的深度和品种,”米饭说。“LED也允许在控制光线方面具有很大的灵活性。”

例如,由于预热阶段,传统的HID不能暗淡,而LED有一个即时LUX级别,它被激活的分钟。“这意味着可以通过电源开关或传感器(如被动红外线)精确地控制照明电平,”米爆炸。“它还意味着数字多路复用系统可以连接到控制交互式变化的LED显示器。”

复杂组件

更多的是LED照明而不是灯泡。固定装置和灯具中使用的关键部件包括驱动器,电路板,电线,连接器,端板,扩散器和散热器,除了括号,螺钉和其他安装硬件

光子实验室(Photonic Labs)是一家设计和制造尖端太阳能和LED技术的工程公司,其首席执行官阿尔弗雷德·海耶(Alfred Heyer)说:“LED灯使用芯片而不是灯丝,镇流器使用驱动装置。”

根据Heer,延长了LED产品性能和寿命的关键是快速分散热量。工程师将注意力集中在提供正确类型的散热器和改善空气流量。夹具设计必须考虑热管理,因为LED质量与热量直接相关。

静电放电是工程师必须考虑的另一件事,特别是在装配过程中。而且,由于LED非常明亮,光源光源 - 它们产生窄场或光焦点,而不是宽阔的场光学和扩散比传统的照明产品更为关键。

“LED芯片是一个固态半导体”,Ledtronics Inc.总裁Pervaiz Lodhie解释说,LeDtronics Inc.总裁之一是在美国生产LED灯泡和灯具的公司之一。“必须在高度控制的电压和当前条件下驱动。”

虽然LED在前表面上的触摸凉爽,但它们在背面非常热。热量是LED的1号敌人。

“LED芯片的工作温度必须在所有周围的温度和外部环境温度条件下控制,”罗伊指出。“这为LED驱动器,散热器和长寿命的微型风扇制造了一种充满活力的,增长的行业,除了用于外壳,壳牌,安装和支架的金属铸件之外,还为金属铸件。”

“LED产品不一定比传统照明更复杂,因为它们的工作原理类似,”Rice补充说。“例如,它们仍然需要控制装置、电涌保护装置和光电池。

赖斯说:“当你加入被动红外传感器或编程时,事情会变得稍微先进一些。”“当每个照明单元都可以与其他单元通信时,就需要考虑与实际灯具相关的更多技术。

“LED的复杂性是他们固有的脆弱性,”米饭指出。“LED非常有效,但极其微妙。”

根据拉米灯的Goldstein,LED灯具和灯具比传统的白炽灯或荧光产品组装更具挑战性。“典型的荧光灯夹具有镇流器,接线和插座,”他解释道。“许多镇流器附有电线。这是一个相当简单的装配:将电线推入适当的插座,安装套接字,您基本完成。“

然而,戈尔茨坦表示,LED布线要复杂得多。例如,LED驱动器要么没有导线,要么引线很短,因此必须添加导线,并且必须根据布线原理图进行连接,布线原理图可以根据特定的LED板、驱动器、所需的光输出和驱动电流等因素而变化。

“许多LED系统可以平行,串联或两者组合,”Goldstein说。“误导可能会有不利的结果。LED板必须用螺钉,铆钉,特殊推入连接器或双面胶带正确固定。

“许多驱动程序都是通过特殊设备编程的,”他补充道
Goldstein。“选择适当的参数基于布线类型和所需输出。错误的编程可能会导致董事会失败。“

组装的挑战

拉马拉照明产生200多种类型的线性照明产品,每种产品类型内具有多种变化。它依赖于柔性装配线和运营商,在低容量,高混合的生产环境中茁壮成长。

戈尔茨坦说:“我们有五条装配线,我们的大部分生产都是短期的,从一件到500件不等。”“我们在同一条生产线上生产多种产品。

“我们的生产专注于处理短期运行的能力,因此我们有一个专门的员工和程序,以确保从一个产品运行到另一个产品的过渡几乎是无缝的,”Goldstein指出。“当天生产的原材料在每个装配线的头部上演,一旦最后一部分开始,然后开始生产的下一个项目。

戈尔茨坦指出:“在任何一条特定的生产线上,在不同的装配阶段有两到四种不同的产品是很常见的。”“这使我们能够以一种方便的方式生产许多种类的产品。每条装配线都由经验丰富的生产布线专家和4至8名组装工领导。”

它们使用气动垂直螺丝刀,压接工具和盲铆接工具。“我们不焊接,通常不要使用除垫片上的粘合剂,”Goldstein说。“我们的许多灯具包括集成控制,电池备份和其他技术改进。我们还在房子里制造了大多数钣金外壳。“

在过去三年中,从生产荧光灯件到LED产品的改变需要额外的培训和适应。

“建筑荧光灯件相对简单,”Goldstein索赔。“汇编者现在正在处理他们以前从未处理过的电路板和其他电子元件。必须将这些组件安装成某种方式以确保正确的接触,并且组装器必须避免过度过度。

“今天,我们正在处理比我们过去的更小的连接器,螺钉和其他组件,”Goldstein Notes。“我们的装配机用于操作气动螺丝刀以构建金属板零件和较大的部件。他们还在插入和驾驶比以往更多的紧固件。

“要生产我们的产品之一,我们通常使用22英寸英寸的长板,其中一排LED在中间,”Goldstein解释说。“要用LED取代典型的三灯泡荧光灯件,我们必须将六个板固定在夹具上并互连电路板相遇的位置。我们使用平均每台四个紧固件。因此,每个LED夹具的24个紧固件与两个紧固件,以将镇流器保持在荧光夹具中。“