雖然LED路燈技術程度的開展較快,但是大多數LED路燈廠商在產品研發過程中疏忽了在寒地應用環境下的特殊技術請求。一個普遍的錯誤認識是:LED在冰冷地域應用有利于散熱,不容易發作毛病。殊不知,冰冷應用環境下,對LED路燈有著更為嚴厲的技術請求,主要有以下兩個方面:第一,冰冷地域氣溫較低,且溫差大,驟變的冷熱沖擊和長期低溫工作關于器件有著更為嚴厲的質量請求。第二,在冰冷地域應用的LED路燈必需要思索避免冰凌凝結的預防措施。
鑒于上述緣由,LED路燈在冰冷地域的推行應用,需處理以下幾個方面的關鍵技術問題。
一、冷熱沖擊的溫度變化可能惹起LED器件的失效
由于LED芯片封裝后,屬于固態的實心器件,存在著芯片、硅膠(或樹脂)、金屬支架以及引線之間收縮系數的失配現象,加上冰冷地域溫差較大的冷熱沖擊影響,會使硅膠在溫度變化的過程中,收縮和收縮加劇,器件內部應力過大,這將招致LED引線鍵合點位移增大,引線過早疲倦和損壞。同時也會使本來鍵合狀態較差的焊點呈現脫焊的可能,而形成焊球和芯片電極脫焊的現象,以至使LED芯片呈現分層零落的失效現象。
一盞LED路燈應用的LED器件多達上百顆,通常采用以串聯為主的混聯組態方式,假如一顆LED發作毛病,將會惹起多顆LED連帶失效,因而應用在冰冷地域的LED路燈首先要依據特定運用環境下的燈具溫度變化特性,設置合理的超聲功率、鍵合壓力、鍵合時間及鍵合溫度等封裝工藝參數,保證每一顆LED器件在低溫運轉環境下的牢靠性。
二、LED驅動安裝低溫運轉的牢靠性保證
另一項關鍵技術應戰在于LED路燈驅動安裝在低溫運轉環境下的牢靠性問題。目前大多數LED路燈驅動電源在寒地低溫環境下表現出不同類型的水土不服現象,較為突出的表征是低溫無法正常啟動和長期低溫運轉環境下的失效率較高現象。上述問題呈現的主要緣由在于驅動電源在設計階段的器件選型沒有思索低溫工作狀態的牢靠性,局部關鍵元器件低溫環境下的特性發作變化,形成驅動安裝無法低溫啟動或正常運轉,引發毛病的詳細緣由主要有以下四個方面:
第一,開關管在低溫條件下載流子的密度和活性都會降低,過載維護的啟動點也會因而降低;第二,電解電容電解液在低溫下凍結,失去電容效應(溶液中的離子此時只存在離子極化),無帶載才能;第三,局部類型的光藕器件在低溫狀態下無法正常工作;第四,輸入端避免浪涌電流的熱敏電阻,在低溫下阻值變大(是常溫的3~5倍),也會形成低溫無法正常啟動。
上述問題的處理途徑主要是從選擇溫度特性更好的器件動手。例如,http://m.fssuifeng.cn 不是一切的電解電容都無法在低溫下工作,普通來講,200V以上的電解電容耐低溫特性較差,而160V以下的電解電容根本都可以在零下40℃環境正常工作,只需選用兩個低壓電解串連運用就能夠處理問題。器件選型的調整可能會稍微進步驅動安裝的本錢,但是從LED路燈的整體本錢來看能夠疏忽不計,思索到進步牢靠性和降低維護本錢的要素,這種設計調整是十分必要和劃算的。
三、LED路燈冰凌凝結危害的防護措施
路燈在冰冷地域推行應用十分容易被無視的一個問題就是由于冰雪在燈具外表堆積,受熱消融后構成的冰凌,冰凌一旦構成,則會對車輛和行人產生十分大的平安隱患。特別是LED路燈,由于燈具殼體普遍采用鋁材,外表的氧化鋁屬于親水性資料,更容易產生冰凌凝結。2008年,我國南方大范圍雪災,形成鋁制外表高壓導線大量冰凌凝結,壓塌損毀大量的電力設備。led路燈生產廠家這一災禍惡果不只是氣候形成的,氧化鋁外表的高壓線纜屬于親水性資料也是一個重要誘因。由于影響到道路交通的平安,因而避免冰凌凝結是LED路燈在冰冷地域應用必需思索到的平安措施。
為理解決這一關鍵技術,我們經過對覆冰體外表停止顯微成像剖析,剖析了水在物體外表結冰以及冰在物體外表能夠結實附著的緣由。實驗結果發現,僅僅采用疏水性能優良的資料,避免冰凌凝結的效果并不理想,以至水在某些資料外表能夠凍得十分的堅固。測試結果標明:冰能夠附著在任何物體外表上;物體外表上的裂痕和凹陷,是冰能夠結實地粘附在物體外表上的另一個主要緣由;單純疏水性能好的資料,能夠延緩結冰的過程,卻無法阻止冰的構成。
為了更為精確地比照不同資料間避免冰凌凝結的才能,我們從不同角度深化研討了不同物件的外表構造、外表物性與覆冰的內在關系,包括:構造外形與覆冰、構造材質與覆冰、外表光亮度與覆冰、外表剛柔性與覆冰。研討結果標明:外形構造簡單、組織構造嚴密、外表防水、疏水性能優良的構件,不容易發作冰凌凝結。
以此實驗數據為根底,我們連續幾年在冬季設立了不同外觀和外殼資料的LED路燈,經過實驗發現:但凡燈具外觀世故、光亮、平整的;沒有冰雪或水積存承載構造的;外表資料具備優良疏水性能的LED路燈不會產生冰凌凝結。
我國冰冷地域大多處于高緯度地域,氣候冰冷、溫差較大,因而對LED道路照明產品的應用帶來了新的應戰。另一方面,大多數冰冷地域年均勻每天的照明時間善于國內均勻程度,故照明耗電也高于國內均勻程度,因而晝短夜長的地域特性帶來了更多的LED照明應用需求。總體來看,LED照明產品的應用既有應戰又有機遇。斯諾光電http://m.fssuifeng.cn 整理編輯