虽然LED路灯技术程度的开展较快,但是大多数LED路灯厂商在产品研发过程中疏忽了在寒地应用环境下的特殊技术请求。一个普遍的错误认识是:LED在冰冷地域应用有利于散热,不容易发作毛病。殊不知,冰冷应用环境下,对LED路灯有着更为严厉的技术请求,主要有以下两个方面:第一,冰冷地域气温较低,且温差大,骤变的冷热冲击和长期低温工作关于器件有着更为严厉的质量请求。第二,在冰冷地域应用的LED路灯必需要思索避免冰凌凝结的预防措施。
鉴于上述缘由,LED路灯在冰冷地域的推行应用,需处理以下几个方面的关键技术问题。
一、冷热冲击的温度变化可能惹起LED器件的失效
由于LED芯片封装后,属于固态的实心器件,存在着芯片、硅胶(或树脂)、金属支架以及引线之间收缩系数的失配现象,加上冰冷地域温差较大的冷热冲击影响,会使硅胶在温度变化的过程中,收缩和收缩加剧,器件内部应力过大,这将招致LED引线键合点位移增大,引线过早疲倦和损坏。同时也会使本来键合状态较差的焊点呈现脱焊的可能,而形成焊球和芯片电极脱焊的现象,以至使LED芯片呈现分层零落的失效现象。
一盏LED路灯应用的LED器件多达上百颗,通常采用以串联为主的混联组态方式,假如一颗LED发作毛病,将会惹起多颗LED连带失效,因而应用在冰冷地域的LED路灯首先要依据特定运用环境下的灯具温度变化特性,设置合理的超声功率、键合压力、键合时间及键合温度等封装工艺参数,保证每一颗LED器件在低温运转环境下的牢靠性。
二、LED驱动安装低温运转的牢靠性保证
另一项关键技术应战在于LED路灯驱动安装在低温运转环境下的牢靠性问题。目前大多数LED路灯驱动电源在寒地低温环境下表现出不同类型的水土不服现象,较为突出的表征是低温无法正常启动和长期低温运转环境下的失效率较高现象。上述问题呈现的主要缘由在于驱动电源在设计阶段的器件选型没有思索低温工作状态的牢靠性,局部关键元器件低温环境下的特性发作变化,形成驱动安装无法低温启动或正常运转,引发毛病的详细缘由主要有以下四个方面:
第一,开关管在低温条件下载流子的密度和活性都会降低,过载维护的启动点也会因而降低;第二,电解电容电解液在低温下冻结,失去电容效应(溶液中的离子此时只存在离子极化),无带载才能;第三,局部类型的光藕器件在低温状态下无法正常工作;第四,输入端避免浪涌电流的热敏电阻,在低温下阻值变大(是常温的3~5倍),也会形成低温无法正常启动。
上述问题的处理途径主要是从选择温度特性更好的器件动手。例如,http://www.sinled.com 不是一切的电解电容都无法在低温下工作,普通来讲,200V以上的电解电容耐低温特性较差,而160V以下的电解电容根本都可以在零下40℃环境正常工作,只需选用两个低压电解串连运用就能够处理问题。器件选型的调整可能会稍微进步驱动安装的本钱,但是从LED路灯的整体本钱来看能够疏忽不计,思索到进步牢靠性和降低维护本钱的要素,这种设计调整是十分必要和划算的。
三、LED路灯冰凌凝结危害的防护措施
路灯在冰冷地域推行应用十分容易被无视的一个问题就是由于冰雪在灯具外表堆积,受热消融后构成的冰凌,冰凌一旦构成,则会对车辆和行人产生十分大的平安隐患。特别是LED路灯,由于灯具壳体普遍采用铝材,外表的氧化铝属于亲水性资料,更容易产生冰凌凝结。2008年,我国南方大范围雪灾,形成铝制外表高压导线大量冰凌凝结,压塌损毁大量的电力设备。led路灯生产厂家这一灾祸恶果不只是气候形成的,氧化铝外表的高压线缆属于亲水性资料也是一个重要诱因。由于影响到道路交通的平安,因而避免冰凌凝结是LED路灯在冰冷地域应用必需思索到的平安措施。
为理解决这一关键技术,我们经过对覆冰体外表停止显微成像剖析,剖析了水在物体外表结冰以及冰在物体外表能够结实附着的缘由。实验结果发现,仅仅采用疏水性能优良的资料,避免冰凌凝结的效果并不理想,以至水在某些资料外表能够冻得十分的坚固。测试结果标明:冰能够附着在任何物体外表上;物体外表上的裂痕和凹陷,是冰能够结实地粘附在物体外表上的另一个主要缘由;单纯疏水性能好的资料,能够延缓结冰的过程,却无法阻止冰的构成。
为了更为精确地比照不同资料间避免冰凌凝结的才能,我们从不同角度深化研讨了不同物件的外表构造、外表物性与覆冰的内在关系,包括:构造外形与覆冰、构造材质与覆冰、外表光亮度与覆冰、外表刚柔性与覆冰。研讨结果标明:外形构造简单、组织构造严密、外表防水、疏水性能优良的构件,不容易发作冰凌凝结。
以此实验数据为根底,我们连续几年在冬季设立了不同外观和外壳资料的LED路灯,经过实验发现:但凡灯具外观世故、光亮、平整的;没有冰雪或水积存承载构造的;外表资料具备优良疏水性能的LED路灯不会产生冰凌凝结。
我国冰冷地域大多处于高纬度地域,气候冰冷、温差较大,因而对LED道路照明产品的应用带来了新的应战。另一方面,大多数冰冷地域年均匀每天的照明时间善于国内均匀程度,故照明耗电也高于国内均匀程度,因而昼短夜长的地域特性带来了更多的LED照明应用需求。总体来看,LED照明产品的应用既有应战又有机遇。斯诺光电http://www.sinled.com 整理编辑