随着LED照明技术的飞速发展,中国许多城市的道路照明中都不乏LED路灯。 尤其是大功率LED器件
在光效超过100lm/W之后,LED路灯已经被普遍认为是道路照明的发展趋势。 2009年,中国多个城市组织了
除了对LED道路照明产品进行评估和测试外,大部分LED路灯产品在配光曲线、系统光效等关键技术指标上都取得了显着进步。
道路照明标准的符合性和节能效果达到了相关标准和法规的要求。
尽管LED路灯的技术水平发展很快,但大多数LED路灯厂家在产品开发过程中忽略了寒冷应用环境中的特殊条件。
技能要求。 一个常见的误解是,在寒冷地区应用 LED 有利于散热,不易发生故障。 众所周知,在寒冷的应用环境中,
LED路灯的技术要求比较严格,主要有以下两个方面:
(1)寒冷地区气温低,温差大。 冷热突变和长期低温运行对设备的质量要求更加严格。
(2)在寒冷地区使用的LED路灯必须考虑预防措施,防止结冰。
鉴于上述原因,LED路灯在寒冷地区的推广应用需要解决以下关键技术问题。
热冲击的温度变化可能导致LED器件失效
LED芯片封装后为固态器件,芯片、硅胶(或树脂)、金属支架、引线之间存在膨胀系数。
错配现象,再加上寒冷地区温差大的影响,会增加硅胶在温度变化过程中的膨胀和收缩,增加器件的内应力
如果过大,会导致LED引线键合点位移增大,导致引线过早疲劳和损坏。 同时,会造成键合状态不佳的焊点出现脱焊现象。
可能导致焊球和芯片电极脱焊,甚至造成LED芯片分层脱落等失效现象。
LED 路灯中使用了数百个 LED 设备,通常采用基于串联的混合配置。 如果一个 LED 出现故障,它将
导致多个 LED 出现故障。 因此,在寒冷地区使用的LED路灯首先要根据灯具在特定使用环境下的温度变化特性进行合理设置。
超声波功率、键合压力、键合时间和键合温度等封装工艺参数保证了每个LED器件在低温工作环境下的可靠性。
LED驱动装置低温运行的可靠性保障
另一个关键技术挑战在于 LED 路灯驱动装置在低温工作环境下的可靠性。 目前大部分LED路灯驱动电源处于冷
低温环境下表现出不同类型的水土不满意现象。 比较突出的特点是低温和长期低温运行环境下的故障率。
更高的现象。 出现上述问题的主要原因是设计阶段驱动电源的器件选择没有考虑低温工作状态的可靠性,部分原因是
关键部件的特性在低温环境下发生变化,导致驱动装置在低温下无法启动或正常运行。 失败的具体原因主要有以下几点:
表面:
(1)低温条件下开关管负载电流的密度和活性会降低,过载保护的起点也会相应降低。
(2)电解电容的电解液低温冻结,失去电容效应(此时溶液中的离子只有离子极化),没有负载能力。
(3)某些类型的光耦合器件在低温下不能正常工作。
(4)输入端的热敏电阻防止浪涌电流,在低温下(常温的3~5倍)阻值变大,也会造成低温不能正常启动。
解决上述问题的方法主要是从选择温度特性较好的器件入手。 例如,并非所有电解电容器都不能在低温下工作。
一般来说,200V以上的电解电容耐低温性较差,而160V以下的电解电容在-40℃下基本可以正常工作,只要
该问题可以通过串联使用两个低压电解来解决。 器件选择的调整可能会略微增加驱动器件的成本,但来自LED路灯的集成
总体成本可以忽略不计。 考虑到提高可靠性和降低维护成本的因素,这种设计调整是非常必要和划算的。
LED路灯结冰危害的防护措施
路灯在寒冷地区的推广应用是一个容易被忽视的问题,因为路灯表面会堆积冰雪,经过加热融化后形成。
菱形一旦形成,就会对车辆和行人造成非常大的安全隐患。 尤其是LED路灯,因为灯壳一般是铝制的,表面被氧化了
铝是亲水性材料,更容易结冰。 2008年我国南方发生大规模雪灾,导致铝材表面高压电线结冰、结露。
倒塌损坏了大量电力设施。 这场灾难的后果不仅是气候造成的,也是氧化铝表面高压电缆成为亲水材料的重要诱因。
因为。 因为影响道路交通安全,防止结冰是LED路灯在寒冷地区使用时必须考虑的安全措施。
为了解决这一关键技术,我们通过对冰层物体表面进行显微成像分析来分析物体表面的水冻结和物体表面的冰。
表面能牢固附着的原因。 实验结果发现,仅使用疏水性能优良的材料,防止结冰的效果并不理想,即使水在一定的范围内
这些材料的表面可以非常坚硬地冻结。 测试结果表明:冰可以附着在任何物体的表面; 物体表面的裂缝和凹陷是抗冰的
它是牢固粘附在物体表面的另一个主要原因; 具有良好疏水性的材料可以延缓冰的形成过程,但不能阻止冰的形成。
使。
为了更准确地比较不同材料防止结冰的能力,我们从不同角度研究了不同物体的表面结构和表面物体。
性与结冰的内在关系包括:结构形状与结冰、结构材料与结冰、表面光洁度与结冰、表面刚度与结冰、结冰。 研究成果
说明外观结构简单、组织结构严密、表面防水、疏水性能优良的部件不易发生冰凝。
基于这个测试数据,我们连续两年在冬季设置了不同外观和外壳材料的LED路灯。 通过实验,我们发现:
光滑、平整、平整; 无冰、雪或积水的承重结构; LED路灯表面材料具有优良的疏水性,不会产生结冰现象
结。
我国大部分寒冷地区处于高纬度地区,气候寒冷,温差大,给LED道路照明产品的应用带来了新的挑战。 其他
一方面,大部分寒冷地区的年平均日照明时间长于国内平均水平,因此照明用电量也高于国内平均水平,所以白天短黑夜长。
公司的地域特点带来了更多的LED照明应用需求。 总之,挑战和机遇并存。