מה גורם לנזק של כונן תאורת LED?

כמרכיב מרכזי שלפנסי רחוב לד, האיכות של נהגי LED משפיעה ישירות על האמינות והיציבות של המנורות הכוללות. אם הנהג של פנס הרחוב פגום, זה יוביל ליעילות נמוכה של המנורה ואפילו לפעולה לא יציבה.

כךמה יכול לגרום נזק לנהג פנס הרחוב של LED? יש לנו בערך את הניתוח הבא:

1. הזדקנות רכיבים אלקטרוניים

כולל נגדים, קבלים, דיודות, טרנזיסטורים, נוריות, מחברים, ICs והתקנים אחרים כגון מעגל פתוח, קצר חשמלי, שחיקה, דליפה, כשל תפקודי, פרמטרים חשמליים לא מאושרים, כשל לא יציב ובעיות תקלות אחרות.

2. בעיות איכות PCB

כולל PCB, PCBA, הרטבה לקויה, פיצוח, דלמינציה, CAF, מעגל פתוח, קצר חשמלי ובעיות תקלות אחרות.

3. פיזור חום לקוי של ספק הכוח LED

מעגל ההנעה מורכב מרכיבים אלקטרוניים, וכמה רכיבים רגישים מאוד לטמפרטורה. כמו קבלים אלקטרוליטיים, הנוסחה הרווחת להערכת אורך החיים של קבלים אלקטרוליטיים היא "כל 10 מעלות נמוכות יותר בטמפרטורה, החיים יוכפלו". פיזור חום לקוי עלול לקצר מאוד את חייו וכשל בטרם עת, מה שיוביל לכשל במתח LED וכשל מנורה. במיוחד עבור ספק הכוח המובנה-(ספק הכוח המוצב בכל המנורה), ספק כוח עם כמות גדולה של חום יגביר את הולכת החום ואת לחץ פיזור החום של המנורה כולה, את הטמפרטורה של LED יגדל, ויעילות האור ותוחלת החיים שלו יצטמצמו מאוד. לכן, בעת תכנון ספק הכוח LED, הוא צריך לשים לב לבעיית פיזור החום שלו. לכן, ניתן לפתור את הבעיות הנ"ל על ידי ביצוע ההערכה בתחילת עיצוב המנורה ועיצוב ספק הכוח בו זמנית. בתכנון, יש צורך לשקול באופן מקיף את פיזור החום של ה-LED ואספקת החשמל, ולשלוט בחימום המנורה בכללותה, כך שניתן יהיה לעצב מנורה טובה יותר.

4. בעיות בתכנון ספק כוח

(1) עיצוב כוח. למרות שללד יש יעילות אור גבוהה, עדיין יש 80 אחוז -85 אחוז איבוד חום, וכתוצאה מכך עליית טמפרטורה של 20-30K בתוך המנורה. אם טמפרטורת החדר היא 25 מעלות, החלק הפנימי של המנורה יהיה 45-55 מעלות. ספק הכוח נמצא בסביבה בטמפרטורה גבוהה במשך זמן רב. על מנת להבטיח את חיי השירות, יש להגדיל את מרווח ההספק. בדרך כלל, מרווח של פי 1.5 עד 2 נשמר.

(2) בחירת רכיבים. כאשר הטמפרטורה הפנימית של המנורה היא 45-55 מעלות, עליית הטמפרטורה הפנימית של ספק הכוח היא בערך 20 מעלות, והטמפרטורה של אביזרי הרכיב צריכה להגיע ל-65-75 מעלות. חלק מהרכיבים ייסחפו בטמפרטורות גבוהות ואף יקצרו את אורך חייהם. לכן, יש לבחור את הרכיבים לשימוש ארוך טווח בטמפרטורות גבוהות יותר, ויש להקדיש תשומת לב מיוחדת לקבלים וחוטים אלקטרוליטיים.

(3) עיצוב ביצועים חשמליים. ספק הכוח המיתוג מיועד לפרמטרים של LED, בעיקר פרמטרים של זרם קבוע. גודל הזרם קובע את בהירות הנורית. אם שגיאת זרם האצווה גדולה, הבהירות של כל קבוצת האורות תהיה לא אחידה. יתר על כן, שינויי טמפרטורה יכולים גם לגרום לזרם הפלט של ספק הכוח לשנות. בדרך כלל, שגיאת האצווה נשלטת בתוך ±5 אחוזים כדי להבטיח שהבהירות של המנורה תהיה עקבית, ושפל המתח קדימה של הנורית מוטה. טווח המתח הזרם הקבוע של תכנון ספק הכוח צריך לכלול את טווח המתח של ה-LED. כאשר משתמשים במספר נוריות LED בסדרה, מפל המתח המינימלי כפול מספר החיבורים הסדרתי הוא מתח הגבול התחתון, ומפל המתח המקסימלי כפול מספר החיבורים הסדרתי הוא המתח הגבול העליון. טווח מתח הזרם הקבוע של ספק הכוח רחב מעט יותר מטווח זה. בדרך כלל, הגבול העליון והתחתון מוגדר ל-1~2V מרווח גחון.

(4) עיצוב פריסת PCB. הגודל של מנורות ה-LED השמורים לספק הכוח הוא קטן (אלא אם כן ספק הכוח חיצוני), כך שדרישות עיצוב ה-PCB גבוהות יותר, ויש עוד גורמים שיש לקחת בחשבון. מרחק הבטיחות חייב להיות מספיק, ואספקת החשמל הדורשת בידוד כניסה ויציאה, המעגל הראשוני והמעגל המשני דורשים מתח עמידה של 1500 ~ 2500 VAC, ויש להשאיר מרחק של לפחות 3 מ"מ על ה-PCB. אם מדובר במנורה עם מעטפת מתכת, הפריסה של כל ספק הכוח צריכה לשקול גם את המרחק הבטוח בין חלק המתח הגבוה-למעטפת. אם אין מקום להבטחת מרחק בטוח, יש להשתמש באמצעים אחרים על מנת להבטיח בידוד, כגון ניקוב חורים בלוח ה-PCB, הוספת נייר בידוד ודבק בידוד. בנוסף, הפריסה של הלוח צריכה להתחשב גם במאזן החום, וגופי החימום צריכים להיות מפוזרים באופן שווה ולא ניתן למקם אותם בצורה מרוכזת כדי למנוע עליית טמפרטורה מקומית. הרחק את הקבל האלקטרוליטי ממקור החום כדי להאט את ההזדקנות ולהאריך את חיי השירות.

5. נזקי ברק

מכות ברק הן תופעת טבע נפוצה, במיוחד בעונת הגשמים. הנזק וההפסד שהוא מביא מחושבים במאות מיליארדי דולרים מדי שנה ברחבי העולם. מכות ברק מתחלקות לפגיעות ברק ישירות ולברקים עקיפים. ברק עקיף כולל בעיקר ברק מוליך וברקים מושרים. מכיוון שההשפעה האנרגטית שמביאה ברק ישיר היא גדולה מאוד וכוח ההרס שלה חזק ביותר, אספקת החשמל הכללית אינה יכולה לעמוד בה, ולכן הדיון העיקרי כאן הוא סוג הברק העקיף.

פגיעת הנחשולים הנוצרים מפגיעת ברק היא מעין גל חולף, השייך להפרעות חולפות, שיכולות להיות מתח נחשול או זרם נחשול. לאורך קווי חשמל או נתיבים אחרים (ברק מוליך) או דרך שדות אלקטרומגנטיים (ברק אינדוקטיבי) ומועברים לקו החשמל. צורת הגל שלו מאופיינת בעלייה מהירה תחילה ולאחר מכן ירידה איטית. לתופעה זו תהיה השפעה קטלנית על אספקת החשמל. השפעת הנחשולים המיידית שהוא מייצר עולה בהרבה על הלחץ החשמלי של מכשירים אלקטרוניים רגילים, והתוצאה הישירה היא הנזק של הרכיבים האלקטרוניים.

6. מתח הרשת עולה על עומס הכוח

כאשר חיווט הרשת של אותו שנאי ארוך מדי ויש ציוד כוח בקנה מידה גדול ב-קנה מידה, כאשר הציוד בקנה מידה גדול- מתחיל ויעצר, מתח הרשת ישתנה בחדות. אפילו לגרום לרשת להיות לא יציבה. כאשר המתח המיידי של הרשת עולה על 310 VAC, הכונן עלול להינזק (גם אם יש התקן הגנה מפני ברקים, הוא לא חוקי, כי התקן ההגנה מפני ברקים אמור להתמודד עם דופקים של עשרות מיקרו-שניות, ותנודות הרשת. עשוי להגיע לעשרות אלפיות שניות, או אפילו מאות אלפיות שניות). לכן, יש להקדיש תשומת לב מיוחדת כאשר יש מכונות חשמליות גדולות על רשת החשמל בענף תאורת הרחוב. עדיף לנטר את טווח התנודות של רשת החשמל או להשתמש בשנאי רשת נפרדים כדי לספק חשמל.

7. כשל במפרק הלחמה

אריזת הכוח כוללת בעיקר את תהליך החיבור בין לוח ה-PCB לרכיבים, בו ממלאי הלחמה תפקיד חשוב. התפקיד העיקרי של חיבורי הלחמה הוא לממש את החיבור המכני והחשמלי בין רכיבים אלקטרוניים למצע (לוח PCB באספקת החשמל של LED). איכות מפרקי הלחמה משפיעה ברצינות על האמינות של המכשיר. מצד אחד, כשל במפרק הלחמה נובע מתקלות הלחמה בייצור ובהרכבה, כמו גישור הלחמה, הלחמה וירטואלית, חללים ותופעת מנהטן. מצד שני, במהלך תהליך השירות, כאשר טמפרטורת הסביבה משתנה, עקב ההבדל במקדם ההתפשטות התרמית בין הרכיבים ללוח ה-PCB, נוצר לחץ תרמי במפרקי ההלחמה. שינויים תקופתיים במתח יגרמו לנזקי עייפות במפרקי ההלחמה ובסופו של דבר יובילו לעייפות. לִפְסוֹל.

מאז אספקת הכוח הנעה יש השפעה כה גדולה עלפנסי רחוב לד, כיצד לפתור את בעיית הנזק הקל של אספקת הכוח המניעה LED?

על מנת לפתור את הבעיות של שיעור תקלות גבוה ותחזוקה קשה של אספקת חשמל מניע LED, באמצעות ניתוח של עקרון תאורת LED ודרישת הספק, בשילוב עם מצב היישום הנוכחי בפועל, אנו מנסים לאמץ מתח DC נמוך- מצב אספקת חשמל בתאורת כביש LED. ספק כוח DC לא רק מפחית את שיעור הכשל של כוח כונן LED, אלא גם מפחית את הסיכונים הבטיחותיים של תאורת כביש, ומספק נוחות לטעינת רכב חשמלי עתידי.

עם הפיתוח המתמשך של טכנולוגיית -דיודות פולטות אור (LED), תאורת LED התרחבה בהדרגה מבית לחוץ. הסיבה לקידום האיטי של לד בתחום תאורת הכביש היא העוצמה הגבוהה של תאורת הכביש וסביבת ההפעלה הקשה. לאחר תקופה של מעקב ובדיקה של מנורות LED בעוצמה גבוהה-, כמה מנורות LED נכשלו בזו אחר זו. באמצעות ניתוח הכשל, מצאנו שהנזק לאספקת החשמל של כונן ה-LED היווה עד 90 אחוזים. למרות שחיי השירות התיאורטיים של פנסי רחוב LED ארוכים עד 50,000 שעות (13.7 שנים), חיי השירות של מעגל הנהיגה שלו קצרים יחסית, כ-12,000 שעות (3 שנים) . כוח ההנעה הפך לחסרון המגביל את חיי השירות של פנסי רחוב LED. יחד עם זאת, בשל היעדר סטנדרטים אחידים לספקי כוח כונני LED התואמים את חלקיקי ה-LED, ממשקי תפוקת הכונן המיוצרים על ידי ספקים שונים אינם אחידים, והאיכות אינה אחידה, מה שמביא אי נוחות לתחזוקה של LED. פנסי רחוב, והעלות של החלפת ספק הכוח של הכונן היא גבוהה.

בעיית אספקת החשמל הפכה לגורם חשוב המשפיע על הקידום והיישום של מנורות LED. רק על ידי פתרון הבעיה של אספקת חשמל LED ניתן לפתוח את היישום של מנורות LED בתאורת כביש.

1. הדרישות של חלקיקי LED לאספקת חשמל

על מנת לפתור את הבעיה של אספקת חשמל LED, עלינו להבין את עקרון העבודה הבסיסי של חלקיקי LED ודרישות אספקת החשמל שלהם.

למנורות ה-LED המשמשות כיום בתאורת כבישים יש מבנה כולל{{0}}פולט אור, הכולל שני חלקים: מקור אור LED ומקור מתח. מקור האור LED הוא שילוב של מספר מסוים של חלקיקי LED- בהספק גבוה (תחילה בסדרה ולאחר מכן במקביל) לשבב שלם הפולט-אור. LED בודד הוא למעשה דיודה. כאשר מתח קדמי מסוים מופעל על פני הדיודה כדי לעורר את צומת P-N כדי להוליך זרם, הנורית יכולה לפלוט אור. המתח הנומינלי של LED בודד הוא 3.4V±0.2V (מתח העבודה בפועל הוא בערך 2.8~3.8V). זרם עבודה קשור להספק ובהירות, ולנוריות בעוצמה שונה יש זרמים שונים. באופן כללי, ככל שההספק גבוה יותר, ככל שהזרם גבוה יותר, כך ייפלט יותר אור. חלקיקי ה-LED של 1W בעוצמה גבוהה- המשמשים בתאורת כביש הם בעלי זרם נומינלי של 350mA.

באמצעות הניתוח המבני של מנורות ה-LED בפועל, אנו יכולים לראות בבירור שמספר מסוים של חלקיקי LED מחוברים בסדרה כדי לקבל מחרוזת LED עם מתח עבודה של 40.8V±2.4V, ואז מחרוזות LED אלו מחוברות במקביל. להשיג מנורות LED אחת עם זרם עבודה של 3.5A. בחישוב ההפסד, דרישת החשמל של המנורה היא 48V/3.5A.

2. כוח כונן LED

קו אספקת המתח הקיים של פנסי הרחוב הוא זרם חילופין של 220V, ויש לבצע שלושה שלבים של הפחתת מתח, תיקון וייצוב זרם כדי לספק ספק כוח DC יציב-למנורות LED. ראשית, הספק 220V AC מופחת למתח AC של 48V-מתח נמוך, ולאחר מכן מתח AC במתח נמוך- מומר למתח DC נמוך-על ידי תיקון גשר, ו לאחר מכן הומר למקור זרם קבוע על ידי וסת מיתוג-ביעילות גבוהה כדי לספק זרם קבוע עבור חלקיקי LED. נוֹכְחִי.

על מנת להפחית את שיעור הכשלים בשבב, רוב היצרנים בוחרים בשילוב של פחות מיתרים ויותר מקבילים. דרישות המתח של מנורות LED קיימות הן לרוב 48V. כל מנורת LED עשויה להיות בעלת מתח אספקת חשמל ודרישות זרם שונות במקצת. ביישומים בפועל, זה צריך להיות מבוסס על הכללית. בחר כוח הנעה מתאים עבור המתח והזרם