LED资讯网

寒地进口led灯珠LED照明应用分析

统佳光电

过10年摆布的快速成长,LED照明已经经进入快速推广阶段,市场运用从最初的南边地域慢慢向中西部渗入扩大。但在现实运用中咱们发明,在南边用的很好的户外照明产物,到了北方地域,尤为是东北、新疆等地域,产物的运用遭到新的磨练。本文经由过程阐发寒地情况下影响LED照明的一些要害因素,找出对于应的解决议计划略,终极阐扬出LED光源的应有上风。

1、寒地情况下LED照明的上风

相对于原本的白炽灯、荧光灯以及高强度气体放电灯而言,LED器件在低温下的事情机能要好的多,甚至可以说,光学机能比常温下越发卓着。这是以及LED器件的温度特征紧密亲密相干的,图1是某品牌年夜功率LED器件温度以及相对于光输出曲线图。可以看出,跟着结温的降低,灯具的光通量会相对于增年夜。按照灯具的散热纪律,结暖和情况温度紧密亲密相干,情况温度越低,结温一定越低。别的,按照图2咱们可以看出,结温的降低,还可以降低LED光源的光衰历程,延迟灯具的使用寿命,这也是年夜部门电子元器件的特征。

谁用谁爽的桌面照明利器:巴斯夫LED多功能荧幕灯


图1 LED的结温-相对于光输出曲线

谁用谁爽的桌面照明利器:巴斯夫LED多功能荧幕灯


图2 LED的结温-寿命曲线

2、寒地情况下LED照明面对的坚苦以及对于策

虽然LED自己在寒地前提下有更多的上风,但不成纰漏的是,LED灯具除了了光源,互相关注的另有驱动电源、灯体质料和在寒地情况下的雾天、强紫外等综合气候因素,都给这类新型光源运用带来新的挑战以及贫苦。只有搞清这些制约因素,找到对于应的解决方案,就能充实阐扬LED光源的上风,在寒地情况中年夜放异彩。

1.驱动电源的低温启动问题

做电源开发的人都知道,电源的低温启动是个难题。重要的缘故原由是现有的年夜部门成熟电源方案,都离不开电解电容的广泛运用(如图3)。可是在-25℃如下低温情况中,电解电容的电解质活性较着降落,电容容量衰减很年夜〔1〕(如图4),致使电路不克不及正常事情。要解决这个问题,今朝有两种方案:一是接纳事情温度规模更宽的优良电容,固然这会带来成本的增长。二是接纳无电解电容的电路设计,包孕接纳陶瓷叠层电容,甚至接纳线性驱动等其他驱动方案。

谁用谁爽的桌面照明利器:巴斯夫LED多功能荧幕灯


图3 LED的驱动电源

(a)钽电解电容 (b)铝电解电容

谁用谁爽的桌面照明利器:巴斯夫LED多功能荧幕灯


图4 电解电容的温度容量变化曲线

此外,在低温情况下,像MOS管等平凡电子器件的耐压机能也会降低,给电路的总体靠得住性造成倒霉影响,需要出格留意。

2.塑胶质料在凹凸温打击下的靠得住性问题

按照海内外一些研究机构的研究职员试验证明:许多平凡塑料以及橡胶质料在-15℃如下的低温下韧性变差,脆性增年夜〔2,3〕(以下图5所示)。对于LED户外产物而言,透光罩、光学透镜、密封件和部门布局件都有可能接纳塑胶质料,那末就需要对于这些质料的低温机械机能举行细心思量,尤为是承力部件,防止灯具在低温情况下遭到年夜风、不测碰撞后分裂而致使不测变乱的发生。

谁用谁爽的桌面照明利器:巴斯夫LED多功能荧幕灯


谁用谁爽的桌面照明利器:巴斯夫LED多功能荧幕灯


图5 塑料质料在低温下强度变差

别的,LED灯具常接纳塑胶件以及金属的共同布局(如图6)。因为塑料材质以及金属质料在年夜温差情况下的膨胀系数差异较年夜(如表1所示),例如灯具经常使用的金属铝以及经常使用塑料质料的膨胀系数梗概相差5倍以上,这可能会致使塑料质料分裂,或者者二者的间隙增年夜,终极导致防水密封布局掉效,进而产物呈现问题。

谁用谁爽的桌面照明利器:巴斯夫LED多功能荧幕灯


图6 LED灯具中金属以及塑胶质料组合

表1 差别质料的线膨胀系数(1/℃)

谁用谁爽的桌面照明利器:巴斯夫LED多功能荧幕灯


质料温度规模

20~100(℃)

20~200(℃)

20~300(℃)

黄铜 17.8×10-6 18.8×10-6 20.9×10-6

碳钢 (10.6~12.2)×10-6 (11.3~13)×10-6 (12.1~13.5)×10-6

铸铁 (8.7~11.1)×10-6 (8.5~11.6)×10-6 (10.1~12.2)×10-6

铝 23.03×10-6

有机玻璃 130×10-6

尼龙1010 105×10-6

在诸如东北这些高寒地域,从每一年的10月份到次年的4月份,均可能处于冰雪季候。LED灯具鄙人午临近薄暮开灯前,温度可能低于-20℃如下,然后晚上通电事情后,因为灯具发烧,又可能使患上灯体温度上升到30℃~40℃以上,基本上天天灯具都要履历一次凹凸温的轮回打击。在这类情况下,假如处置惩罚欠好灯具的布局设计和差别质料的匹配问题,很轻易致使咱们上述所说的质料开裂以及防水掉效问题。

针对于这类环境,国度半导体照明工程研发及财产同盟从2010年最先,持续推出两版的《寒地LED门路照明产物技能规范》LB/T005,此中的关于凹凸温打击的试验要领,思量了这类非凡情况下的事情体式格局,笔者以为很是值患上借鉴以及采取。实验样品应履历图7所示的2个温度变化轮回实验,每一个轮回用时5h。即:

实验轮回:5次;

每一个轮回时间:5h;

温度曲线:按图1划定;

温度起落变化速度:0.5℃∕min~4.0℃∕min;

轮回最先温度:20℃;

低温:-40℃,连结时间1h;

高温: 40℃,连结时间1h;

通电体式格局:在图1“A”点处最先通电至“B”点处。

谁用谁爽的桌面照明利器:巴斯夫LED多功能荧幕灯


图7 寒地照明LED产物的凹凸温打击试验曲线

3.LED的光色问题

进入秋冬日节后,北方的年夜雾气候也会慢慢多起来。固然,年夜雾不是高寒地域的特产,全球处处都有,可是在这些高寒地域,光的颜色除了了会触及雾的穿透问题以外,另有觉得恬静性以及情况调和的问题。

关于LED灯的雾穿透力的问题,业界一直会商比力多,那末差别波长的光对于雾的穿透力是否有差异,钠灯的黄光以及LED的白光对于雾的穿透性毕竟有几多差别呢?

不雅点一:在必然雾浓度下,差别波长的光,因为衍射能力差别,具备差别的雾穿透能力。这个不雅点也被海内外一些研究布局的相干试验证明:单色光中,黄光的雾穿透能力最强,其次是红光、绿光以及蓝光〔4〕。

表2以及图8别离是差别颜色的单色光的相对于穿透能力的比对于,此中横坐标暗示是雾的浓度。咱们可以看出:统一种单色光环境下,跟着雾的浓度增年夜,透过性愈来愈差。在统一种雾的浓度下,黄光的透光性最强,其次是红光、绿光以及蓝光,可是数目级都是同样的,相差未几。

表2 差别LED单色光的相对于雾穿透能力

谁用谁爽的桌面照明利器:巴斯夫LED多功能荧幕灯


谁用谁爽的桌面照明利器:巴斯夫LED多功能荧幕灯


图8 差别颜色的LED光透过率曲线

同时,另有一种不雅点以为:差别可见光透雾能力是差未几的,理由是:差别光子的尺寸巨细比拟而言是绿豆以及黄豆的瓜葛,而比拟雾粒子的尺寸,则相称因而个足球(如图9所示)。当雾的浓度很年夜的时辰,任何的光都很难穿已往。这个时辰体现出来钠灯的黄光比LED的白光雾穿透能力更强,其重要缘故原由是在LED白光照射下,雾出现白茫茫一片,而黄光则体现出很好的引诱性〔5〕。笔者以为这个不雅点照旧有必然原理的,咱们可以经由过程图10的两张照片看出这类差异,左侧是LED的冷白光,右侧是钠灯的黄光。

谁用谁爽的桌面照明利器:巴斯夫LED多功能荧幕灯


图9 光子以及雾粒子的尺寸对于比示用意

谁用谁爽的桌面照明利器:巴斯夫LED多功能荧幕灯


图10 冷白光以及黄光的引诱性对于对照片

综合上述两种不雅点,咱们再来对于比一下钠灯、高色温LED以及低色温LED的光谱漫衍曲线,图十一、图12以及图13是本人经由过程远方的PM-80光谱阐发体系现实丈量获得的上述灯具的光谱图。此中图11是6500K高色温LED光谱,图12是2700K低色温LED光谱,图13则是高压钠灯的光谱。

功率led灯珠

很较着,相对于而言,高色温LED的蓝色身分比例较年夜,黄光以及红光的比例比例相对于较少。高压钠灯以及2700K的低色温的LED中,蓝光身分相对于较少,黄光以及红光的身分则相对于较年夜。并且钠灯以及2700K的LED比拟,并无几多上风,假如思量到LED显色指数的影响,则低色温的LED有更多的上风。是以,寒地照明中,应该更多的思量接纳3000K如下的低色温LED,具备更好的透雾能力以及引诱性。

谁用谁爽的桌面照明利器:巴斯夫LED多功能荧幕灯


图11 6500K高色温LED的光谱图

谁用谁爽的桌面照明利器:巴斯夫LED多功能荧幕灯


图12 2直插led灯珠厂家700K高色温LED的光谱图

谁用谁爽的桌面照明利器:巴斯夫LED多功能荧幕灯


图13 高压钠灯的光谱图

固然,在北方,除了了雾的缘故原由以外,年夜多季候的晚上都比力冷。冷白色患上光越发会让都会显患上冷僻以及苦楚,而暖色光会给人一种温暖、愉悦的感触感染,从这个角度,也应该接纳越发暖色调的灯光,让都会夜色显患上越发的调和漂亮。

4.紫外老化问题

记患上在前两年上海的一次行业论坛上,有业内专家提到了一个征象。其时他们开展了一次批量的户外LED灯具实地机能测试,半年后在评估光衰指标时发明一个希奇的征象:在同时段户外老化试验的LED灯具,光源电源的配置也是差未几的,可是24小时事情的LED地道灯的光衰却比10个多小时事情的路灯还要小的多,他们感觉很是希奇,颠末屡次阐发研究,末了以为重要照旧白日的紫外线对于灯具相干部件的老化酿成的。这个结论其时也获得了台湾一个专家的现场撑持,他说他们也研究过,白日户外的紫外线对于荧光粉、透镜等部件的加快老化是不成小看的。需要在透镜、灯罩等部门做抗紫外线的处置惩罚,好比镀抗紫外膜,或者者在这些部件成型时插手抗紫外的组分。

3、结语

咱们经由过程对于寒地情况下多个因素的阐发可以看出,LED作为一种半导体照冥具件,有它自身的许多上风,但也存在有别于传统照明光源的一些问题,只有细心的研究这些差异性,逐个当真阐发解决,才气真正阐扬出LED照明在寒地前提下的上风。——本文选自第2期《半导体照明》杂志)

参考文献

李享,李岱霖,叶雪荣,翟国富?LED开关电源中铝电解电容机能退化模子的研究〔J〕? 电源学报,2012(06)

王金辉,张立志,于凯?工程塑料低温机能的研究[J]?塑料工业,1991(04)

阮裕尧?低温对于工程塑料橡胶及典型布局件的影响研究[J]?情况技能,2009(03)

张倩,王兆均,姚其,林燕丹?可见光光谱透雾性研究[C]?中国照明论坛-绿色照明与照明节能科技钻研会专题陈诉文集,2008

乔乾, 许敏?LED在门路照明中穿透性及光色阐发研究[J]?照明工程学报2009(8)


标签:LED照明寒地

alfa