购买

¥6.8

加入VIP
  • 专属下载券
  • 上传内容扩展
  • 资料优先审核
  • 免费资料无限下载

上传资料

关闭

关闭

关闭

封号提示

内容

首页 LED路灯存在的问题和解决方案

LED路灯存在的问题和解决方案.doc

LED路灯存在的问题和解决方案

精品课件库
2019-06-12 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《LED路灯存在的问题和解决方案doc》,可适用于求职/职场领域

LED路灯存在的问题和解决方案针对世界金融风暴的应对中央发改委拿出万亿连同地方财政的支持预计将有多万亿的资金投入到国家交通、扶持企业、完善基础建设上。最近国家科技部在全国启动“十城万盏”LED路灯半导体照明应用工程在这股强劲东风下一贯得到政府支持的半导体照明产业将是一个大发展的契机。许多企业都看好这个朝阳产业的发展空间特别是半导体户外照明的明显节能优势。近年一哄而上的诸多企业在还不甚了解半导体道路照明制作的特点下模拟、仿造、沿着现今的常规照明路灯多种“蛇头”形状制作一时间“百家争鸣百花齐放”的产品纷纷推向市场。经过这两年上路实验情况的检验大部分的产品均存在不同程度的问题。具体表现在:由于对LED光源工作条件的要求不甚了解造成光衰减严重甚至于死灯。对道路照明要求感悟不足科学性点光源光学配光难点及对色温在道路照明中的重要性忽略易造成眩光斑马效应和在空气污染严重下雨有雾天气的环境中造成灯亮地面不够亮的现象。对保证LED工作条件和对电源技术性的认知程度不足造成产品在电源上的故障层出不穷。对当今LED路灯实用性道路的应用概念不清盲目的与大功率气体放电灯“媲美”不计成本的制作超大功率LED路灯造成不切合实际的价格昂贵的路灯产品难以推广。对道路照明要求模糊实际使用维护的欠考虑造成直接使用业主的抵制。本人针对以上问题与大家一起讨论解决方案:对LED光源的工作环境这个问题的讨论需具备了解LED的基本常识发光二极管其核心是PN结。因此它具有一般PN结的IN特性即正向导通反向截止、击穿特性。此外在一定条件下它还具有发光特性。在正向电压下电子由N区注入P区空穴由P区注入N区。进入对方区域的少数载流子(少子)一部分与多数载流子(多子)复合而发光其现今大功率LED发光效率约为%%将是热能需要将其散热处理。大功率白光LED的结温TJ在亮度衰减%时与寿命的关系可看出:TJ=℃时寿命为小时TJ=℃时寿命降到小时TJ=℃时其寿命只有小时了。TJ在散热设计中要提出最大允许结温值TJmax实际的结温值TJ应小于或等于要求的TJmax即TJ≤TJmax。从以上的测试数据图示经测试发光二极管可正常工作的环境温度其结温温度应(<℃)。高于此温度范围效率将大大降低甚至于烧毁。可以看出温度对其直接影响的重要性。特别值得一提的是对散热材料的热平衡速度要求重视度造成光源的热得不到有效的处理引起光衰减严重。现在许多生产厂家大功率LED的热沉散热壳体应用基本采用不同的合金铝材料其导热系数不一一些材料的散热速率难以满足LED工作条件。不可忽略的铝基板及导热硅胶硅脂材料的导热环节使用材料的实际寿命质量将直接影响LED的工作散热条件。如何减少中间环节直接与热沉散热近距离接触将热量快速达到平衡的有效散热是现今高质量的LED灯具产品开发需考虑的方向。先从材料分析:金属的热传导系数表:银铜金铝铁锡铅银热传导系数比较好但缺点就是价格太高纯铜散热效果则次之但已经算是非常优秀的了。不过铜也有缺点:造价高、重量重、不耐腐蚀等。所以现在大多数散热片都是采用轻盈坚固的铝材料制作的其中铝合金的热传导能力最好好的风冷散热器一般采用铝合金制作。至于铜目前市场上也出现了纯铜的散热器铜的导热性能比起铝要快的多但铜的散热没有铝快铜可以快速的把热量带走但无法在短时间内把本身的热量散去另外铜的可氧化性是铜本身最大的弊病。当铜一旦出现氧化状态从导热和散热方面都会大大的下降。从对比上看最好的散热材料也并不是铝材。铜和铝的对比中形成了一种新型的工艺铜铝结合。所谓的铜铝结合就是把铜和铝用一定的工艺完美的结合到一块让铜快速的把热量传给铝再由大面积的铝把热量散去这不但增充了铝的导热不及铜还弥补了铜的散热不如铝有机的结合从而达到急速传热快速散热的效果。多篇文章中都阐述了散热是靠面积而不是看体积的大小许多企业都了解了个中道理壳体采用多层翅片散热但对热沉散热壳体的翅片忽略了防尘和积尘日积月累将会影响壳体的散热效果。应从在自然条件下规避积尘的最小化不同方向的风和雨的自然冲刷可易性和清除灰尘的粘敷性。保证热沉壳体的散热效果不受恶劣环境的影响散热通道的畅通做到真正的长寿命。大家共同来探讨一个设计方式:散热是靠面积的道理显而易见是否可以将散热面做成柱状或多面形锥体。在增加散热面保证散热效果的基础上解决了不同方向的风和雨的自然冲刷可易性和清除灰尘的粘敷性的问题保证了热沉壳体的散热效果不受恶劣环境的影响。以现在的金属加工技术来看机械加工是不可能做出理想化的绝对的平整表面即便是镜面也有很多细小的坑凹只是肉眼不太容易发现除了表面上存在坑凹外还会有很多细小杂质如灰尘什么的。当散热器表面和芯片表面接触时存在的很多沟壑或空隙中都是空气。空气的导热能力很差因此必须用其它物质来降低热阻否则散热器的性能会大打折扣甚至无法发挥作用。作为解决办法导热介质就应运而生了它的作用就是填充两个接触表面之间大大小小的空隙增大发热源与散热片的接触面积。导热硅脂是我们最常见的导热介质。导热硅脂是用来填充铝基板与散热片之间的空隙的材料的一种这种材料又称之为热界面材料。其作用是用来向散热片传导铝基板散发出来的热量使铝基板温度保持在一个可以稳定工作的水平防止铝基板因为散热不良而损毁并延长使用寿命。作为一种化学物质导热硅脂有着一些反映自身特性的相关性能参数。了解这些参数的含义大致上可以判断一款导热硅脂产品的性能高低。导热系数(ThermalConductivity)导热系数的单位为WmK(或Wm℃)表示截面积为平方米的柱体沿轴向米距离的温差为开尔文(K=℃)时的热传导功率。数值越大表明该材料的热传递速度越快导热性能越好。目前主流导热硅脂的导热系数均大于WmK优秀的可达到WmK以上是空气的倍以上。但是和铜铝这些金属材料相比导热硅脂的导热系数只有它们的左右换而言之在整个散热系统中硅脂层其实是散热瓶颈之所在。对于一个散热系统而言不仅是散热器的事导热介质也是很重要的组成部分:散热系统的总热阻=散热器热阻导热介质热阻导热硅脂作为我们最常用的导热介质其重要性不言而喻了要降低其热阻一方面取决于产品本身的性能另一方面取决于对产品的使用。因此我们要尽量选用那些导热性能好热阻低的导热硅脂并在使用上多加注意在保证硅脂完全填充热源和散热器表面空隙前提下涂抹方式硅脂层尽可能地薄。值得大家注意的是普通导热硅脂在高温环境中使用一段时间后会出现“干化”或“硬化”现象将会大大影响散热效果。因此在铝基板与热沉之间的导热环节需重视。有关人士正研究在热沉材料上进行特殊的陶瓷化处理直接安装线路经过这样的优化后将会根本解决散热的导热环节。从国内现有参与制作LED路灯的企业厂家来看大部分是没有制作过路灯对路灯制作的技术具体要求较模糊互相参照模仿以常规传统“蛇头”形状制作具多。当今LED路灯矩形状的重量与风阻影响着路灯的改造安装在光学配光和维护要求上与其常规气体放电灯灯具相比难度较大特别是直接的使用方业主反应强烈给应用推广带来了困难。我从国家电光源检测中心得到的相关信息在诸多厂家送检产品中就在IP防护这一项目上绝大多数存在问题而且意识不到问题的所在认为我们的产品在水里都浸泡过也没有问题怎么到检测中心就出问题?相信也有些产品在使用一段时间暴露出光源腔体存有水气。我看到许多厂家在检测中心排队送检的产品感到心痛很多弯路是可以避免的。在灯体密封结构上在密封圈的材料选用上,飞利浦的灯具在这方面就做了专门的研究。在路灯造型结构设计上不要跟着传统路灯的模样走。路灯的功能是要达到道路照明的要求可以发挥LED光源的任意组合强项可制作成“变形金刚”的特点能真正做到“白天观景夜晚观灯”的城市景观效果。道路照明要求的是一定的照度和路面均匀度与平均照度常规照明灯具反射器的缺憾在路面平均照度上难以达到标准要求。在灯具出光效率的有效利用上传统路灯的效率标准应≥%为合格但实际上有一部分溢散光不能准确地控制在照射面上并且无法利用造成光污染有效利用率约而LED路灯的光学配光可以准确控制光线方向有效利用率达以上。从当今大功率LED路灯点光源及光效的特点来看要满足道路照明的要求必须要把有效的光强利用到有效的照明范围道路照明的灯杆间距基本在m要保证道路的平均照度要求其点光源LED灯具配光要使得路面没有斑马效应需进行相应的二次光学系统配套设计。以某款灯为例:见附图高质量的大功率LED路灯用模块化配套的二次光学系统可以有效控制路灯照明的平均照度米高时为米×米近似矩形光斑光斑形状与均匀度均能满足道路照明要求。从以上两点可以看出只要LED路灯二次光学设计合理投向目标照射面的有效光通量和传统路灯基本接近。目前LED路灯的配光技术已经有了很大的发展有些厂家已经开发出良好的二次配光系统而不再是单纯依靠光源排列来配光但综合看配光还不能做到完全合理有些在道路内侧的配光较亮均匀度也能满足要求但人行道侧环境光的亮度明显不足SR值明显不符合要求还是厂家设计人员对道路照明标准的要求理解不够。LED路灯的色温问题:目前大功率LED路灯基本上是采用K左右所在色温的白光。作为道路照明光源视觉感过分阴冷同时远视时观察能力会下降在这方面路灯使用单位最有发言权K左右的黄光或暖白光是比较适合道路照明的因此日光色的LED路灯不适合做路灯使用。当今LED路灯在产品规格方面缺少统一的技术标准目前还没有统一的LED路灯生产技术标准每个厂家按自己的标准生产自己的产品彼此间是很难通用的另外LED路灯生产厂家的灯具自成体系光源电器组装和灯具捆绑在一起各自不同的工作特性难以维护维护时必须使用原厂产品。而高压钠灯由于技术标准的统一灯具、光源、电器方面通用性较强不同厂家之间的产品可以互用从维护角度考虑这是非常重要而维护对于路灯管理单位来说则又是重中之重只有这样才可以及时对故障路灯进行维护保证完好的亮灯率(上级部门对路灯管理考核中最重要的一项内容)同时大大降低维护成本。可以说在LED路灯目前的发展状况下一旦出现故障时只能整个灯具进行更换除了高额成本外而维护的时间也要大大廷长这对使用单位来说的非常不利的。对灯具的维护常规照明灯具要简易的多可在现场直接更换光源电器成本也较低。而当今许多生产厂家的LED路灯可能厂家认为是免维护的所以现场的维护就无法进行了维修方面真正的负担还是交给了生产厂家。殊不知造成产品难以推广的瓶颈还是来之于直接使用单位。针对当今LED路灯应用推广其中的两大难题:维护困难大功率LED电源的瓶颈根据这两大难点我个人建议从安全、维护方便更换规避大功率电源的质量风险。模块化组合式设计一定是发展的方向。做成标准模块化诸如www连同适合本功率电源一体化。不但解决了大功率电源的风险而且遇到故障换用方便。单组模块又可以一款灯多用途可改装为LED隧道灯、LED顶棚灯、LED洗墙灯、LED投光灯、LED隧道灯等一套方案多款灯具。散热材料导热环节和科学化的造型结构设计在现今大功率LED路灯的制作中值得大家去感悟。从LED路灯市场的置疑甚至排斥走到了现在的尝试与接纳我们看到了前景的曙光但我们还需要一段路要走。随着大功率LED光效的不断提高和硅基LED日新月异的发展将根本解决半导体照明光源高价格的瓶颈让我们共同携起手来摸索与探讨相信在大家的努力下用第四代光源做出更好的LED路灯照明灯具取代高压钠路灯这段路不会很远!

用户评价(0)

关闭

新课改视野下建构高中语文教学实验成果报告(32KB)

抱歉,积分不足下载失败,请稍后再试!

提示

试读已结束,如需要继续阅读或者下载,敬请购买!

评分:

/4

VIP

在线
客服

免费
邮箱

爱问共享资料服务号

扫描关注领取更多福利