كعنصر رئيسي منمصابيح الشوارع LED، تؤثر جودة محركات LED بشكل مباشر على موثوقية واستقرار المصابيح الكلية. في حالة تلف سائق مصباح الشارع LED ، سيؤدي ذلك إلى انخفاض كفاءة المصباح وحتى التشغيل غير المستقر.
لذاما الذي يمكن أن يتسبب في تلف سائق مصباح الشارع LED؟ لدينا التحليل التالي تقريبًا:
1. شيخوخة المكونات الإلكترونية
بما في ذلك المقاومات ، المكثفات ، الثنائيات ، الترانزستورات ، المصابيح ، الموصلات ، الدوائر المتكاملة وغيرها من الأجهزة مثل الدائرة المفتوحة ، ماس كهربائى ، الإرهاق ، التسرب ، الفشل الوظيفي ، المعلمات الكهربائية غير المؤهلة ، الفشل غير المستقر ومشاكل الفشل الأخرى.
2. قضايا جودة ثنائي الفينيل متعدد الكلور
بما في ذلك ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، ترطيب ضعيف ، تكسير ، تفريغ ، CAF ، دائرة مفتوحة ، ماس كهربائى ومشاكل فشل أخرى.
3. سوء تبديد الحرارة لمصدر الطاقة LED
تتكون دائرة القيادة من مكونات إلكترونية ، وبعض المكونات شديدة الحساسية لدرجة الحرارة. مثل المكثفات الإلكتروليتية ، فإن الصيغة السائدة لتقدير عمر المكثفات الإلكتروليتية هي "كل 10 درجات أقل في درجة الحرارة ، وتتضاعف الحياة". قد يؤدي التبديد السيئ للحرارة إلى تقصير عمر الجهاز وفشل سابق لأوانه ، مما يؤدي إلى فشل جهد LED وفشل المصباح. بالنسبة إلى - المدمج في مصدر الطاقة (يتم وضع مصدر الطاقة في المصباح بالكامل) ، فإن مصدر الطاقة الذي يحتوي على كمية كبيرة من الحرارة سيزيد من توصيل الحرارة وضغط تبديد الحرارة للمصباح بالكامل ، ودرجة حرارة سيزداد LED ، وسيتم تقليل كفاءة الضوء وعمره بشكل كبير. لذلك ، عند تصميم مصدر طاقة LED ، يجب الانتباه إلى مشكلة تبديد الحرارة الخاصة به. لذلك ، يمكن حل المشكلات المذكورة أعلاه من خلال إجراء التقييم في بداية تصميم المصباح وتصميم مصدر الطاقة في وقت واحد. في التصميم ، من الضروري التفكير بشكل شامل في تبديد الحرارة لمصباح LED ومصدر الطاقة ، والتحكم في تسخين المصباح ككل ، بحيث يمكن تصميم مصباح أفضل.
4. مشاكل في تصميم امدادات الطاقة
(1) تصميم الطاقة. على الرغم من أن LED تتمتع بكفاءة إنارة عالية ، إلا أنه لا يزال هناك فقدان للحرارة بنسبة 80٪ -85٪ ، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة من 20 إلى 30 كلفن داخل المصباح. إذا كانت درجة حرارة الغرفة 25 درجة ، فسيكون الجزء الداخلي من المصباح 45-55 درجة. مزود الطاقة في بيئة درجة حرارة عالية لفترة طويلة. من أجل ضمان عمر الخدمة ، يجب زيادة هامش الطاقة. بشكل عام ، يتم الاحتفاظ بهامش من 1.5 إلى 2 مرة.
(2) اختيار المكونات. عندما تكون درجة الحرارة الداخلية للمصباح 45 - 55 درجة ، يكون ارتفاع درجة الحرارة الداخلية لمصدر الطاقة حوالي 20 درجة ، ويجب أن تصل درجة حرارة ملحقات المكونات إلى 65-75 درجة. تنجرف بعض المكونات في درجات حرارة عالية وحتى تقصير عمرها الافتراضي. لذلك ، يجب اختيار المكونات للاستخدام على المدى الطويل في درجات حرارة أعلى ، ويجب إيلاء اهتمام خاص للمكثفات والأسلاك الإلكتروليتية.
(3) تصميم الأداء الكهربائي. تم تصميم مصدر طاقة التحويل لمعلمات LED ، بشكل أساسي معلمات التيار الثابت. يحدد حجم التيار سطوع LED. إذا كان الخطأ الحالي للدفعة كبيرًا ، فسيكون سطوع مجموعة الأضواء بأكملها غير متساوٍ. علاوة على ذلك ، يمكن أن تؤدي التغيرات في درجات الحرارة أيضًا إلى تحول تيار خرج مصدر الطاقة. بشكل عام ، يتم التحكم في خطأ الدُفعة في حدود ± 5 بالمائة للتأكد من أن سطوع المصباح ثابت ، وأن انخفاض الجهد الأمامي لمصباح LED متحيز. يجب أن يشتمل نطاق الجهد الحالي الثابت لتصميم مصدر الطاقة على نطاق جهد LED. عند استخدام مصابيح LED متعددة في السلسلة ، يكون الحد الأدنى لانخفاض الجهد مضروبًا في عدد توصيل السلسلة هو جهد الحد الأدنى ، ويكون الحد الأقصى لانخفاض الجهد مضروبًا في عدد توصيلات السلسلة هو جهد الحد الأعلى. نطاق الجهد الحالي الثابت لمصدر الطاقة أوسع قليلاً من هذا النطاق. بشكل عام ، يتم تعيين الحدود العلوية والسفلية على ارتفاع 1 ~ 2 فولت.
(4) تصميم تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور. حجم مصابيح LED المحجوزة لمصدر الطاقة صغير (ما لم يكن مصدر الطاقة خارجيًا) ، وبالتالي فإن متطلبات تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور أعلى ، وهناك المزيد من العوامل التي يجب أخذها في الاعتبار. يجب أن تكون مسافة الأمان كافية ، ومصدر الطاقة الذي يتطلب عزل المدخلات والمخرجات ، والدائرة الأولية والدائرة الثانوية تتطلب جهد تحمل 1500 ~ 2500 VAC ، ويجب ترك مسافة 3 مم على الأقل على PCB. إذا كان مصباحًا به غلاف معدني ، فيجب أن يأخذ تخطيط مصدر الطاقة بالكامل أيضًا في الاعتبار المسافة الآمنة بين جزء الجهد العالي - والهيكل. إذا لم يكن هناك مساحة لضمان مسافة آمنة ، فيجب استخدام تدابير أخرى لضمان العزل ، مثل تثقيب الثقوب في ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، وإضافة الورق العازل ، ووضع غراء عازل في القدر. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن يأخذ تصميم اللوحة في الاعتبار أيضًا توازن الحرارة ، ويجب توزيع عناصر التسخين بالتساوي ولا يمكن وضعها بطريقة مركزة لتجنب ارتفاع درجة الحرارة المحلية. احتفظ بالمكثف الإلكتروليتي بعيدًا عن مصدر الحرارة لإبطاء الشيخوخة وإطالة عمر الخدمة.
5. أضرار البرق
تعد الصواعق ظاهرة طبيعية شائعة ، خاصة في موسم الأمطار. الأضرار والخسائر التي تسببها تُحسب بمئات المليارات من الدولارات كل عام في جميع أنحاء العالم. تنقسم ضربات البرق إلى ضربات صاعقة مباشرة وضربات صاعقة غير مباشرة. يشمل البرق غير المباشر بشكل أساسي البرق الموصل والبرق المستحث. نظرًا لأن تأثير الطاقة الناتج عن البرق المباشر كبير جدًا وقوته التدميرية قوية للغاية ، فإن مصدر الطاقة العام لا يمكنه تحمله ، لذا فإن المناقشة الرئيسية هنا هي نوع البرق غير المباشر.
التأثير المفاجئ الناتج عن الصواعق هو نوع من الموجات العابرة ، والتي تنتمي إلى التداخل العابر ، والذي يمكن أن يكون عبارة عن جهد تصاعدي أو تيار تصاعدي. على طول خطوط الطاقة أو المسارات الأخرى (البرق الموجه) أو من خلال الحقول الكهرومغناطيسية (البرق الاستقرائي) وينتقل إلى خط الطاقة. يتميز شكلها الموجي بارتفاع سريع أولاً ثم انخفاض بطيء. هذه الظاهرة سيكون لها تأثير قاتل على إمدادات الطاقة. إن تأثير الاندفاع الفوري الذي ينتج عنه يفوق بكثير الضغط الكهربائي للأجهزة الإلكترونية العادية ، والنتيجة المباشرة هي تلف المكونات الإلكترونية.
6. إن جهد الشبكة يتجاوز حمولة الطاقة
عندما تكون الأسلاك الفرعية للشبكة للمحول نفسه طويلة جدًا وهناك - معدات طاقة كبيرة الحجم في الفرع ، عندما تبدأ وتوقف - معدات النطاق الكبيرة ، فإن جهد الشبكة سيتذبذب بشكل حاد ، و حتى تتسبب في عدم استقرار الشبكة. عندما يتجاوز الجهد اللحظي للشبكة 310 فولت تيار متردد ، قد يتضرر محرك الأقراص (حتى إذا كان هناك جهاز حماية من الصواعق ، فهو غير صالح ، لأن جهاز الحماية من الصواعق يتعامل مع ارتفاعات نبضية لعشرات الميكروثانية ، وتقلب الشبكة قد تصل إلى عشرات المللي ثانية ، أو حتى مئات الميلي ثانية). لذلك ، يجب إيلاء اهتمام خاص عند وجود آلات كهربائية كبيرة على شبكة الكهرباء الفرعية لإنارة الشوارع. من الأفضل مراقبة نطاق تذبذب شبكة الطاقة أو استخدام محول شبكة منفصل لتزويد الطاقة.
7. جندى فشل المشترك
تتضمن تعبئة الطاقة بشكل أساسي عملية الاتصال بين لوحة PCB والمكونات ، حيث تلعب وصلات اللحام دورًا مهمًا. تتمثل الوظيفة الرئيسية لمفاصل اللحام في تحقيق الاتصال الميكانيكي والكهربائي بين المكونات الإلكترونية والركيزة (لوحة PCB في مصدر طاقة LED). تؤثر جودة وصلات اللحام بشكل خطير على موثوقية الجهاز. من ناحية أخرى ، يأتي فشل مفصل اللحام من عيوب اللحام في الإنتاج والتجميع ، مثل تجسير اللحام ، واللحام الافتراضي ، والفراغات ، وظاهرة مانهاتن. من ناحية أخرى ، أثناء عملية الخدمة ، عندما تتغير درجة الحرارة المحيطة ، بسبب الاختلاف في معامل التمدد الحراري بين المكونات ولوحة PCB ، يتم إنشاء الإجهاد الحراري في مفاصل اللحام. ستؤدي التغييرات الدورية في الإجهاد إلى تلف مفاصل اللحام بالإرهاق ويؤدي في النهاية إلى التعب. باطل.
نظرًا لأن مصدر طاقة القيادة له تأثير كبير علىمصابيح الشوارع LED، كيف تحل مشكلة التلف السهل لمصدر طاقة القيادة LED؟
من أجل حل مشاكل معدل الفشل المرتفع والصيانة الصعبة لمزود طاقة قيادة LED ، من خلال تحليل مبدأ إضاءة LED والطلب على الطاقة ، جنبًا إلى جنب مع حالة التطبيق الفعلي الحالية ، نحاول اعتماد جهد تيار مستمر منخفض - وضع مصدر الطاقة في إضاءة الطريق LED. لا يقلل مصدر طاقة التيار المستمر من معدل فشل طاقة محرك LED فحسب ، بل يقلل أيضًا من مخاطر السلامة المتعلقة بإضاءة الطريق ، ويوفر الراحة لشحن السيارة الكهربائية في المستقبل.
مع التطور المستمر لتقنية الصمام الثنائي الباعث للضوء - (LED) ، توسعت إضاءة LED تدريجيًا من الداخل إلى الخارج. سبب الترويج البطيء للـ LED في مجال إنارة الطريق هو القوة العالية لإضاءة الطريق وبيئة التشغيل القاسية. بعد فترة من التتبع والاختبار لمصابيح الشوارع LED عالية الطاقة - ، تعطلت بعض مصابيح LED واحدة تلو الأخرى. من خلال تحليل الفشل ، وجدنا أن تلف مصدر طاقة محرك LED يمثل 90 بالمائة. على الرغم من أن عمر الخدمة النظري لمصابيح الشوارع LED يصل إلى 50 ، 000 ساعة (13.7 سنة) ، فإن العمر التشغيلي لدائرة القيادة الخاصة بها قصير نسبيًا ، حوالي 12 ، 000 ساعة (3 سنوات) . أصبحت طاقة المحرك عيبًا يقيد عمر خدمة مصابيح الشوارع LED. في الوقت نفسه ، نظرًا لعدم وجود معايير موحدة لمصادر طاقة محرك LED التي تتوافق مع جزيئات LED ، فإن واجهات خرج طاقة المحرك التي ينتجها العديد من الموردين ليست موحدة ، والجودة غير متساوية ، مما يسبب إزعاجًا لصيانة LED أضواء الشوارع ، وتكلفة استبدال مصدر طاقة المحرك عالية.
أصبحت مشكلة مصدر الطاقة عاملاً مهمًا يؤثر على الترويج لمصابيح LED وتطبيقها. فقط من خلال حل مشكلة مصدر طاقة LED يمكن فتح تطبيق مصابيح LED في إنارة الطريق.
1. متطلبات جسيمات LED لإمداد الطاقة
من أجل حل مشكلة مصدر طاقة LED ، نحتاج إلى فهم مبدأ العمل الأساسي لجزيئات LED ومتطلبات مصدر الطاقة الخاصة بهم.
تحتوي مصابيح LED المستخدمة حاليًا في إضاءة الطريق على هيكل انبعاث إجمالي للضوء {0} ، بما في ذلك جزأين: مصدر ضوء LED ومصدر طاقة. مصدر ضوء LED هو مزيج من عدد معين من - جسيمات LED عالية الطاقة (أولاً في السلسلة ثم بالتوازي) في شريحة انبعاث - للضوء كاملة. الصمام المفرد هو في الواقع الصمام الثنائي. عندما يتم تطبيق جهد أمامي معين عبر الصمام الثنائي لإثارة تقاطع P - N لتوصيل التيار ، يمكن أن ينبعث الضوء من LED. الجهد الاسمي لمصباح LED واحد هو 3.4V ± 0.2V (جهد العمل الفعلي حوالي 2.8 ~ 3.8V). يرتبط تيار العمل بالطاقة والسطوع ، وللمصابيح LED ذات القوى المختلفة تيارات مختلفة. بشكل عام ، كلما زادت الطاقة ، كلما زاد التيار ، زاد انبعاث الضوء. جزيئات LED عالية الطاقة - 1 وات المستخدمة في إضاءة الطريق لها تيار اسمي يبلغ 350 مللي أمبير.
من خلال التحليل الهيكلي لمصابيح LED الفعلية ، يمكننا أن نرى بوضوح أن عددًا معينًا من جزيئات LED متصلة في سلسلة للحصول على سلسلة LED بجهد تشغيل 40.8V ± 2.4V ، ثم يتم توصيل سلاسل LED هذه بالتوازي للحصول على مصباح LED واحد بتيار عمل 3.5A. عند حساب الخسارة ، فإن متطلبات طاقة المصباح هي 48V / 3.5A.
2. قيادة قوة الصمام
إن خط إمداد الطاقة الحالي لمصابيح الشوارع هو تيار متناوب 220 فولت ، ويجب تنفيذ ثلاث خطوات لتقليل الجهد ، والتصحيح ، وتثبيت التيار لتوفير مصدر طاقة تيار مستمر منخفض الجهد - لمصابيح LED. أولاً ، يتم تقليل طاقة التيار المتردد 220 فولت إلى طاقة تيار متردد بجهد منخفض 48 فولت - ، ثم يتم تحويل طاقة التيار المتردد ذات الجهد المنخفض - إلى طاقة تيار مستمر بجهد منخفض - عن طريق تصحيح الجسر ، و ثم يتم تحويلها إلى مصدر تيار ثابت بواسطة منظم تبديل عالي الكفاءة - لتوفير تيار ثابت لجزيئات LED. تيار.
من أجل تقليل معدل فشل الرقاقة ، تختار معظم الشركات المصنعة مزيجًا من سلاسل أقل وأكثر توازيًا. متطلبات الجهد لمصابيح LED الحالية هي في الغالب 48 فولت. قد يكون لكل مصباح LED جهد إمداد طاقة مختلف قليلاً ومتطلبات تيار. في التطبيقات الفعلية ، يجب أن يعتمد على إجمالي اختيار قوة القيادة المناسبة للجهد و curren
