《電子技術(shù)應(yīng)用》
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LED護(hù)欄管可靠性問題及其解決方案[經(jīng)驗(yàn)交流]
摘要: 本文將從幾個方面來介紹護(hù)欄管的可靠性問題以及針對這些問題的解決方案,,希望能給護(hù)攔管廠家,,燈光工程公司及業(yè)主一些有價(jià)值的參考和借鑒,,并扭轉(zhuǎn)人們對LED護(hù)欄管的壞印象,,重新塑造它良好的真實(shí)形象。
關(guān)鍵詞: LED護(hù)欄管 LED 結(jié)溫
Abstract:
Key words :

  一,、概述

  LED照明正越來越受到市場的追捧,,現(xiàn)在城市的亮化工程已基本淘汰了霓虹燈而選用LED燈來制作,其中護(hù)欄管的應(yīng)用尤其廣泛,。

  但是自護(hù)攔管誕生起就伴隨著各種各樣的質(zhì)量問題,,這其中除了政府和其他業(yè)主的低價(jià)中標(biāo)策略外,制作者在元器件的選取以及電路的設(shè)計(jì)等基礎(chǔ)面上就缺乏系統(tǒng)的理解,,在理論和實(shí)踐上都沒有解決好護(hù)欄管的質(zhì)量問題,,也缺乏良好的施工和驗(yàn)收的嚴(yán)格監(jiān)管體制,從業(yè)廠家不注重開發(fā),只會低價(jià)競爭而導(dǎo)致市場上護(hù)攔管質(zhì)量普遍低劣,,嚴(yán)重?cái)牧?a class="innerlink" href="http://wldgj.com/tags/LED護(hù)欄管" title="LED護(hù)欄管" target="_blank">LED護(hù)欄管的聲譽(yù),。

  目前國內(nèi)絕大多數(shù)LED護(hù)欄管廠家積累的經(jīng)驗(yàn)太少,沒有投入研發(fā)力量就是一個重要的因素,,很多都是家庭作坊在粗制爛造,。本文將從幾個方面來介紹護(hù)欄管的可靠性問題以及針對這些問題的解決方案,希望能給護(hù)攔管廠家,,燈光工程公司及業(yè)主一些有價(jià)值的參考和借鑒,,并扭轉(zhuǎn)人們對LED護(hù)欄管的壞印象,重新塑造它良好的真實(shí)形象,。

  二,、護(hù)欄管的用途

  LED護(hù)欄燈廣泛用于立交橋、河道,、公路,、花園、樓房建筑輪廓,、大型廣告招牌,、人行天橋、舞廳,、酒吧,、卡拉OK廳等場合,是美化裝飾城市環(huán)境的理想選擇,。護(hù)欄管的長度一般根據(jù)用戶的要求決定,。

  三、護(hù)欄管的技術(shù)參數(shù)

  LED護(hù)欄燈有單色,、雙色,、七彩等顏色,通過微電腦或電路控制,,可以實(shí)現(xiàn)漸變,、跳變,、色彩閃爍,、隨機(jī)閃爍、漸變交替,、跑動追逐,、定色等各種色彩艷麗的變化效果,可獨(dú)立配置每種花樣的運(yùn)行參數(shù),,編輯自動運(yùn)行模式,,選擇指定的花樣。可以同時(shí)控制幾十至幾千條LED護(hù)欄燈管的亮滅,,自動存儲設(shè)置參數(shù),,預(yù)置參數(shù)重新裝入等功能。 一般護(hù)欄管一根內(nèi)的LED顆數(shù)是:96粒/108粒/144粒,。目前外形以D形管為主,。使用電壓:直流12V/24V/36V和交流220V。

  四,、護(hù)欄管元器件的選擇

  1,、光珠:

  LED光珠肯定是護(hù)欄管中最重要的器件,也價(jià)值最高,。LED光珠必須選用正規(guī)大廠的產(chǎn)品,。就我們的經(jīng)驗(yàn),選用12微米或以上的芯片,,肯定強(qiáng)于9微米的芯片,,這主要還在于散熱要良好些,在光衰和可靠性方面就要好得多,,只是一般的用戶對它無法檢測,。

  2、電源:

  護(hù)欄管的供電有兩種方式:220V的高壓和48V以下的低壓,。220V直接供電是一種危險(xiǎn)而又不經(jīng)濟(jì)的方式,,低質(zhì)的做法是用電容或電阻降壓后供給。這種方式首先是安全性就存在很大的問題,;其次是太耗電并對電網(wǎng)有極大的損害,,供電部門是堅(jiān)決反對的。我們遇到多個實(shí)例,,LED確實(shí)是省電但制作出來卻耗電驚人,。如四川宜賓某大橋需要護(hù)欄管一千多米,有人低價(jià)供貨后安裝通電,,不到半小時(shí)險(xiǎn)些造成全城供電線路的崩潰,,供電局被迫對該線路全線停電。技術(shù)人員應(yīng)邀到現(xiàn)場幫助分析原因,,發(fā)現(xiàn)每根護(hù)欄管使用了一支2.2μ的電容,,實(shí)測其功耗超過38瓦,和其原先報(bào)上去的LED的耗電7瓦多出了5倍還要多,。

  最要命的還是:由于突然在線路上加接了大量的容性負(fù)載,,使供電線路失配形成了自激震蕩,幸虧值班人員處置得當(dāng)否則就可能出大事故,。所以我們強(qiáng)烈呼吁護(hù)欄管的供電不要使用電容降壓方式,。那么什么方式最好呢,?經(jīng)過理論推演和實(shí)際測試,我們認(rèn)為用36V以下的直流供電是最佳方式值得推薦,,直流電壓的獲得最好就用開關(guān)電源,,考慮到成本和線路的損耗采用分段供電的方式即可。當(dāng)然也有用變壓器通過變換的方式把交流220V的高壓轉(zhuǎn)換成交流30V的低壓來用的,,這種方式的效率要低些,,如果不加穩(wěn)壓對光珠容易造成傷害,而且隨著資源的緊缺有色金屬也是越來越昂貴,,不是發(fā)展的方向,。

  3、控制方式:

  護(hù)欄管一般是單色常亮和七彩變化的亮燈形式,。七彩變化簡單的控制方法常用CD4060加三極管或是CD4060加CD40174,,頻率時(shí)序用電網(wǎng)的50Hz。

  我們還是推薦用單片機(jī)程序的方式要好些,,與電網(wǎng)無關(guān),。根據(jù)我們制作經(jīng)驗(yàn),用單片機(jī)加595電路用串口形式接線最少,,成本較低,,而且使用靈活。目前我們新推出的微型護(hù)欄管電源效果還不錯,,成本,、可靠性、電磁兼容性等問題都解決得較好,,每根護(hù)欄管一個,,能解決常亮形式的護(hù)欄管電源問題。線路上傳輸?shù)氖?20V電壓,,電源的效率高,。

  五、LED護(hù)攔管需要解決的可靠性問題

  1,、防水

  LED護(hù)欄管一般是在外罩接口處用熱熔膠或硅膠密封,,內(nèi)部LED、電路板都是裸露的,,由于晝夜溫差大,,外罩的端頭與外罩熱脹冷縮不同,導(dǎo)致熱熔膠或硅膠密封處出現(xiàn)縫隙,,下雨后雨水滲進(jìn)內(nèi)部,,造成電路短路而燒毀LED,。要解決這個問題,,一定要求對內(nèi)部電路和LED進(jìn)行灌膠處理,。接頭單用熱熔膠或硅膠密封固然簡單,但可靠性達(dá)不到在戶外大規(guī)模應(yīng)用的要求,。

  另一個就是電氣連接的接頭問題,。很多廠家為了便宜往往選擇塑膠接頭,或者選擇質(zhì)量較差的金屬接頭,,短時(shí)間的測試和使用,,塑膠還沒有變形,防水是沒有問題,,但是經(jīng)過太陽的照射和晝夜溫差變化,,四季氣候變化,塑膠就會變形,,從而導(dǎo)致防水膠圈失效,,雨水滲進(jìn)接頭內(nèi)部導(dǎo)致電器短路,特別在帶電狀態(tài),,電線的腐蝕比不帶電狀態(tài)下高好幾個數(shù)量級,。較差的金屬接頭的價(jià)格和合格品相比要差很多倍。

  2,、防紫外線

  LED護(hù)欄管由于要求混光防雨,,外面都會有外罩,外罩的材料選擇是很多不規(guī)范公司降低成本的又一個手段,,質(zhì)量好的產(chǎn)品都會使用增加了抗紫外線的材料,,如GE, 拜爾等材料,,而質(zhì)量不好的LED護(hù)欄管很多使用混合了水口料的材料,,談不上抗紫外線,太陽光比較大的地方,,不到一個月,,外罩就變成黃色的了,從而出光效果變差,,透光率也大大減小,。

  3、防熱脹冷縮及內(nèi)應(yīng)力造成開裂

  這是外罩的問題,,如果選擇的是帶水口料的材料,,材料內(nèi)應(yīng)力很難去除,導(dǎo)致外罩容易開裂,。即使選擇比較好的材料,,如果設(shè)計(jì),生產(chǎn)工藝不合理,,也會產(chǎn)生很多內(nèi)應(yīng)力,,有經(jīng)驗(yàn)的公司都會在注塑時(shí)選擇恒溫保護(hù),,盡量減少內(nèi)應(yīng)力,并采用很多物理的辦法來消除內(nèi)應(yīng)力,。LED護(hù)欄管一般工作在室外,,由于溫差的影響,其熱脹冷縮是外罩開裂的主要原因,,目前比較好的解決方法就是選用熱脹冷縮系數(shù)最小的材料來制作,。

  4、線損

  有色金屬漲價(jià)很多,,采用劣質(zhì)材料和減小線徑是一些廠家節(jié)省成本的方法,,大家都知道,一般好的生產(chǎn)廠家都會在內(nèi)部使用1mm2以上的導(dǎo)線,,而且導(dǎo)線材料使用的是符合國標(biāo)的產(chǎn)品,。

  如果導(dǎo)線面積不夠或材料的雜質(zhì)太多,電阻值就較大,,前面的護(hù)欄管和后面的護(hù)欄管就有較大的電壓差,,為了讓后面的LED也能正常工作,就需要增加輸入電壓,,這樣無形中就增加了功耗,,很多電能不是用于驅(qū)動驅(qū)動LED,而是浪費(fèi)在導(dǎo)線和恒流芯片上,。一般來說如果設(shè)計(jì)的產(chǎn)品前后電壓超過15%,,問題就很嚴(yán)重了,因?yàn)楝F(xiàn)在通用的恒流芯片都是有功耗要求的,,電壓高功耗就大,,如果功耗太大,熱量散不出去就會導(dǎo)致芯片燒毀,。這就是為什么很多級連的LED護(hù)欄管都是前面損壞得多的原因了,。

  5、散熱

  這不僅體現(xiàn)的是成本問題,,更多是體現(xiàn)一個企業(yè)的技術(shù)實(shí)力,。一般LED護(hù)欄管外罩和低座完全是一體的,都是塑膠材料,。當(dāng)LED排布很密時(shí),,在通電熱平衡后,LED的結(jié)溫已經(jīng)很高了,,就將造成LED的壽命急劇減少,。實(shí)力強(qiáng)的LED護(hù)欄管公司肯定會有熱設(shè)計(jì)人員,在設(shè)計(jì)護(hù)欄管外罩時(shí)就會想法把LED的熱量和恒流芯片的熱量有效的傳導(dǎo)到大氣中去,。底座使用鋁材是比較好的解決方法,,鋁的導(dǎo)熱系數(shù)高,,能夠?qū)?nèi)部熱量導(dǎo)出。另外在設(shè)計(jì)時(shí)也要盡量將PCB靠近鋁底座,,最好是在注塑時(shí)鋁底座就一起壓制在里面不存在防水問題,。

  6,、灌封膠的選用

  合格的灌封膠應(yīng)具有以下的特點(diǎn):

 ?、拧⒄辰恿γ芊庑阅軓?qiáng),,能提高產(chǎn)品的粘接性能,。

  ⑵,、對pc管無腐蝕和改性:市場上的有些膠水,在使用后可能改變pc管的分子結(jié)構(gòu),大大削弱了pc管的硬度和抗外力性能,容易變脆,、開裂,從而縮短護(hù)欄燈的壽命,。

 ?、恰h(huán)保無毒無害,。滿足目前出口電子產(chǎn)品對產(chǎn)品的環(huán)保要求越來越嚴(yán)格的趨勢,。

  ⑷,、粘度適中,。防止在粘接過程中有流淌的現(xiàn)象,從而影響密封效果,。

 ?、伞⒖估匣阅軆?yōu)良,,長久使用本身不會變色或造成燈管變色,。

  ⑹,、耐溫性能穩(wěn)定,。能保證產(chǎn)品的耐溫性能,能解決長期在北方寒冷的天氣和南方濕熱的環(huán)境下使用時(shí)的脫落問題,。

 ?、恕⒁袃?yōu)良的導(dǎo)熱性能,,能夠把光珠或電路上的熱量傳導(dǎo)出去,。

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