Knowledge

پذیرش گسترده فناوری LED انقلابی در نورپردازی در فضای باز ایجاد کرده است و در مقایسه با سیستم‌های معمولی نور خیابانی، بهره‌وری انرژی و طول عمر بی‌سابقه‌ای را ارائه می‌دهد. از گذرگاه‌های شلوغ شهری گرفته تا جاده‌های حومه‌ای آرام، درخشش خاص چراغ‌های خیابانی مدرن به‌طور فزاینده‌ای با LED تامین می‌شود. با این حال، یک معیار عملکرد حیاتی-نگهداری شار نوری، یا واپاشی نوری معکوس آن-مقدار واقعی و عمر مفید این تاسیسات را تعیین می‌کند. درک اینکه چه عواملی بر میزان پوسیدگی نور تأثیر می‌گذارند برای شهرداری‌ها، طراحان و مهندسان ضروری است تا اطمینان حاصل کنند که یک چراغ خیابان رضایت‌بخش امروز، فردا به یک وسیله کم نور و ناکارآمد تبدیل نمی‌شود. این کاوش فراتر از سطح چراغ خیابانی led می پردازد تا اصول علمی و مهندسی حاکم بر عملکرد بلند مدت آن را بررسی کند.

از درخشش رشته ای تا دقت نیمه هادی: تغییر هسته

برای درک عوامل پشت فروپاشی LED، ابتدا باید آن را با پیشینیان خود مقایسه کنید. نور یک چراغ خیابانی به سبک قدیمی، مانند سدیم- یا متال هالید با فشار بالا، عمدتاً از طریق فرسودگی رشته، تخلیه گاز یا سیاه شدن لوله کمان کاهش می یابد. شکست اغلب ناگهانی بود. در مقابل، یک فانوس خیابانی LED کاهش تدریجی لومن را تجربه می کند، جایی که خروجی نور به آرامی در طول زمان کاهش می یابد. این فرآیند ذاتی نورپردازی حالت جامد است، اما با شرایط خاص به شدت تسریع یا کاهش می یابد. بنابراین، این سؤال که چه عواملی بر میزان فروپاشی نور تأثیر می‌گذارند، برای دستیابی به طول عمر وعده داده شده 50000 ساعت یا 100000 ساعت چراغ‌های LED جدید خیابان محور است.

قلب موضوع: فاکتورهای اصلی تراشه LED

ریشه همه پوسیدگی های نورانی، خود تراشه LED است. کیفیت و عملکرد آن مبنایی برای طول عمر است.

مواد و کیفیت تراشه: عنصر پایه ویفر همپای نیمه هادی است. مواد-با خلوص بالا از تولیدکنندگان معتبر، شبکه کریستالی پایدار را تضمین می‌کنند و عیوب را به حداقل می‌رسانند که بازترکیب غیر تشعشعی- را تسریع می‌کنند که به جای نور، گرما تولید می‌کند. تراشه های نامرغوب یا بازیافت شده، که اغلب در وسایل کم هزینه یافت می شوند، حاوی عیوب هستند که منجر به پوسیدگی سریع و غیرقابل برگشت می شود. پوشش فسفری که نور آبی را به سفید تبدیل می کند به همان اندازه مهم است. فسفرهای با کیفیت پایین-در تنش حرارتی و نوری سریع‌تر تجزیه می‌شوند.

چگالی توان تراشه: کارکردن یک تراشه در محدوده آن پیامدهای مستقیم دارد. یک چراغ خیابانی led 25 واتی جمع و جور با یک تراشه با اندازه ضعیف ممکن است چگالی توان بالاتری را نسبت به یک چراغ خیابانی 150 واتی LED با یک آرایه تراشه به اندازه کافی بزرگ داشته باشد. چگالی توان بالاتر به تولید گرمای بیشتر در منبع منجر می‌شود که مستقیماً روند پیری لایه‌های نیمه‌رسانا و فسفر را تسریع می‌کند.

برند و فرآیند تولید: تولیدکنندگان پیشرو تراشه سرمایه گذاری زیادی روی ساختارهای پیشرفته، فرمول های اختصاصی فسفر و پوشش های محافظی که در برابر پیری مقاومت می کنند، سرمایه گذاری می کنند. یک پروژه تجاری چراغ‌های خیابانی LED با استفاده از این تراشه‌های ممتاز، نرخ پوسیدگی بسیار کندتری را در مقایسه با پروژه‌ای که بدون نام جایگزین می‌کند، نشان می‌دهد، حتی اگر روشنایی اولیه مشابه به نظر برسد.

چالش پارامونت: مدیریت حرارتی

اگر تراشه قلب باشد، مدیریت حرارتی سیستم گردش خون است. برای نورپردازی در فضای باز رو به آفتاب، باران و دمای نوسان محیط، این ضریب تاثیر TOP 1 است.

طراحی و جنس هیت سینک: نقش اصلی هیت سینک هدایت گرما از محل اتصال LED است. یک پروژه چراغ های خیابانی شهری باید وسایلی را با هیت سینک های آلیاژ آلومینیوم اکسترود شده (مثلاً 6063) مشخص کند که دارای ساختارهای باله ای بهینه شده باشد. یک محفظه جامد سنگین اما با طراحی ضعیف به عنوان یک تله گرما عمل می کند، نه یک پراکنده.

دمای اتصال (Tj): این مهمترین پارامتر تکی است. هر صفحه داده LED یک منحنی استهلاک نور نسبت به Tj را مشخص می کند. با افزایش Tj، پوسیدگی به طور تصاعدی شتاب می گیرد. به عنوان مثال، کارکردن یک تراشه در دمای 105 درجه در مقابل 85 درجه می تواند عمر مفید آن را به نصف کاهش دهد. مسیرهای حرارتی مقاوم از تراشه به محیط برای داشتن یک چراغ خیابانی بادوام قابل مذاکره نیست.

طراحی حرارتی داخلی: حرارت نباید راکد شود. چیدمان در چراغ خیابان LED بسیار مهم است. درایور، یک منبع گرمای قابل توجه، باید دور از ماژول LED قرار گیرد تا از گرم شدن متقابل جلوگیری شود. در محفظه چراغ‌های خیابانی هوشمند مهر و موم شده، این جفت حرارتی داخلی اگر به دقت مهندسی نشود، می‌تواند یک نقطه شکست بزرگ باشد.

The Unsung Hero: منبع تغذیه درایو LED

اغلب نادیده گرفته می شود، راننده دومین عامل مهمی است که بر پوسیدگی تأثیر می گذارد. این سیستم حیات الکتریکی LED ها را کنترل می کند.

ثبات و کیفیت جریان: LED ها برای عملکرد پایدار نیاز به جریان ثابت دارند. یک درایور با کیفیت پایین- با موج جریان بیش از حد یا که به تراشه اجازه می دهد تا جریان اضافه را تحت فشار الکتریکی قرار دهد و به سرعت اتصال PN را تخریب کند. برای هر سیستم روشنایی خیابانی شهری قابل اعتماد، یک راننده-با کارایی بالا و ثابت- ضروری است.

ولتاژ و حفاظت از محیط زیست: وسایل فضای باز در معرض افزایش ولتاژ شبکه و نوسانات ناشی از صاعقه- قرار دارند. درایوری که فاقد حفاظت کافی است (به عنوان مثال، IEEE/ANSI C62.41 کلاس 4 یا بالاتر) می‌تواند آسیب‌های آنی را ایجاد کند که باعث خرابی فاجعه‌بار یا پوسیدگی سریع در آرایه LED شود. این امر به ویژه برای لامپ خیابان ال ای دی القایی یا هر وسیله ای در مناطق مستعد طوفان بسیار حیاتی است.

ساخت و مونتاژ: بسته بندی و فرآیند

نحوه بسته بندی تراشه در یک LED قابل استفاده و سپس مونتاژ بر روی تخته به شدت بر انعطاف پذیری آن تأثیر می گذارد.

کپسوله سازی و یکپارچگی فسفر: پوشش سیلیکونی و لایه فسفر باید سال ها در برابر اشعه UV و چرخه حرارتی مقاومت کند. سیلیکون پایین‌تر زرد و تیره می‌شود و خروجی نور را مسدود می‌کند-که نوعی پوسیدگی ظاهری است. فسفر با پیوند ضعیف می تواند جدا شود یا از نظر حرارتی خاموش شود و منجر به تغییر رنگ دائمی و از دست دادن لومن شود.

کیفیت لحیم کاری و PCB: یکپارچگی حرارتی و الکتریکی در سطح برد بسیار مهم است. اتصالات لحیم سرد نقاط مقاومتی{1} بالا ایجاد می کنند که LED های جداگانه را بیش از حد گرم می کنند. یک PCB FR4 مقاوم در برابر دمای بالا، عملکرد پایدار را تضمین می‌کند، در حالی که یک بستر ارزان می‌تواند زیر گرمای یک چراغ خیابانی LED 200 واتی لایه لایه شود یا کربن شود و باعث خرابی موضعی شود.

میدان نبرد: عوامل محیطی خارجی

زمینه نصب یک زمین آزمایش بی امان است. اینکه چه عواملی بر میزان فروپاشی نور از بیرون تأثیر می‌گذارد، یک ملاحظات کلیدی برای عملکرد بلندمدت-است.

دمای محیط و بارگذاری خورشیدی: تجهیزات نصب شده در آب و هوای بیابانی ذاتاً گرمتر از یک دستگاه در یک منطقه معتدل خواهد بود و تمام فرآیندهای فروپاشی مرتبط با حرارت را تسریع می کند. آفتاب مستقیم بعد از ظهر می تواند یک محفظه کلاسیک نور خیابانی ایجاد کند و دمای داخلی را به طور چشمگیری افزایش دهد.

رطوبت، خوردگی و قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش: محیط های ساحلی نور فضای باز را در معرض اسپری نمک قرار می دهند، در حالی که همه وسایل با باران و رطوبت مواجه هستند. رتبه بندی حفاظت از ورود (IP) بسیار مهم است. به طور همزمان، اشعه ماوراء بنفش خورشیدی به پلاستیک‌ها و لنزهای خارجی حمله می‌کند و اگر به درستی فیلتر نشوند، می‌تواند برای تخریب مواد داخلی نفوذ کند.

آلودگی: گرد و غبار، آلودگی و رسوبات آلی ناشی از حشرات یا پرندگان در سطح نوری جمع می شوند. برای یک چراغ خیابانی 70 واتی، این لایه کثیفی می تواند خروجی نور موثر را تا 20% یا بیشتر کاهش دهد-که یک شکل کاملاً برگشت پذیر از پوسیدگی است، اما فقط با تعمیر و نگهداری منظم.

پارامترهای عملیاتی و الکتریکی

نحوه عملکرد دستگاه، مسیر فروپاشی آن را تعیین می کند.

کاهش جریان درایو: کارکردن یک LED کمتر از حداکثر جریان نامی آن تنها موثرترین استراتژی الکترونیکی برای به حداقل رساندن پوسیدگی است. یک چراغ خیابانی با قدرت 50 وات که با 90 درصد ظرفیت خود رانده می شود، به طور قابل توجهی عمر طولانی تری نسبت به چراغ 100 درصدی دارد. دستیابی به حداکثر لومن اولیه اغلب پایداری طولانی مدت را قربانی می کند.

چرخه‌های روشن و سوختن{0}}: در حالی که LED‌ها در تعویض مکرر در مقایسه با فناوری‌های قدیمی لامپ‌های خیابانی برتری دارند، هر چرخه برق استرس حرارتی و الکتریکی جزئی ایجاد می‌کند. وسایل طراحی شده برای استفاده از غروب-تا-عملکرد در مقابل حرکت-برنامه های لامپ ال ای دی القایی القایی خیابانی فعال، با پروفایل های استرس متفاوتی روبرو هستند.

مواد کمکی و یکپارچه سازی سیستم

هر جزء در مسیر نور و مونتاژ نقشی دارد.

مواد نوری: عدسی یا پوشش باید ضریب انتقال بالایی داشته باشد. پلی کربنات یا شیشه با تثبیت کننده های UV در برابر زرد شدن مقاومت می کند. لنز یک چراغ خیابانی 120 واتی باید به اندازه اجزای داخلی بادوام باشد تا از پوسیدگی ظاهری جلوگیری کند.

یکپارچگی مکانیکی و شیمیایی: واشرها، مهر و موم‌ها و پوشش‌ها باید برای پایدار نگه داشتن محیط داخلی پایدار باشند و از الکترونیک حساس و اپتیک در برابر عناصری که به سرعت نور معمولی خیابان را تخریب می‌کنند، محافظت کنند.

کمی کردن زوال: استانداردها و معیارها

صنعت پوسیدگی را از طریق سطح تعمیر و نگهداری "L" اندازه گیری می کند. رتبه L70-زمان کاهش خروجی نور به 70 درصد اولیه- استاندارد است. یک چراغ خیابانی 100 واتی با کیفیت بالا باید L70 50،{10}} ساعت ارائه دهد. L80 دقیق تر (80٪ تعمیر و نگهداری) نشانه طراحی برتر است که اغلب در سیستم های چراغ های خیابانی هوشمند ممتاز دیده می شود. بسیار مهم است که بین پوسیدگی برگشت ناپذیر (از پیری تراشه/فسفر) و پوسیدگی برگشت پذیر (از خاک یا دمای محیط بالا) تمایز قائل شویم، که دومی از طریق تعمیر و نگهداری یا هوای خنک تر قابل اصلاح است.

نتیجه گیری: یک الزام مهندسی کل نگر

عوامل مؤثر بر فروپاشی نورانی عمیقاً به هم مرتبط هستند. یک تراشه ممتاز را می توان با یک هیت سینک ضعیف بازگرداند. یک طراحی حرارتی عالی می تواند توسط یک درایور غیر استاندارد به خطر بیفتد. و حتی بهترین- چراغ خیابانی 150 واتی مهندسی شده توسط یک محیط نصب خصمانه می‌تواند زودتر از موعد قدیمی شود. بنابراین، انتخاب یک چراغ خیابانی با کارایی بالا، صرفاً در مورد مقایسه خروجی لومن اولیه یا معادل وات با چراغ‌های خیابانی سبک قدیمی نیست. این نیاز به یک ارزیابی کل نگر از کل سیستم-از ویفر نیمه هادی تا نرم افزار سیستم در چراغ های خیابانی هوشمند دارد. با پرداختن جامع به عواملی که بر میزان پوسیدگی نور تأثیر می‌گذارند، مشخص‌کننده‌ها می‌توانند اطمینان حاصل کنند که چراغ‌های خیابانی شهر ما برای دهه‌ها روشنایی ایمن، کارآمد و قابل اطمینان را ارائه می‌کنند و واقعاً به وعده‌های فناوری LED عمل می‌کنند. آینده چراغ‌های خیابانی شهرداری نه تنها در کنترل‌های هوشمند، بلکه در طراحی‌های اساسی بادوام است که در برابر پیشرفت بی‌امان پوسیدگی مقاومت می‌کنند.

 

 

برای سوالات بیشتر، لطفا از وب سایت ما دیدن کنیدwww.nszlamp.com

ایمیل بهsales@nszlamp.com

تماس بگیرید:+86 199 0658 5812 / +86 190 4568 8355 / +86(0574) 65358138

برنامه چیست:+86 199 0658 5812 / +86 190 4568 8355