引言
隨著LED 效率的迅速提高、成本的不斷下降,LED 市場(chǎng)正在由手機(jī)的背光源和汽車儀表照明,以及亮度要求不高的特殊照明和景觀照明領(lǐng)域向普通白光照明領(lǐng)域擴(kuò)展。
LED 是一種固態(tài)冷光源,是繼白熾燈、熒光燈和高強(qiáng)度放電燈之后的第四代光源。它具有以下特點(diǎn):
①發(fā)光效率高,能量消耗低。由于LED 的光譜幾乎全部集中于可見光區(qū)域,效率可達(dá)到80% ~ 90%,大功率LED 照明的耗電量?jī)H為相同亮度白熾燈的10% ~20%.
②安全,環(huán)保。大功率LED 的工作電壓為3 ~4 V 的直流電,因而沒有電磁干擾。LED 產(chǎn)生的廢棄物可回收,無(wú)污染,可以安全觸摸,屬于典型的綠色照明光源。
?、蹓勖L(zhǎng),可靠性高,LED 的平均壽命長(zhǎng)達(dá)50 000 h,大功率照明LED 以其特殊的電子結(jié)構(gòu)保證其工作時(shí)有良好的穩(wěn)定性和可靠性,甚至在水下也能長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定地工作。而且它沒有傳統(tǒng)燈泡的鎢絲、玻璃殼等易損部件,維護(hù)費(fèi)用低廉。LED 的工作溫度范圍也很寬,在-40 ℃ ~85 ℃之間均能正常工作。
?、軉紊阅芎茫守S富。光色純,光線質(zhì)量高,單一顏色LED 的光譜狹窄,譜線單一,集中在可見光波段。
?、蒹w積小,重量輕,可以靈活地排列搭配使用。
⑥響應(yīng)時(shí)間短,LED 的響應(yīng)時(shí)間只有數(shù)十納秒。
近年來(lái),LED 以其環(huán)保、發(fā)光高效的特點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用,尤其在照明方面應(yīng)用越來(lái)越廣泛。就目前的發(fā)展來(lái)看,大家最為關(guān)心的是燈的壽命問題,而現(xiàn)在無(wú)論是燈使用者還是生產(chǎn)廠都看到,燈的壽命取決于驅(qū)動(dòng)電源, 99%以上的燈故障都是由于驅(qū)動(dòng)電源引起的,LED 的壽命長(zhǎng)達(dá)50 000 h,但與之配套的驅(qū)動(dòng)電源的壽命僅為10 000 h.所以LED 燈照明裝置能否應(yīng)用推廣的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一是其驅(qū)動(dòng)電源問題,筆者就提高大功率( 100 ~ 200 W) 驅(qū)動(dòng)電源的可靠性從如下兩大方面進(jìn)行了探討。
1 防水及降溫處理
大功率LED 燈一般安裝在室外,風(fēng)吹雨淋自然難免,做好防水工作是關(guān)鍵所在。目前大家通用的方式是灌膠,而膠導(dǎo)熱系數(shù)的差異直接影響電源的散熱效果,最終影響壽命。
?。?1) 選擇符合高耐寒要求的膠,防止在超低溫下膠體開裂等失效現(xiàn)象,要考慮灌注膠溫度對(duì)器件性能的影響,不能選用灌注溫度過高的膠,灌注溫度應(yīng)低于150 ℃,選用- 40 ~ + 150 ℃的高品質(zhì)膠。
?。?2) 膠體的電氣絕緣性能等級(jí)要符合要求。
( 3) 灌膠導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)驅(qū)動(dòng)電源散熱影響情況,由于電源的殼體結(jié)構(gòu)已經(jīng)確定,因此驅(qū)動(dòng)電源的散熱主要通過膠體傳導(dǎo),將熱量傳導(dǎo)到殼體,而后通過對(duì)流散熱。表1 是導(dǎo)熱系數(shù)不同的膠體的電源器件和殼體溫度情況( 輸入電壓~ 100 V,輸出48 V/3 A,環(huán)境溫度25 ℃) .
表1 不同導(dǎo)熱系數(shù)的膠體對(duì)溫度的影響
通過比較可知良好的導(dǎo)熱系數(shù)可以降低電子器件的溫升,進(jìn)而能夠提高器件使用壽命,增加LED 驅(qū)動(dòng)電源的可靠性。
?。?4) 選用具有較高阻燃性能的灌膠,如果LED 燈電源在使用時(shí)發(fā)生火災(zāi),將會(huì)造成生命和財(cái)產(chǎn)安全問題。
?。?5) 膠體的固化收縮率對(duì)電源器件會(huì)產(chǎn)生很大影響,固化收縮率過大的膠將導(dǎo)致元器件連接應(yīng)力的過大,導(dǎo)致器件變形甚至損壞。因此要選用收縮率較小的膠體,通常選用固化收縮率小于0. 1%的膠體。
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