Sebagai komponen kunci darilampu jalan LED, kualitas driver LED secara langsung mempengaruhi keandalan dan stabilitas lampu secara keseluruhan. Jika driver lampu jalan LED rusak, itu akan menyebabkan efisiensi lampu yang rendah dan bahkan operasi yang tidak stabil.
Jadiapa yang dapat menyebabkan kerusakan pada driver lampu jalan LED? Kami kira-kira memiliki analisis berikut:
1. Penuaan komponen elektronik
Termasuk resistor, kapasitor, dioda, transistor, LED, konektor, IC dan perangkat lain seperti sirkuit terbuka, korsleting, burnout, kebocoran, kegagalan fungsional, parameter listrik yang tidak memenuhi syarat, kegagalan tidak stabil dan masalah kegagalan lainnya.
2. Masalah kualitas PCB
Termasuk PCB, PCBA, pembasahan yang buruk, retak, delaminasi, CAF, sirkuit terbuka, korsleting dan masalah kegagalan lainnya.
3. Disipasi panas yang buruk dari catu daya LED
Sirkuit penggerak terdiri dari komponen elektronik, dan beberapa komponen sangat sensitif terhadap suhu. Seperti kapasitor elektrolit, rumus yang berlaku untuk memperkirakan masa pakai kapasitor elektrolit adalah "setiap 10 derajat lebih rendah suhunya, masa pakainya akan berlipat ganda". Pembuangan panas yang buruk dapat sangat mempersingkat masa pakainya dan kegagalan prematur, yang menyebabkan kegagalan tegangan LED dan kegagalan lampu. Khusus untuk catu daya -in built (catu daya ditempatkan di seluruh lampu), catu daya dengan jumlah panas yang besar akan meningkatkan konduksi panas dan tekanan pembuangan panas dari seluruh lampu, suhu lampu LED akan meningkat, dan efisiensi cahaya serta masa pakainya akan sangat berkurang. Oleh karena itu, ketika merancang catu daya LED, ia harus memperhatikan masalah pembuangan panasnya sendiri. Oleh karena itu, permasalahan diatas dapat diselesaikan dengan melakukan evaluasi pada awal desain lampu dan desain power supply secara bersamaan. Dalam desain, perlu untuk mempertimbangkan secara komprehensif disipasi panas LED dan catu daya, dan mengontrol pemanasan lampu secara keseluruhan, sehingga lampu yang lebih baik dapat dirancang.
4. Masalah dalam desain catu daya
(1) Desain daya. Meskipun LED memiliki efisiensi cahaya yang tinggi, masih ada 80 persen -85 persen kehilangan panas, yang mengakibatkan kenaikan suhu 20-30K di dalam lampu. Jika suhu ruangan 25 derajat, bagian dalam lampu akan menjadi 45-55 derajat. Catu daya berada dalam lingkungan suhu tinggi untuk waktu yang lama. Untuk memastikan masa pakai, margin daya harus ditingkatkan. Umumnya, margin 1,5 hingga 2 kali dipertahankan.
(2) Pemilihan komponen. Ketika suhu internal lampu adalah 45-55 derajat, kenaikan suhu internal catu daya sekitar 20 derajat, dan suhu aksesori komponen harus mencapai 65-75 derajat. Beberapa komponen akan melayang pada suhu tinggi dan bahkan memperpendek umurnya. Oleh karena itu, komponen harus dipilih untuk penggunaan jangka panjang pada suhu yang lebih tinggi, dan perhatian khusus harus diberikan pada kapasitor dan kabel elektrolit.
(3) Desain kinerja listrik. Catu daya switching dirancang untuk parameter LED, terutama parameter arus konstan. Ukuran arus menentukan kecerahan LED. Jika kesalahan arus batch besar, kecerahan seluruh batch lampu akan tidak merata. Selain itu, perubahan suhu juga dapat menyebabkan arus keluaran catu daya bergeser. Umumnya, kesalahan batch dikendalikan dalam ±5 persen untuk memastikan kecerahan lampu konsisten, dan penurunan tegangan maju LED bias. Rentang tegangan arus konstan dari desain catu daya harus mencakup rentang tegangan LED. Ketika beberapa LED digunakan secara seri, penurunan tegangan minimum dikalikan dengan jumlah sambungan seri adalah tegangan batas bawah, dan penurunan tegangan maksimum dikalikan dengan jumlah sambungan seri adalah tegangan batas atas. Kisaran tegangan arus konstan catu daya sedikit lebih lebar dari kisaran ini. Umumnya, batas atas dan bawah diatur ke ruang kepala 1~ 2V.
(4) desain tata letak PCB. Ukuran lampu LED yang disediakan untuk catu daya kecil (kecuali catu daya eksternal), sehingga persyaratan desain PCB lebih tinggi, dan ada lebih banyak faktor yang harus dipertimbangkan. Jarak aman harus cukup, dan catu daya yang membutuhkan isolasi input dan output, sirkuit primer dan sirkuit sekunder membutuhkan tegangan penahan 1500 ~ 2500 VAC, dan jarak minimal 3 mm harus ditinggalkan pada PCB. Jika itu adalah lampu dengan cangkang logam, tata letak seluruh catu daya juga harus mempertimbangkan jarak aman antara bagian tegangan-tinggi dan cangkang. Jika tidak ada ruang untuk memastikan jarak yang aman, langkah-langkah lain harus digunakan untuk memastikan insulasi, seperti melubangi PCB, menambahkan kertas insulasi, dan memasang lem insulasi. Selain itu, tata letak papan juga harus mempertimbangkan keseimbangan panas, dan elemen pemanas harus didistribusikan secara merata dan tidak dapat ditempatkan secara terkonsentrasi untuk menghindari kenaikan suhu lokal. Jauhkan kapasitor elektrolitik dari sumber panas untuk memperlambat penuaan dan memperpanjang masa pakai.
5. Kerusakan petir
Sambaran petir merupakan fenomena alam yang umum terjadi, terutama di musim hujan. Kerusakan dan kerugian yang ditimbulkannya dihitung dalam ratusan miliar dolar setiap tahun di seluruh dunia. Sambaran petir dibagi menjadi sambaran petir langsung dan sambaran petir tidak langsung. Petir tidak langsung terutama mencakup petir konduktif dan petir induksi. Karena dampak energi yang dibawa oleh petir langsung sangat besar dan kekuatan penghancurnya sangat kuat, catu daya umum tidak dapat menahannya, jadi pembahasan utama di sini adalah jenis petir tidak langsung.
Dampak surja yang dibentuk oleh sambaran petir adalah jenis gelombang transien, yang termasuk gangguan transien, yang dapat berupa tegangan surja atau arus surja. Sepanjang saluran listrik atau jalur lain (petir yang dilakukan) atau melalui medan elektromagnetik (petir induktif) dan ditransmisikan ke saluran listrik. Bentuk gelombangnya dicirikan oleh kenaikan yang cepat terlebih dahulu dan kemudian penurunan yang lambat. Fenomena ini akan berdampak fatal pada pasokan listrik. Dampak lonjakan instan yang dihasilkannya jauh melebihi tegangan listrik perangkat elektronik biasa, dan akibat langsungnya adalah kerusakan komponen elektronik.
6. Tegangan jaringan melebihi beban daya
Ketika perkawatan cabang jaringan dari transformator yang sama terlalu panjang dan ada peralatan listrik skala besar-di cabang, ketika peralatan skala besar-mulai dan berhenti, tegangan jaringan akan berfluktuasi tajam, dan bahkan menyebabkan grid menjadi tidak stabil. Ketika tegangan grid sesaat melebihi 310 VAC, drive mungkin rusak (bahkan jika ada perangkat proteksi petir, itu tidak valid, karena perangkat proteksi petir harus berurusan dengan lonjakan pulsa puluhan mikrodetik, dan fluktuasi grid dapat mencapai puluhan milidetik, atau bahkan ratusan milidetik). Oleh karena itu, perhatian khusus harus diberikan ketika ada mesin listrik besar di jaringan listrik cabang penerangan jalan. Yang terbaik adalah memantau rentang fluktuasi jaringan listrik atau menggunakan transformator jaringan terpisah untuk memasok daya.
7. Kegagalan sambungan solder
Pengemasan daya terutama melibatkan proses koneksi antara papan PCB dan komponen, di mana sambungan solder memainkan peran penting. Fungsi utama sambungan solder adalah untuk mewujudkan sambungan mekanis dan listrik antara komponen elektronik dan substrat (papan PCB dalam catu daya LED). Kualitas sambungan solder sangat mempengaruhi keandalan perangkat. Di satu sisi, kegagalan sambungan solder berasal dari kesalahan penyolderan dalam produksi dan perakitan, seperti penjembatanan solder, penyolderan virtual, rongga, dan fenomena Manhattan. Di sisi lain, selama proses servis, ketika suhu lingkungan berubah, karena perbedaan koefisien ekspansi termal antara komponen dan papan PCB, tegangan termal dihasilkan di sambungan solder. Perubahan tegangan secara berkala akan menyebabkan kerusakan kelelahan pada sambungan solder dan pada akhirnya menyebabkan kelelahan. Batalkan.
Karena catu daya penggerak memiliki dampak yang sangat besar padalampu jalan LED, bagaimana mengatasi masalah kerusakan mudah pada catu daya penggerak LED?
Untuk mengatasi masalah tingkat kegagalan yang tinggi dan perawatan yang sulit dari catu daya penggerak LED, melalui analisis prinsip pencahayaan LED dan permintaan daya, dikombinasikan dengan situasi aplikasi aktual saat ini, kami mencoba untuk mengadopsi tegangan rendah-DC mode catu daya dalam penerangan jalan LED. Catu daya DC tidak hanya mengurangi tingkat kegagalan daya penggerak LED, tetapi juga mengurangi risiko keselamatan penerangan jalan, dan memberikan kemudahan untuk pengisian daya kendaraan listrik di masa mendatang.
Dengan perkembangan teknologi cahaya-dioda pemancar cahaya (LED), pencahayaan LED secara bertahap berkembang dari dalam ruangan ke luar ruangan. Alasan lambatnya promosi LED di bidang penerangan jalan adalah tingginya daya penerangan jalan dan lingkungan pengoperasian yang keras. Setelah periode pelacakan dan pengujian lampu jalan LED-daya tinggi, beberapa lampu LED gagal satu demi satu. Melalui analisis kegagalan, kami menemukan bahwa kerusakan catu daya penggerak LED mencapai 90 persen . Meskipun masa pakai teoritis lampu jalan LED selama 50,000 jam (13,7 tahun), masa pakai sirkuit penggeraknya relatif pendek, sekitar 12,000 jam (3 tahun) . Daya penggerak telah menjadi kelemahan yang membatasi masa pakai lampu jalan LED. Pada saat yang sama, karena kurangnya standar seragam untuk catu daya penggerak LED yang cocok dengan partikel LED, antarmuka keluaran daya penggerak yang diproduksi oleh berbagai pemasok tidak seragam, dan kualitasnya tidak merata, yang membawa ketidaknyamanan pada pemeliharaan LED. lampu jalan, dan biaya penggantian catu daya penggerak tinggi.
Masalah catu daya telah menjadi faktor penting yang mempengaruhi promosi dan penerapan lampu LED. Hanya dengan memecahkan masalah catu daya LED, penerapan lampu LED dalam penerangan jalan dapat dibuka.
1. Persyaratan partikel LED untuk catu daya
Untuk mengatasi masalah catu daya LED, kita perlu memahami prinsip kerja dasar partikel LED dan persyaratan catu dayanya.
Lampu LED yang saat ini digunakan dalam penerangan jalan memiliki struktur pemancar{{0}}cahaya keseluruhan, termasuk dua bagian: sumber cahaya LED dan sumber daya. Sumber cahaya LED adalah kombinasi dari sejumlah partikel LED berdaya tinggi-(pertama secara seri dan kemudian secara paralel) ke dalam chip yang memancarkan-keseluruhan cahaya. LED tunggal sebenarnya adalah dioda. Ketika tegangan maju tertentu diterapkan di dioda untuk menggairahkan sambungan P-N untuk menghantarkan arus, LED dapat memancarkan cahaya. Tegangan nominal satu LED adalah 3.4V±0.2V (tegangan kerja sebenarnya sekitar 2.8~3.8V). Arus kerja terkait dengan daya dan kecerahan, dan LED dengan daya yang berbeda memiliki arus yang berbeda. Secara umum, semakin tinggi daya, semakin tinggi arus, semakin banyak cahaya yang dipancarkan. Partikel LED 1W berdaya-tinggi yang digunakan dalam penerangan jalan memiliki arus nominal 350mA.
Melalui analisis struktural dari lampu LED yang sebenarnya, kita dapat dengan jelas melihat bahwa sejumlah partikel LED dihubungkan secara seri untuk mendapatkan string LED dengan tegangan kerja 40.8V±2.4V, dan kemudian string LED ini dihubungkan secara paralel. untuk mendapatkan satu lampu LED dengan arus kerja 3,5A. Menghitung kerugian, kebutuhan daya lampu adalah 48V/3.5A.
2. Daya penggerak LED
Saluran catu daya lampu jalan yang ada adalah arus bolak-balik 220V, dan tiga langkah pengurangan tegangan, penyearahan, dan stabilisasi arus harus dilakukan untuk menyediakan catu daya DC-tegangan rendah yang stabil untuk lampu LED. Pertama, daya AC 220V diturunkan menjadi daya AC tegangan rendah-48V, dan kemudian daya AC tegangan-rendah diubah menjadi daya DC tegangan-rendah dengan penyearah jembatan, dan kemudian diubah menjadi sumber arus konstan oleh regulator switching efisiensi-tinggi untuk menyediakan arus konstan untuk partikel LED. Saat ini.
Untuk mengurangi tingkat kegagalan chip, sebagian besar produsen memilih kombinasi string yang lebih sedikit dan lebih paralel. Persyaratan tegangan lampu LED yang ada sebagian besar 48V. Setiap lampu LED mungkin memiliki tegangan catu daya dan persyaratan arus yang sedikit berbeda. Dalam aplikasi yang sebenarnya, itu harus didasarkan pada keseluruhan Pilih daya penggerak yang sesuai untuk tegangan dan arus
