¿Qué causa el daño del sistema de alumbrado público LED?

Como componente clave de farolas LED , la calidad de los controladores LED afecta directamente la confiabilidad y estabilidad de las lámparas en general. Si el controlador de la farola LED está dañado, se producirá una baja eficiencia de la lámpara e incluso un funcionamiento inestable. 

Así que ¿Qué puede causar daños al controlador de farola LED? A grandes rasgos tenemos el siguiente análisis.:

1. Envejecimiento de componentes electrónicos.

Incluyendo resistencias, condensadores, diodos, transistores, LED, conectores, circuitos integrados y otros dispositivos como circuitos abiertos, cortocircuitos, quemaduras, fugas, fallas funcionales, parámetros eléctricos no calificados, fallas inestables y otros problemas de fallas.

2. Problemas de calidad de PCB

Incluyendo PCB, PCBA, mala humectación, agrietamiento, delaminación, CAF, circuito abierto, cortocircuito y otros problemas de falla.

3. Mala disipación de calor de la fuente de alimentación del LED.

El circuito de conducción está compuesto por componentes electrónicos y algunos componentes son muy sensibles a la temperatura. Como los condensadores electrolíticos, la fórmula predominante para estimar la vida útil de los condensadores electrolíticos es "cada 10 grados menos de temperatura, la vida se duplicará". Una mala disipación de calor puede acortar en gran medida su vida útil y provocar fallos prematuros, lo que provocará fallos de voltaje del LED y fallos de la lámpara. Especialmente para la fuente de alimentación incorporada (la fuente de alimentación colocada en toda la lámpara), una fuente de alimentación con una gran cantidad de calor aumentará la conducción de calor y la presión de disipación de calor de toda la lámpara, la temperatura del LED aumentará, y su eficiencia lumínica y su vida útil se reducirán considerablemente. Por lo tanto, al diseñar la fuente de alimentación LED, se debe prestar atención a su propio problema de disipación de calor. Por lo tanto, los problemas anteriores se pueden resolver realizando la evaluación al inicio del diseño de la lámpara y el diseño de la fuente de alimentación simultáneamente. En el diseño, es necesario considerar exhaustivamente la disipación de calor del LED y la fuente de alimentación, y controlar el calentamiento de la lámpara en su conjunto, para poder diseñar una mejor lámpara.

4. Problemas en el diseño de la fuente de alimentación.

(1) Diseño de energía. Aunque el LED tiene una alta eficiencia luminosa, todavía hay una pérdida de calor del 80%-85%, lo que resulta en un aumento de temperatura de 20-30K dentro de la lámpara. Si la temperatura ambiente es de 25 ℃, el interior de la lámpara estará a 45-55 ℃. La fuente de alimentación permanece en un ambiente de alta temperatura durante mucho tiempo. Para garantizar la vida útil, se debe aumentar el margen de potencia. Generalmente se mantiene un margen de 1,5 a 2 veces.

(2) Selección de componentes. Cuando la temperatura interna de la lámpara es de 45 a 55 ℃, el aumento de temperatura interna de la fuente de alimentación es de aproximadamente 20 ℃ y la temperatura de los componentes accesorios debe alcanzar 65 a 75 ℃. Algunos componentes se desviarán a altas temperaturas e incluso acortarán su vida útil. Por lo tanto, los componentes deben seleccionarse para un uso prolongado a temperaturas más altas y se debe prestar especial atención a los condensadores y cables electrolíticos.

(3) Diseño de desempeño eléctrico. La fuente de alimentación conmutada está diseñada para parámetros LED, principalmente parámetros de corriente constante. El tamaño de la corriente determina el brillo del LED. Si el error actual del lote es grande, el brillo de todo el lote de luces será desigual. Además, los cambios de temperatura también pueden hacer que cambie la corriente de salida de la fuente de alimentación. Generalmente, el error del lote se controla dentro de ±5% para garantizar que el brillo de la lámpara sea constante y que la caída de tensión directa del LED esté polarizada. El rango de voltaje de corriente constante del diseño de la fuente de alimentación debe incluir el rango de voltaje del LED. Cuando se utilizan varios LED en serie, la caída de voltaje mínima multiplicada por el número de conexiones en serie es el voltaje límite inferior, y la caída de voltaje máxima multiplicada por el número de conexiones en serie es el voltaje límite superior. El rango de voltaje de corriente constante de la fuente de alimentación es ligeramente más amplio que este rango. Generalmente, los límites superior e inferior se establecen en un espacio libre de 1~2 V.

(4) Diseño de disposición de PCB. El tamaño de las lámparas LED reservadas para la fuente de alimentación es pequeño (a menos que la fuente de alimentación sea externa), por lo que los requisitos de diseño de la PCB son mayores y hay más factores a considerar. La distancia de seguridad debe ser suficiente, y la fuente de alimentación que requiere aislamiento de entrada y salida, el circuito primario y el circuito secundario requieren una tensión soportada de 1500 ~ 2500 VAC, y se debe dejar una distancia de al menos 3 mm en la PCB. Si se trata de una lámpara con carcasa metálica, el diseño de toda la fuente de alimentación también debe considerar la distancia segura entre la parte de alto voltaje y la carcasa. Si no hay espacio para garantizar una distancia segura, se deben utilizar otras medidas para garantizar el aislamiento, como perforar agujeros en la PCB, agregar papel aislante y colocar pegamento aislante. Además, la disposición del tablero también debe considerar el equilibrio térmico, y los elementos calefactores deben distribuirse uniformemente y no pueden colocarse de manera concentrada para evitar el aumento de temperatura local. Mantenga el condensador electrolítico alejado de la fuente de calor para ralentizar el envejecimiento y prolongar la vida útil.

5. Daños por rayos

La caída de rayos es un fenómeno natural común, especialmente en la temporada de lluvias. Los daños y pérdidas que provoca se calculan en cientos de miles de millones de dólares cada año en todo el mundo. Los rayos se dividen en rayos directos y rayos indirectos. Los rayos indirectos incluyen principalmente rayos conductivos y rayos inducidos. Dado que el impacto energético provocado por los rayos directos es muy grande y su poder destructivo es extremadamente fuerte, el suministro de energía general no puede resistirlo, por lo que la discusión principal aquí es el tipo de rayos indirectos.

La sobretensión formada por la caída de un rayo es un tipo de onda transitoria, que pertenece a la interferencia transitoria, que puede ser una sobretensión o una sobrecorriente. A lo largo de líneas eléctricas u otros caminos (rayos conducidos) o a través de campos electromagnéticos (rayos inductivos) y transmitidos a la línea eléctrica. Su forma de onda se caracteriza por un rápido ascenso primero y luego una lenta caída. Este fenómeno tendrá un impacto fatal en el suministro de energía. El impacto instantáneo que produce supera con creces la tensión eléctrica de los dispositivos electrónicos comunes y el resultado directo es el daño de los componentes electrónicos.

6. El voltaje de la red excede la carga de energía.

Cuando el cableado del ramal de la red del mismo transformador es demasiado largo y hay equipos de energía a gran escala en el ramal, cuando el equipo a gran escala arranca y se detiene, el voltaje de la red fluctuará bruscamente e incluso provocará que la red sea inestable. Cuando el voltaje instantáneo de la red excede los 310 VCA, el variador puede dañarse (incluso si hay un dispositivo de protección contra rayos, no es válido, porque el dispositivo de protección contra rayos debe lidiar con picos de pulso de decenas de microsegundos y la fluctuación de la red). puede alcanzar decenas de milisegundos, o incluso cientos de milisegundos). Por lo tanto, se debe prestar especial atención cuando hay maquinaria eléctrica de gran tamaño en la red eléctrica del ramal de alumbrado público. Lo mejor es controlar el rango de fluctuación de la red eléctrica o utilizar un transformador de red independiente para suministrar energía.

7. Fallo en la junta de soldadura

El empaquetado de energía implica principalmente el proceso de conexión entre la placa PCB y los componentes, en el que las uniones de soldadura desempeñan un papel importante. La función principal de las uniones soldadas es realizar la conexión mecánica y eléctrica entre los componentes electrónicos y el sustrato (placa PCB en la fuente de alimentación LED). La calidad de las uniones soldadas afecta seriamente la fiabilidad del dispositivo. Por un lado, las fallas en las uniones de soldadura provienen de fallas de soldadura en la producción y el ensamblaje, como puentes de soldadura, soldadura virtual, huecos y el fenómeno Manhattan. Por otro lado, durante el proceso de servicio, cuando la temperatura ambiente cambia, debido a la diferencia en el coeficiente de expansión térmica entre los componentes y la placa PCB, se genera estrés térmico en las uniones de soldadura. Los cambios periódicos en la tensión provocarán daños por fatiga en las uniones soldadas y, en última instancia, provocarán fatiga. Invalidar.

Dado que la fuente de alimentación tiene un impacto tan grande en farolas LED ¿Cómo resolver el problema del fácil daño de la fuente de alimentación de conducción LED?

Para resolver los problemas de la alta tasa de fallas y el difícil mantenimiento de la fuente de alimentación de conducción LED, mediante el análisis del principio de iluminación LED y la demanda de energía, combinado con la situación actual de la aplicación real, intentamos adoptar el modo de fuente de alimentación CC de bajo voltaje en Iluminación vial LED. La fuente de alimentación de CC no solo reduce la tasa de fallas de la energía de accionamiento LED, sino que también reduce los riesgos de seguridad de la iluminación vial y brinda comodidad para la carga futura de vehículos eléctricos.

Con el continuo desarrollo de la tecnología de diodos emisores de luz (LED), la iluminación LED se ha expandido gradualmente desde interiores a exteriores. La razón de la lenta promoción de los LED en el campo de la iluminación vial es la alta potencia de la iluminación vial y el duro entorno operativo. Después de un período de seguimiento y prueba de farolas LED de alta potencia, algunas lámparas LED fallaron una tras otra. A través del análisis de la falla, encontramos que el daño a la fuente de alimentación de la unidad LED representó hasta el 90%. Aunque la vida útil teórica de las farolas LED es de hasta 50.000 horas (13,7 años), la vida útil de su circuito de conducción es relativamente corta, alrededor de 12.000 horas (3 años). La potencia motriz se ha convertido en una deficiencia que restringe la vida útil de las farolas LED. Al mismo tiempo, debido a la falta de estándares uniformes para las fuentes de alimentación de unidades LED que coincidan con las partículas de LED, las interfaces de salida de potencia de unidad producidas por varios proveedores no son uniformes y la calidad es desigual, lo que genera inconvenientes para el mantenimiento de las unidades LED. alumbrado público y el costo de reemplazar la fuente de alimentación del variador es alto.

El problema del suministro de energía se ha convertido en un factor importante que afecta la promoción y aplicación de las lámparas LED. Sólo resolviendo el problema del suministro de energía LED se podrá abrir la aplicación de lámparas LED en el alumbrado vial.

1. Los requisitos de las partículas LED para el suministro de energía.

Para resolver el problema del suministro de energía de los LED, debemos comprender el principio de funcionamiento básico de las partículas de LED y sus requisitos de suministro de energía.

Las lámparas LED que se utilizan actualmente en la iluminación vial tienen una estructura emisora ​​de luz general que incluye dos partes: una fuente de luz LED y una fuente de energía. La fuente de luz LED es una combinación de un cierto número de partículas LED de alta potencia (primero en serie y luego en paralelo) en un chip emisor de luz completo. Un solo LED es en realidad un diodo. Cuando se aplica un cierto voltaje directo a través del diodo para excitar la unión PN para conducir corriente, el LED puede emitir luz. El voltaje nominal de un solo LED es 3,4 V ± 0,2 V (el voltaje de funcionamiento real es de aproximadamente 2,8 ~ 3,8 V). La corriente de trabajo está relacionada con la potencia y el brillo, y los LED de diferentes potencias tienen diferentes corrientes. En términos generales, cuanto mayor sea la potencia, mayor será la corriente y más luz se emitirá. Las partículas LED de alta potencia de 1W utilizadas en la iluminación vial tienen una corriente nominal de 350mA.

A través del análisis estructural de las lámparas LED reales, podemos ver claramente que una cierta cantidad de partículas LED se conectan en serie para obtener una cadena de LED con un voltaje de funcionamiento de 40,8 V ± 2,4 V, y luego estas cadenas de LED se conectan en paralelo. para obtener una lámpara LED con una corriente de trabajo de 3,5A. Al calcular la pérdida, el requisito de energía de la lámpara es 48 V/3,5 A.

2. Alimentación de unidad LED

La línea de suministro de energía de las farolas existente es de corriente alterna de 220 V y se deben llevar a cabo tres pasos de reducción de voltaje, rectificación y estabilización de corriente para proporcionar un suministro de energía CC de bajo voltaje estable para las lámparas LED. Primero, la energía de CA de 220 V se reduce a energía de CA de bajo voltaje de 48 V, y luego la energía de CA de bajo voltaje se convierte en energía de CC de bajo voltaje mediante rectificación de puente, y luego se convierte en una fuente de corriente constante mediante un sistema de alta eficiencia. regulador de conmutación para proporcionar corriente constante para las partículas LED. Actual.

Para reducir la tasa de fallas del chip, la mayoría de los fabricantes eligen la combinación de menos cadenas y más paralelo. Los requisitos de voltaje de las lámparas LED existentes son principalmente de 48 V. Cada lámpara LED puede tener requisitos de corriente y voltaje de suministro de energía ligeramente diferentes. En aplicaciones reales, debe basarse en la elección general de una potencia de conducción adecuada para el voltaje y la corriente.