标准模组化可解决大功率LED照明产品技术难点

来源：高工LED    发布时间：2011-12-30 15:16:55      设置字体：大中小  摘要：对于户外大功率LED照明产品的技术成熟性，业内褒贬不一，本文认为标准模组化了的LED光引擎可以解决的目前户外大功率LED照明产品存在的散热、防护、通用性、可维护性、系列化等一系列问题，是这类产品的必由之路。 关键词：  led   led路灯   灯具   散热器   led灯   元器件   灯泡   道路照明    关于恶意转载本网原创文章，故意删除高工LED字眼的严正声明2、LED路灯防水问题：由于LED路灯的工作环境复杂，灯具防水能力作为其耐久性、可靠性的重要指标，一直为业界所关注。而对于整板式LED路灯而言，如何提高其防护等级，克服“呼吸效应”已成为整板式路灯技术发展的难点之一。
 
由于LED元器件属于非耐潮器件，因此一般LED元器件在出厂的时候都是抽真空包装的，里面还加了防潮剂，那么LED元器件装到LED灯具里面后，LED 在防潮这点上的要求降低了吗？答案是否定的，LED元器件只是通过回流焊或者波峰焊焊接到了PCB板上而已，它的防护等级要靠灯具来保障。如果灯具的防护 等级(尤其是户外灯具)的防护等级不够，LED元器件会受到水汽的侵蚀，很快就会损坏，即便是通过改善材料和工艺改进LED元器件本身的防护等级，但 PCB板本身并不耐水，也会由于受到水汽的侵蚀而导致其铜质印刷线路层开路。
 
所以说，如果用传统户外灯具的IP65标准来套用LED户外灯具，肯定是不够的，因为对于IP65和IP66的防护等级来说，水汽是可以自由进出的，只是 淋水无法进入罢了。并且在户外灯具中，有一种可怕的“呼吸效应”存在，这种“呼吸效应”对于户外灯具来说，往往是致命的。“呼吸效应”就是指，灯具的灯腔 内存在一个相对密闭的空气团，而当LED灯具点亮以后，其灯腔温度可能在60-80℃，而其熄灭的时候可能在20℃左右，因此点亮后，空气会膨胀，而熄灭 时空气会收缩，这就是所谓的呼吸效应，灯具每天都经历这种一呼一吸的过程，每次都会往灯腔内吸入一定量的水汽，水汽进来容易而要出去就难了，久而久之在灯 腔内就存在太多的水汽，凝结成水珠，最终腐蚀LED器件和PCB板，导致灯具失效。
 
笔者认为，要从根本上解决户外灯具的防护等级问题，必须把防护等级提高到IP68，可以承受水下2米的压力，就能彻底隔断水汽的进入。显然对于整板式来 说，做IP68是不可能的，因为整板式要做的密封体太大了，越大的密封体越难做好，因为大的密封体的密封线长度大，从概率论角度来说，进水的概率也越大。 这点又是模组化解决方案的优势所在了，我们来做个形象的类比，防水钟和防水表的防水等级哪个比较好做，显然是防水表简单，好的防水表可以轻松超过3000 米的防水深度。对于体积相对较小的LED模组来说，把它做到IP68的防护等级并非难事，从制造工艺来说，也相对比较简单。如果单个模组做好IP68的防 护等级，那么对于整灯来说，已经把最核心的部件做到IP68的防水等级了，其可靠性已经非常高了，而对于电源和防水接插件来说，防护等级不是问题，因为目 前主流的灌胶电源本身基本可以达到IP68，而IP67以上的防水插件也是很平常的产品。

 

图八

 
3、LED路灯的维护和保养问题：众所周知，整板式LED路灯一旦发生故障，必须整个灯具替换，而一般LED路灯体积和重量都较大，LED路灯的安装位置 又非常高(通常灯杆高度在9米以上)，对于使用单位来说，如果每次维保都要拆换整个灯具，将是一件非常麻烦的事情。而对于模组化解决方案来说，如果每次仅 需更换相对非常独立的LED模组(一般模组体积较小)，就像更换传统灯具的灯泡一样简便。多路输出的电源可以给每个模组独立供电，那么又增加了它的可维护 性。

 

图九

 
附带地，其实多路输出的电源解决了由于LED的Vf值不一致造成电流分配不均的问题，如图十所示，在传统的整板式LED路灯中，一般LED灯组都会被布置组成串并联的电气结构。

 

图十

 
串并联结构的电气结构的主要问题在于，由于各串之间的电流的不一致性，造成每串LED分到的电流并不一致，而且差异比较大，下表就是将随机抽取的LED模组全部并联后换成单路输出电源做的试验：

 
从表中可以看出，换用单路电源后，每个模组分配到的电流非常不均衡，高的和低的可以相差60mA以上，而当某一颗LED发生短路故障后，这种电流分配的不 均衡性会更加严重，从而导致有颗粒损坏的那组LED损坏的更快(工作电流大幅度提升了)，而对于多路输出的电源就不会存在这个问题，因为对于多路输出电源 来说，每路都是恒流350mA，无论LED的Vf值如何变化，这路LED都是恒流350mA驱动的。并且当某一路的LED有一颗或者几颗短路，由于恒流源 的性能决定其工作电流还是350mA，只是两端的供电电压由于恒流源的自调节而发生了变化，从而可以保证其还可以正常工作。

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