Knowledge

Вековима је скромно улично светло било чувар наших урбаних ноћи, еволуирајући од треперавих гасних лампи до бриљантних модерних уличних светиљки. Данас се градска улична расвета широм света претежно напаја технологијом светлећих диода (ЛЕД), која је позната по својој енергетској ефикасности и дугом веку. Било да се ради о скромном ЛЕД уличном светлу од 25 В на стамбеној траци или моћном ЛЕД уличном светлу од 200 В које осветљава главни аутопут, обећање доследног, јаког светла је кључно за јавну безбедност и урбану естетику. Међутим, свако ко је посматрао старење спољашњег осветљења може приметити постепено, али неизбежно затамњење током времена. Овај феномен, познат као депрецијација лумена, је постепено смањење излазне светлости из ЛЕД уличне расвете. Разумевање који су узроци смањења лумена уличног светла? је од суштинског значаја за општинске планере, инжењере и све који улажу у општинску уличну расвету. Док је класично улично светло као што је натријумска лампа-под високим притиском имало сопствене механизме распадања, фактори који утичу на нова ЛЕД улична светла су различити и укорењени у њиховој природи-у чврстом стању. Овај чланак се бави научним и еколошким разлозима који стоје иза овог затамњивања, објашњавајући зашто ће чак и задовољавајућа инсталација уличне расвете имати смањен учинак током година рада.

Од конвенционалних технологија уличног осветљења до данашњих интелигентних уличних светиљки, сва светла се суочавају са битком против времена и елемената. Улична светла старог стила првенствено су отказала због прегоревања нити или постепеног хемијског исцрпљивања. Насупрот томе, комерцијална ЛЕД улична светла обично не „изгоре“ изненада, већ полако бледе. Основни узроци су сложена интеракција унутрашње физике, спољашњег напада на околину и извршења дизајна. За ЛЕД улично светло од 150 В или ЛЕД улично светло од 70 В, основни принципи остају исти. Пут светлости од малог полупроводничког чипа до улице испод је препун изазова који уништавају његову светлосну ефикасност.

Срж ствари: деградација језгра ЛЕД чипа

У сржи сваког ЛЕД уличног фењера је полупроводнички чип, чудо модерног инжењеринга. За разлику од једноставног филамента старомодне уличне лампе, ЛЕД чип генерише светлост кроз рекомбинацију електрона и рупа унутар материјала као што је галијум нитрид. Овде се дешава примарни, суштински узрок смањења лумена. Дуготрајан рад-доводи до старења материјала-процеса где дефекти у кристалној структури мигрирају, а нечистоће дифундују. Ова деградација квантне ефикасности полупроводника значи да се прогресивно мањи део електричне енергије претвара у светлост, при чему се више троши као топлота. Ова топлота, заузврат, убрзава саму деградацију која ју је произвела.

Ово доводи до најкритичнијег акцелератора губитка лумена: прекомерне температуре споја (Тј). Спој је активни слој унутар чипа где се производи светлост. Опште правило у индустрији је да се за сваких 10 степени повећања температуре споја изнад номиналног прага, стопа депрецијације лумена може удвостручити. Индукциона ЛЕД улична лампа или било која квалитетна ЛЕД улична лампа је пажљиво оцењена за максимални Тј. Међутим, у стварном-светском сценарију спољашњег осветљења, одржавање ниског Тј је стална борба. Током летњег топлотног таласа, затворено кућиште уличног светла може да постане пећница, са температуром околине која расте и унутрашњом топлотом из чипа нема где да оде. Овај топлотни стрес је примарни разлог зашто би ЛЕД улично светло од 100 В могло загасити брже него што се очекивало ако његово управљање топлотом није довољно.

Критична улога дизајна термичког управљања

Ако је проблем прегревање чипа, онда је термално управљање одбрана на првој линији. Недостатак система за дисипацију топлоте је вероватно најчешћи практични узрок прераног отказивања лумена. Улога хладњака у ЛЕД уличној расвети је кључна као и сам ЛЕД чип. Неадекватан дизајн-који садржи хладњак са недовољном површином, лоше пројектована ребра која не подстичу природни проток ваздуха или коришћење материјала ниске -термалне-проводљивости-довешће до накупљања топлоте.

Штавише, пут од чипа до спољашњег ваздуха је оптерећен топлотним отпором. Овај отпор се може акумулирати на више интерфејса: између чипа и његове подлоге, између подлоге и хладњака, и унутар термалне пасте или јастучића који се користе за њихово спајање. Ваздушни отвори због неравномерне монтаже или материјала ниског{2}}квалитетног термичког интерфејса делују као изолациони покривачи, задржавајући топлоту на извору. За ЛЕД улично светло од 120 В које генерише значајну топлоту, чак и мало повећање топлотног отпора може драматично повећати температуру споја, изазивајући брзо смањење лумена. Ово чини термички дизајн једнако важном спецификацијом као и снага при одабиру нових лед уличних светиљки.

Неопевани херој и потенцијални негативац: ЛЕД драјвер

ЛЕД диоде захтевају једносмерну струју (ДЦ) за рад, коју напаја драјвер константне-струје који претвара наизменичну струју (АЦ) из мреже. Овај возач је неопевани херој, али може постати негативац у причи о амортизацији лумена. Нестабилно или ниско{3}}напајање је кључни спољни фактор. Ако драјвер даје струју која премашује оцену чипа или има таласање високог напона (флуктуације у ДЦ излазу), он доводи до електричног преоптерећења ЛЕД. Ово не само да убрзава губитак светлости, већ може и катастрофално да скрати животни век чипа.

Старење возача је још једно критично питање, посебно у тешким условима спољашњег осветљења. Компоненте као што су електролитски кондензатори су осетљиве на високе температуре. Унутар модерне уличне лампе изложене сунцу, температуре кондензатора могу лако премашити њихов називни век, узрокујући да се електролит осуши или цури. Ова деградација доводи до нестабилног струјног излаза, који се манифестује као треперење и, што је најважније, доприноси убрзаном слабљењу лумена ЛЕД чипова. Високо{4}}квалитетни драјвер са робусним компонентама и чврстом контролом таласања (нпр.<3%) is non-negotiable for long-lasting city street lights.

Неумољиви напад на спољашњу средину

Улична светла за путеве су вероватно међу најзлоупотребљенијим електричним уређајима у нашој инфраструктури, суочени са немилосрдним стресом животне средине.

● Бициклизам при екстремним температурама: Општинско улично осветљење мора да издржи пуне промене годишњих доба, од ледених зимских ноћи до ужарених летњих дана. Ови циклуси изазивају стално ширење и стезање свих материјала-металног кућишта, пластичног сочива и самих унутрашњих компоненти. Овај механички замор може да доведе до микро-пукотина у силикону за инкапсулацију ЛЕД диода, спојевима за лемљење који повезују чип, или чак у подлози. Ове микро{5}}пукотине ометају и електрични пут и пут топлотне проводљивости, што доводи до локализованих врућих тачака и губитка светлости.

●Влага и корозија: Влага, јака киша и у приобалним областима слани спреј су немилосрдни. Ако је степен заштите од уласка (ИП) уређаја неадекватан (испод ИП65), влага ће на крају продрети. Једном унутра, кородира металне контакте на чипу, оксидира хладњак и оштећује управљачка кола. Корозија на хладњаку повећава топлотну отпорност, док корозија на електричним контактима повећава отпор, стварајући више топлоте-зачарани круг који озбиљно деградира перформансе.

●УВ зрачење и загађивачи: Продужена изложеност сунчевим ултраљубичастим зрацима може проузроковати да примарно сочиво ЛЕД-а и секундарна оптика уређаја (често направљена од поликарбоната или акрила) пожуте и постану ломљиве. Овај ефекат "смеђивања" значајно смањује пропусност светлости, чинећи да улично светло изгледа слабије чак и ако сам чип још увек производи светлост. Поред тога, акумулација прашине, прљавштине и органске материје попут птичјег измета на сочиву делује као нежељени филтер, блокирајући излаз светлости и, изолујући уређај, омета расипање топлоте.

Недостаци из фабрике: Мануфактура у производњи и монтажи

Не почиње сва амортизација лумена на терену; неко семе се сеје током производње. Процес премазивања плавог ЛЕД чипа слојем фосфора за стварање беле светлости је деликатан. Неуједначена примена фосфора може довести до недоследне температуре боје и, што је још важније, локализованог прегревања у областима са тањом покривеношћу, убрзавајући пропадање на тим местима. Употреба силикона за капсулирање ниског квалитета - или епоксидних смола које су склоне брзом жутењу под УВ и топлотом такође ће довести до прераног губитка светлости.

Неисправан склоп, као што је лоше лемљење које ствара "хладне спојеве" између чипа и његове подлоге, уводи висок електрични отпор. Ове лоше везе постају вруће тачке које локално деградирају структуру чипа. Слично томе, употреба нестандардних материјала за носаче или оловне оквире који кородирају или деформишу под термичким напрезањем може механички напрезати чип, што доводи до квара.

Грешке у раду и занемарено одржавање

Коначно, начин на који се улично светло користи и одржава игра значајну улогу. Иако су ЛЕД диоде генерално робусне, често укључење{1}}искључено може бити штетно. Свако напајање{3}}може да изазове мали напон струје, а током хиљада циклуса, овај електрични стрес може да оштети полупроводник. Ово је разматрање за интелигентна улична светла са прилагодљивим затамњивањем или индукционим ЛЕД системима уличних светиљки са{5}}осетљивошћу покрета; њихови контролни алгоритми треба да буду дизајнирани тако да минимизирају заиста циклично укључивање/искључивање у корист глатког затамњивања.

Можда је најјаснији фактор једноставно занемаривање. Накупљање прљавштине на уређају, као што је поменуто, директно смањује излаз светлости. Штавише, неуспех у праћењу и исправљању значајних флуктуација напона у локалној електричној мрежи, уобичајених у старијим или удаљеним областима, може гурнути и возач и ЛЕД диоду изван њихових дизајнираних радних прозора, убрзавајући њихов пад.

Закључак и пут напред

Дакле, који су узроци смањења лумена уличног светла? Као што смо истражили, ретко је то један фактор већ симфонија међусобно повезаних питања: фундаментална физика старења чипова, погоршана лошим управљањем топлотом, нестабилном снагом, бруталним нападима на околину, потенцијалним манама у производњи и хабањем у раду. За ЛЕД улично светло од 50 вати у мирној улици или у високом-обележју у транспортном чворишту, принципи су универзални.

Пут до-трајнијег и поузданијег задовољавајућег уличног осветљења лежи у холистичком решавању ових узрока. Укључује избор светиљки направљених од високо-квалитетних ЛЕД диода реномираних произвођача, пројектованих са превеликим, ефикасно дизајнираним хладњацима и робусним топлотним путевима. Захтева драјвере са високом ефикасношћу, ниским таласом и компоненте које су оцењене за високе температуре. Уређај мора да има високу ИП оцену (ИП65/ИП66) за отпорност на временске услове и да користи УВ-оптицке материјале стабилне. Коначно, једноставан режим периодичног чишћења и провера електричног система може сачувати излаз лумена годинама.

Разумевањем ових научних и практичних разлога који стоје иза затамњивања, они који су одговорни за нашу инфраструктуру спољног осветљења могу да донесу информисане одлуке, превазилазећи почетне трошкове како би узели у обзир укупне трошкове власништва и{0}}дугорочни учинак, обезбеђујући да наше улице остану безбедно и ефикасно осветљене у годинама које долазе.

 

 

За више упита, посетите нашу веб страницуввв.нсзламп.цом

Пошаљите емаил наsales@nszlamp.com

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

Шта је апликација:+86 199 0658 5812 / +86 190 4568 8355