پس از ۱۰ سال توسعه سریع، روشنایی LED وارد مرحله ارتقاء سریع شده است و کاربرد بازار به تدریج از منطقه اولیه جنوبی به مناطق مرکزی و غربی گسترش یافته است. با این حال ، در استفاده واقعی ، ما متوجه شدیم که محصولات روشنایی در فضای باز مورد استفاده در جنوب به خوبی در مناطق شمالی ، به خصوص شمال شرقی آزمایش شده است. این مقاله تجزیه و تحلیل برخی از عوامل کلیدی است که نور LED در محیط های سرد را تحت تاثیر قرار, می یابد راه حل های مربوطه, و در نهایت به ارمغان می آورد از مزایای منابع نور LED.
ابتدا مزایای روشنایی LED در محیط های سرد
در مقایسه با لامپ رشته ای اصلی، لامپ فلورسنت و لامپ تخلیه گاز با شدت بالا، عملکرد عملیاتی دستگاه LED در دمای پایین بسیار بهتر است و حتی می توان گفت که عملکرد نوری بسیار عالی تر از دمای معمولی است. این موضوع ارتباط نزدیکی با ویژگی های دمایی دستگاه LED دارد. با کاهش دمای اتصال، شار نورانی لامپ نسبتاً افزایش خواهد یافت. بر اساس قانون از بین رفتن گرمای لامپ، دمای اتصال ارتباط نزدیکی با دمای محیط دارد. هر چه دمای محیط پایین تر باشد، دمای اتصال به پایین تر محدود می شود. علاوه بر این، پایین آوردن دمای اتصال نیز می تواند فرایند پوسیدگی نور منبع نور LED را کاهش دهد و عمر سرویس لامپ را که از ویژگی های اکثر اجزای الکترونیکی نیز هست، به تأخیر بیندازد.
مشکلات و مقابله با روشنایی LED در محیط سرد
اگرچه LED خود مزایای بیشتری در شرایط سرد دارد، اما نمی توان آن را نادیده گرفت که علاوه بر منابع سبک. لامپ های ال ای دی همچنین ارتباط نزدیکی با قدرت رانندگی، مواد بدنه لامپ، و آب و هوای مه آلود، فرابنفش قوی و دیگر آب و هوای جامع در محیط های سرد دارند. عوامل چالش ها و مشکلات جدیدی را برای به کار گیری این منبع نور جدید به ارمغان آورده اند. تنها با روشن شدن این محدودیت ها و پیدا کردن راه حل های متناظر، می توانیم بازی کامل را به مزایای منابع نور LED بدهیم و در محیط سرد بدرخشیم.
1. مشکل راه اندازی درجه حرارت پایین از منبع تغذیه رانندگی
هر کسی که توسعه منبع تغذیه را انجام می دهد می داند که شروع دمای پایین منبع تغذیه یک مشکل است. دلیل اصلی این است که بیشتر محلول های قدرت بالغ موجود از کاربرد گسترده کپسول های الکترولیتی جدایی ناپذیر هستند. با این حال، در یک محیط دمای پایین زیر -۲۵ درجه سانتی گراد، فعالیت الکترولیتی کپسول الکترولیتی به طور قابل توجهی کاهش می یابد، و ظرفیت تا حد زیادی تشدید می شود که باعث خرابی مدار می شود. برای حل این مشکل در حال حاضر دو راه حل وجود دارد: یکی استفاده از کپسول های با کیفیت بالا با محدوده دمای عملیاتی گسترده تر که البته هزینه ها را افزایش خواهد داد. دوم طراحی مدار با استفاده از کپسول های الکترولیتی، از جمله کپسول های لمینت سرامیکی، و حتی طرح های رانندگی دیگر مانند درایو خطی است.
علاوه بر این، در زیر محیط دمای پایین، عملکرد ولتاژ مقاومتی دستگاه های الکترونیکی معمولی نیز کاهش خواهد یافت که این امر بر قابلیت اطمینان کلی مدار که نیاز به توجه ویژه ای دارد، تأثیر نامطلوبی خواهد داشت.
2. قابلیت اطمینان از مواد پلاستیکی تحت تاثیر درجه حرارت بالا و پایین
بر اساس آزمایش های انجام شده توسط محققان برخی موسسات تحقیقاتی در خارج از کشور، بسیاری از مواد پلاستیکی و لاستیکی معمولی دارای سختی ضعیف و افزایش شکننده در دماهای پایین زیر ۱۵- درجه سانتی گراد هستند. برای محصولات در فضای باز LED، مواد شفاف، لنزهای نوری، مهر و موم ها و برخی قطعات ساختاری ممکن است از مواد پلاستیکی استفاده کنند، بنابراین خواص مکانیکی دمای پایین این مواد باید به دقت در نظر گرفته شود، به ویژه اجزای باربر، برای جلوگیری از لامپ ها در زیر محیط دمای پایین، پس از برخورد باد شدید و برخورد اتفاقی پاره خواهد شد.
علاوه بر این، لومینایرهای LED اغلب از ترکیبی از قطعات پلاستیکی و فلز استفاده می کنند. چرا که ضریب انبساط مواد پلاستیکی و مواد فلزی تحت تفاوت های دمایی بزرگ بسیار متفاوت است، به عنوان مثال، ضریب انبساط آلومینیوم فلزی و مواد پلاستیکی که معمولاً در لامپ ها استفاده می شوند، حدود ۵ برابر متفاوت هستند که ممکن است باعث ترک مواد پلاستیکی یا شکاف بین این دو شود. در صورت افزایش، ساختار مهر ضد آب در نهایت باطل خواهد شد که باعث مشکلات محصول خواهد شد.
در منطقه آلپ، از اکتبر تا آوریل سال بعد، ممکن است در فصل برف و یخ باشد. دمای لامپ ال ای دی ممکن است در نزدیکی شب قبل از روشن شدن لامپ در شب پایین تر از ۲۰- درجه سانتی گراد باشد و سپس پس از روشن شدن برق در شب، دمای بدنه لامپ ممکن است به دلیل گرم شدن لامپ تا ۳۰ درجه سانتی گراد ~ ۴۰ درجه سانتی گراد بالا رود. یک شوک چرخه دمای بالا و پایین را تجربه کنید. در این محیط اگر به طراحی ساختاری لومینایر و مشکل تطبیق مواد مختلف به خوبی رسیدگی نشده باشد، به راحتی می توان مشکلات ترک خوردگی مواد و شکست ضد آب را که در بالا به آن اشاره شد، ایجاد کرد.
