1.Inledning
Under de senaste åren har LED-belysningseffektiviteten till stor del ökat från 35lm/W (2006) till 100lm/W (Q1'2009). Att döma av den ökande LED-verkningsgraden, LED-produkter förväntas ersätta traditionell belysning, särskilt i hög effektförbrukning produkter. På grund av den omfattande belysningsmarknaden finns det olika nya marknadsaktörer under de senaste åren. Men blev kvaliteten på LED-produkterna ett stort bekymmer, särskilt bland de nya företagenhade inte varit expert på belysningsfältet innan. Å andra sidan är LED egenskap uppenbarligen skiljer sig från den traditionella lampan. Till exempel, ökning av halogenlampans effektivitet är beroende av att öka värmen, men överhettning är ett problem för lysdioder. Directivity av lysdioder skiljer sig mycket från den traditionella lampor. Skillnader mellan lysdioder och traditionella lampor visas i tabell I. På grund av de befintliga skillnaderna blir de termiska, optiska, effekt, mekanismen och kontrollen av lysdioder avgörande i sin design som belysningsprodukter.
Under de senaste två åren har ämnet LED gatlyktor diskuterats mycket på grund av omfattningen av sin marknad och dess energisparprestanda, särskilt för att ersätta 250W eller 400W kvicksilverlampa. För att bygga LED gatlyktor, är den viktigaste frågan att nå och uppfylla en specifik specifikation. Till exempel, det behöver för att garantera en livslängd av 5 år (fast LEDDE livslängd är ungefärligt 50.000hours); uppfyller det specifika kravet på ljusmönster för att uppfylla vägbanans föreskrifter, nå damm och vatten-motstånd vid IP65, ge tillräckligt med mekanismstyrka etc. Baserat på dessa krav, utformningen av LED gatlyktor måste ta hänsyn till den termiska, optiska, makt, och mekanism. LED-livslängden beror på LED-knutpunktstemperaturen, (se bild 1). Cree har publicerat data för att visa förhållandet mellan livslängd kontra ljus underhåll för olika korsningen temperatur. Därför, för att garantera en livslängd på 50 000 timmar, måste LED-knutpunktens temperatur kontrolleras under 75C. När det gäller vägbanans belysningsenhet är batwingljusmönstret oundvikligt. Även ljusbildsmönstret för bländningsbegränsning krävs. Det andra viktiga ämnet är föraren (power) design och LED ljusmodul design. Eftersom det är mindre skillnad i drivspänning av varje LED, kan inte enhetlig drivspänning av lysdioder inbyggda i gatlyktorna garanteras. Därför kommer en ofullkomlig krets design inducera en icke-enhetlig ström att driva LED som kommer att påverka dess livslängd. AOP förstår att frågor som rör dess designkommer att direkt påverka kvaliteten på LED gatlyktor, därmed har AOP kombinerat termisk, optisk, makt, mekanism i sin LED-design för att säkerställa kvaliteten på gatlyktorna.
Tabell 1: Jämförelse av LED och traditionslampa
Bild 1: LED-ljus förfall vs life-time (Källa: Cree)
2.LED gatuljus design och analys
En utmärkt LED-belysning produkt måste ta termisk, optisk, makt och mekanism (industri design) beaktas.
2.1 LED gatlykta termisk design
Dålig LED-korsningstemperaturkontroll påverkar lysdiodernas livslängd. För att garantera 50.000timmars livslängd har AOP utformat gatlyktor som LED-knutpunktstemperaturen som kontrolleras under 75 °C, och värmesänka temperaturvariation begränsad under 2 °C för att säkerställa att alla lysdioder som appliceras på gatlyktorna når samma livstid. AOP har hittat den optimala lösningen med hjälp av en DOE-metod för att analysera effekten av fendelning, tjocklek, höjd på kylfläns, (se figur 2). En rimlig kylfläns storlek för att nå utformade mål finns: LED korsningen under 75 ° C och kylfläns temperaturvariation under 2 ° C.
Bild 2. LED Optimal kylfläns design
2.2 LED-lyseljus optiskt mönster design
Som nämnts ovan, för att tillämpa gatlyktorna på vägbanan, behöver den uppfylla vägbanan belysning specifikationer, dvs det optiska mönstret har att uppfylla enhetlighet (>0,33) av vägbanan, samt bländning betyg. Förutom att uppfylla specifikationen för vägbanans reglering är det också av avgörande betydelse att se till att ljusutmatningsprojekten över ett stort område. Eftersom om gatlyktan bara projekt över en sträcka av 3 gånger sin monterade höjd, skulle det innebära att vid 6m hög, är ljuseffekten endast fördelad över 18m av vägbanan. Därför, eftersom det finns en specifik längd vägbanan behöver installera gatubelysning, då du behöver mer gatubelysning för att gälla för att uppfylla vägbanan specifikation och undvika zebra mönstret dök upp. Därav, för att undvika att öka mängderna av gatubelysning, konstruerade AOP ett batwing optiskt ljusmönster (patentsökt, mönstret har mätt med ITRI, se figur 3), som kan nå 4 gånger monteringshöjd (max. cd som ligger på 60 grad) och belysning enhetlighet är stor än 0,33 krävs, se figur 4 och 5. Detta är en fallstudie för AOP gatubelysning installeras på 8m pole höjd, och projiceras på 32m vägbanan längd. Belysningsstyrkans fördelning visas i figur 4. Detta ljus optiska mönster kan till stor del minska mängden gatubelysning installation som på en specifik vägbanan längd. Förresten, det optiska mönstret är också uppfyllt cut-off kravet. AOP också lämnat . IES fil för designer att utforma de olika vägbanan projektet.
Bild 3. LED-ljusmönster Figur 4 Belysningsstyrka på vägbanan
(Patentsökt)
Tabell 2. Enhetlighet
2.3 Mekanism och branschdesign (patentsökt)
I AOP:s gatubelysning övervägde vi också den rörliga och installations-bekvämligheten, se figur 5 och 6. I effektutrymmet har det installerats ett uttag, så att operatören enkelt kan installera stadskabeln i uttaget och dess process är 100% samma som traditionell lampinstallation. Förresten kan bågen form design i framsidan av armaturen låta operatören lätt flyttas. Denna armatur är en damm- och vattentålig och betyg når IP 65.
Bild 5 LED Bow form design Bild 6. Power Cover och Socket
2.4 LED-ljusmodul och förareffektsdesign
Som vi känt, fanns varje LED lite olika drivspänning, så hur man undviker den icke-enhetliga ström dök upp på varje LED, blev det en mycket viktig nyckel design. Även om, varje gatubelysning leverantör säger att deras strömförsörjning används konstant ström ut, faktiskt efter uppmätta LED-strömmen och fann det fanns en mycket stor variation, se tabell 2. Det berodde på att LED-ljusmodulen är designad av serie och parallell kombinerad krets, se figur 7. Så, om varje LED-enhet spänning är inte samma då LED kommer att få olika ström trots att du använt den konstanta ström design. Därav, om en av lysdioder misslyckades, då det kommer att snabbt förlängas till andra som berodde på den andra LED kommer att passera mer ström. AOP: s gatubelysning skiljer sig från andra leverantörer design, vi använde flerkanalskrets design (patentsökt) på både av effekt och LED ljusmodul, se figur 8, per kanal effekt ut konstant ström till den enda serien lysdioder för att säkerställa varje LED passerade konstantströmmen. Det uppmätta resultatet, se tabell 3. det visade en mycket enhetlig ström passerar till varje kanaliserar. Den konstanta strömmen av att använda flerkanalsdesign kommer inte att vara påverka även om den varierade LED-spänningen.
Figur 7 LED-modulserie och parallellkrets
Tabell 4: Aktuellt för flerkanalsutformning
4.Slutsats:
AOP: s gatubelysning design kombineras termisk, optisk, mekanism och makt, därav, alla möjliga effekter på LED-livet är alla beaktas. Det är därför AOP är mycket säker på sin street light produkt. Dessutom, baserat på ITRI mätdata, AOP: s gatubelysning armatur effekt redan når 72,8 lm / w, dess prestanda är svårt att konkurrera med just nu.
Tsung-Chieh, Chen, P.h. D
Division för systemintegrationsutveckling
Alliansen Optotek Corp.
