寒冷地におけるLED照明応用の分析
10 年間の急速な発展を経て、LED 照明は急速な普及段階に入り、市場用途は当初の南部地域から中部および西部地域まで徐々に拡大しました。 しかし、実際に使用してみると、南部で使用されている屋外照明製品は北部、特に北東部で十分にテストされていることがわかりました。 この記事では、寒冷環境における LED 照明に影響を与えるいくつかの重要な要因を分析し、対応する解決策を見つけ出し、最終的に LED 光源の利点を引き出します。
まず、寒冷環境における LED 照明の利点
本来の白熱灯、蛍光灯、高輝度ガス放電灯と比較して、LEDデバイスの低温での動作性能は非常に優れており、光学性能は常温よりも優れているとさえ言えます。 これはLED素子の温度特性と密接に関係しています。 ジャンクション温度が低下すると、ランプの光束は相対的に増加します。 ランプの熱放散の法則によれば、ジャンクション温度は周囲温度と密接な関係があります。 周囲温度が低いほど、ジャンクション温度も必然的に低くなります。 さらに、ジャンクション温度を下げると、LED 光源の光減衰プロセスが減少し、ランプの耐用年数が遅れる可能性があります。これは、ほとんどの電子部品の特性でもあります。
寒冷地におけるLED照明の難しさとその対策
LED 自体には寒冷環境における利点が多くありますが、光源以外にも利点があることを無視することはできません。 LEDランプは、駆動電力、ランプ本体の材質、霧や強い紫外線などの寒冷環境における総合的な天候にも密接に関係しています。 さまざまな要因が、この新しい光源の応用に新たな課題や問題をもたらしています。 これらの制約を明確にし、それに対応する解決策を見つけることによってのみ、LED光源の利点を最大限に発揮し、寒冷環境でも輝きます。
1. 駆動電源の低温起動問題
電源開発に携わっている人なら誰でも、電源の低温起動が問題であることを知っています。 その主な理由は、既存の成熟した電源ソリューションのほとんどが電解コンデンサの広範な用途と切り離せないことです。 しかし、-25℃以下の低温環境では、電解コンデンサの電解活性が著しく低下し、静電容量が大幅に減衰し、回路が誤動作する原因となります。 この問題を解決するには、現在 2 つの解決策があります。1 つは、動作温度範囲が広い高品質のコンデンサを使用することですが、当然ながらコストが増加します。 2つ目は、セラミック積層コンデンサを含む電解コンデンサやリニア駆動などの駆動方式を用いた回路設計です。
また、低温環境下では一般的な電子機器の耐電圧性能も低下し、回路全体の信頼性に悪影響を与えるため、特に注意が必要です。
2. 高温および低温の衝撃に対するプラスチック材料の信頼性
国内外の一部の研究機関の研究者が行った実験によると、一般的なプラスチックやゴム材料の多くは靭性が低く、-15℃以下の低温では脆さが増大します。LED屋外製品、透明材料、光学レンズ、シールなどの用途には、構造部品にはプラスチック材料が使用されている場合があるため、これらの材料の低温での機械的特性、特に耐荷重コンポーネントを慎重に考慮してランプを避ける必要があります。低温環境下では、強風や衝撃を受けると破裂する可能性があります。偶発的な衝突。
さらに、LED 照明器具にはプラスチック部品と金属の組み合わせが使用されることがよくあります。 プラスチック材料と金属材料の膨張係数は、大きな温度差下では大きく異なるため、例えば、ランプに一般的に使用される金属アルミニウムとプラスチック材料の膨張係数は約5倍異なり、プラスチック材料に亀裂や隙間が生じる可能性があります。ふたつの間に。 これを大きくすると防水シール構造が無効となり、製品トラブルの原因となります。
高山地域では10月から翌年4月にかけて雪氷の季節となることもあります。 LEDランプの温度は、夕方点灯前の夕方付近では-20℃以下になる場合があり、その後夜間通電後はランプ本体の温度が30℃～40℃まで上昇する場合があります。ランプの発熱により℃になります。 高温と低温のサイクルショックを体験してください。 このような環境下では、照明器具の構造設計や異素材の適合などの問題にうまく対処しないと、前述したような素材のひび割れや防水不良の問題が発生しやすくなります。