การวิเคราะห์การประยุกต์ใช้ระบบไฟ LED ในเขตหนาว
หลังจากการพัฒนาอย่างรวดเร็วเป็นเวลา 10 ปี ไฟ LED ได้เข้าสู่ขั้นตอนการส่งเสริมการขายอย่างรวดเร็ว และการประยุกต์ใช้ในตลาดได้ค่อยๆ ขยายจากภาคใต้เริ่มแรกไปยังภาคกลางและตะวันตก อย่างไรก็ตาม ในการใช้งานจริง เราพบว่าผลิตภัณฑ์ไฟส่องสว่างกลางแจ้งที่ใช้ในภาคใต้ได้รับการทดสอบอย่างดีในภาคเหนือโดยเฉพาะภาคตะวันออกเฉียงเหนือ บทความนี้จะวิเคราะห์ปัจจัยสำคัญบางประการที่ส่งผลต่อแสงไฟ LED ในสภาพแวดล้อมที่เย็น ค้นหาวิธีแก้ปัญหาที่เกี่ยวข้อง และสุดท้ายคือดึงเอาข้อดีของแหล่งกำเนิดแสง LED ออกมา
ประการแรก ข้อดีของไฟ LED ในสภาพแวดล้อมที่เย็น
เมื่อเปรียบเทียบกับหลอดไส้ หลอดฟลูออเรสเซนต์ และหลอดปล่อยก๊าซความเข้มสูงแบบเดิม ประสิทธิภาพการทำงานของอุปกรณ์ LED จะดีกว่ามากที่อุณหภูมิต่ำ และยังอาจกล่าวได้ว่าประสิทธิภาพทางแสงนั้นยอดเยี่ยมกว่าที่อุณหภูมิปกติอีกด้วย สิ่งนี้เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับลักษณะอุณหภูมิของอุปกรณ์ LED เมื่ออุณหภูมิของจุดเชื่อมต่อลดลง ฟลักซ์การส่องสว่างของหลอดไฟจะเพิ่มขึ้นค่อนข้างมาก ตามกฎหมายการกระจายความร้อนของหลอดไฟ อุณหภูมิของจุดเชื่อมต่อมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับอุณหภูมิโดยรอบ ยิ่งอุณหภูมิแวดล้อมต่ำลง อุณหภูมิของจุดเชื่อมต่อก็จะยิ่งต่ำลงเท่านั้น นอกจากนี้ การลดอุณหภูมิจุดเชื่อมต่อยังช่วยลดกระบวนการสลายแสงของแหล่งกำเนิดแสง LED และทำให้อายุการใช้งานของหลอดไฟช้าลง ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่เช่นกัน
ความยากและการตอบโต้ของไฟ LED ในสภาพแวดล้อมเย็น
แม้ว่า LED เองจะมีข้อได้เปรียบมากกว่าในสภาวะเย็น แต่ก็ไม่สามารถละเลยไปได้นอกเหนือจากแหล่งกำเนิดแสง หลอดไฟ LED ยังเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับกำลังขับ วัสดุตัวโคมไฟ สภาพอากาศที่มีหมอกหนา รังสีอัลตราไวโอเลตที่รุนแรง และสภาพอากาศที่ครอบคลุมอื่นๆ ในสภาพแวดล้อมที่หนาวเย็น ปัจจัยต่างๆ ได้นำความท้าทายและปัญหาใหม่ๆ มาสู่การประยุกต์ใช้แหล่งกำเนิดแสงใหม่นี้ มีเพียงการชี้แจงข้อจำกัดเหล่านี้และค้นหาวิธีแก้ปัญหาที่เกี่ยวข้องเท่านั้น เราจึงจะสามารถใช้ประโยชน์จากแหล่งกำเนิดแสง LED ได้อย่างเต็มที่ และส่องสว่างในสภาพแวดล้อมที่หนาวเย็น
1. ปัญหาการเริ่มต้นอุณหภูมิต่ำในการขับเคลื่อนแหล่งจ่ายไฟ
ทุกคนที่พัฒนาพาวเวอร์ซัพพลายรู้ดีว่าการสตาร์ทพาวเวอร์ซัพพลายที่อุณหภูมิต่ำนั้นเป็นปัญหา เหตุผลหลักก็คือ โซลูชันกำลังไฟฟ้าที่ครบกำหนดที่มีอยู่ส่วนใหญ่ไม่สามารถแยกออกจากการใช้งานตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าอย่างกว้างขวาง อย่างไรก็ตามในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำต่ำกว่า -25 ° C กิจกรรมอิเล็กโทรไลต์ของตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าจะลดลงอย่างมาก และความจุความจุจะลดลงอย่างมาก ซึ่งทำให้วงจรทำงานผิดปกติ เพื่อแก้ไขปัญหานี้ ปัจจุบันมีวิธีแก้ไขสองวิธี วิธีแรกคือการใช้ตัวเก็บประจุคุณภาพสูงที่มีช่วงอุณหภูมิการทำงานที่กว้างขึ้น ซึ่งแน่นอนว่าจะทำให้ต้นทุนเพิ่มขึ้น ประการที่สองคือการออกแบบวงจรโดยใช้ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า รวมถึงตัวเก็บประจุแบบเคลือบเซรามิก และแม้แต่รูปแบบการขับขี่อื่นๆ เช่น การขับเคลื่อนเชิงเส้น
นอกจากนี้ภายใต้สภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำประสิทธิภาพการทนต่อแรงดันไฟฟ้าของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั่วไปจะลดลงซึ่งจะส่งผลเสียต่อความน่าเชื่อถือโดยรวมของวงจรซึ่งต้องได้รับการดูแลเป็นพิเศษ
2. ความน่าเชื่อถือของวัสดุพลาสติกภายใต้แรงกระแทกที่อุณหภูมิสูงและต่ำ
จากการทดลองที่ดำเนินการโดยนักวิจัยที่สถาบันวิจัยบางแห่งทั้งในและต่างประเทศ วัสดุพลาสติกและยางธรรมดาหลายชนิดมีความเหนียวต่ำและมีความเปราะบางเพิ่มขึ้นที่อุณหภูมิต่ำต่ำกว่า -15 ° C สำหรับผลิตภัณฑ์ LED กลางแจ้ง วัสดุโปร่งใส เลนส์สายตา ซีล และบางชนิด ชิ้นส่วนโครงสร้างอาจใช้วัสดุพลาสติก ดังนั้นจึงจำเป็นต้องพิจารณาคุณสมบัติทางกลที่อุณหภูมิต่ำของวัสดุเหล่านี้อย่างรอบคอบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งส่วนประกอบที่รับน้ำหนัก เพื่อหลีกเลี่ยงหลอดไฟในภายใต้สภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำ มันจะแตกหลังจากโดนลมแรงและ การชนกันโดยไม่ได้ตั้งใจ
นอกจากนี้ โคมไฟ LED มักใช้ชิ้นส่วนพลาสติกและโลหะร่วมกัน เนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวของวัสดุพลาสติกและวัสดุโลหะจะแตกต่างกันมากภายใต้ความแตกต่างของอุณหภูมิที่มีขนาดใหญ่ ตัวอย่างเช่น ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวของโลหะ อลูมิเนียม และวัสดุพลาสติกที่ใช้กันทั่วไปในหลอดไฟจะแตกต่างกันประมาณ 5 เท่า ซึ่งอาจทำให้วัสดุพลาสติกแตกหรือมีช่องว่าง ระหว่างคนทั้งสอง หากเพิ่มขึ้นโครงสร้างซีลกันน้ำก็จะใช้งานไม่ได้ในที่สุดซึ่งจะทำให้ผลิตภัณฑ์เกิดปัญหา
ในบริเวณเทือกเขาแอลป์ ตั้งแต่เดือนตุลาคมถึงเมษายนของปีถัดไป อาจเป็นช่วงฤดูหิมะและน้ำแข็ง อุณหภูมิของหลอดไฟ LED อาจต่ำกว่า -20 ℃ ใกล้ตอนเย็นก่อนที่หลอดไฟจะเปิดในตอนเย็น และหลังจากเปิดไฟฟ้าในเวลากลางคืน อุณหภูมิของตัวหลอดไฟอาจเพิ่มขึ้นเป็น 30 ℃ ~ 40 ℃ เนื่องจากความร้อนของหลอดไฟ สัมผัสประสบการณ์การสั่นสะเทือนที่อุณหภูมิสูงและต่ำ ในสภาพแวดล้อมนี้ หากการออกแบบโครงสร้างของโคมไฟและปัญหาในการจับคู่วัสดุที่แตกต่างกันไม่ได้รับการจัดการอย่างดี อาจเกิดปัญหาการแตกร้าวของวัสดุและความล้มเหลวของน้ำที่กล่าวข้างต้นได้ง่าย