1.Indledning
I de senere år er LED-belysningseffektiviteten i høj grad steget fra 35lm/W (2006) til 100lm/W (Q1'2009). At dømme ud fra den stigende LED-effektivitet, LED-produkter forventes at erstatte traditionel belysning, især i højt strømforbrug produkter. På grund af det omfattende belysningsmarked er der forskellige nye markedsdeltagere i de senere år. Men kvaliteten af LED-produkterne blev en enorm bekymring, især blandt de nye virksomheder havde ikke været ekspert på belysningsområdet før. På den anden side er LED's kendetegn naturligvis forskellig fra den traditionelle lampes. For eksempel er øget halogenlampe effektivitet afhang af at øge varmen, men overophedning er et problem for lysdioder. Lysdioders directivity er meget forskellig fra traditionelle lampers. Forskelle mellem lysdioder og traditionelle lamper er vist i tabel I. På grund af de eksisterende forskelle, den termiske, optiske, magt, mekanisme, og kontrol af lysdioder bliver afgørende i deres design som belysning produkter.
I de seneste to år har emnet LED gadebelysning blevet drøftet meget på grund af omfanget af sit marked og dens strømbesparende ydeevne, især for at erstatte 250W eller 400W kviksølv lampe. At bygge LED gadebelysning, det centrale spørgsmål er at nå og opfylde en bestemt specifikation. For eksempel skal det garantere en levetid på 5 år (selvom LED levetid er ca 50.000 timer); opfylde det specifikke krav om lysmønster for at overholde vejregler, nå støv og vandbestandighed ved IP65, give tilstrækkelig mekanismestyrke osv. Baseret på disse krav, design af LED gadebelysning nødt til at tage hensyn til den termiske, optiske, magt og mekanisme. LED-levetiden afhænger af LED-krydstemperaturen (se figur 1). Cree har offentliggjort data for at vise forholdet mellem levetid versus lys vedligeholdelse for forskellige vejkryds temperatur. For at sikre en levetid på 50.000 timer skal LED-krydstemperaturen derfor styres under 75C. Med hensyn til belysning ensartethed vejbane, batwing lys mønster er uundgåelig. Afskæringslysmønsteret for blændingsbegrænsning er også påkrævet. Det andet vigtige emne er driveren (magt) design og LED lys modul design. Da der er mindre forskel i drevspændingen for hver LED, kan ensartet drevspænding for lysdioder, der er indbygget i gadebelysningerne, ikke garanteres. Derfor vil et ufuldstændigt kredsløbsdesign få en ikke-ensartet strøm til at drive LED, hvilket vil påvirke dens levetid. AOP forstår, at spørgsmål i forbindelse med dens design direkte vil påvirke kvaliteten af LED gadebelysning, derfor har AOP kombineret termisk, optisk, magt, mekanisme i sin LED design for at sikre kvaliteten af gadebelysning.
Tabel 1: Sammenligning af LED- og traditionslampe
Figur 1: LED lys henfald vs levetid (Kilde: Cree)
2.LED street light design og analyse
En fremragende LED belysning produkt har til at tage termisk, optisk, magt og mekanisme (industri design) i betragtning.
2.1 LED streetlight termisk design
Dårlig LED-krydstemperaturstyring påvirker lysdiodernes levetid. For at garantere 50.000 timer i løbet af levetiden har AOP designet gadebelysning, som LED-vejkrydstemperaturen styrede under 75 °C, og temperaturvariationen af kølepladen er begrænset til under 2 °C for at sikre, at alle lysdioder, der anvendes på gadebelysningerne, når samme levetid. AOP har fundet den optimale løsning ved hjælp af en DOE metode til at analysere effekten af finnen pitch, tykkelse, højde af køleplade, (se figur 2). En rimelig køleplade størrelse for at nå designet mål er fundet: LED krydset under 75 ° C og køleplade temperatur variation under 2 ° C.
Figur 2. LED Optimal køleplade design
2.2 LED gadelys optisk mønster design
Som nævnt ovenfor, for at anvende gadebelysning på vejbanen, er det nødvendigt at opfylde vejbane belysning specifikationer, dvs det optiske mønster skal opfylde ensartethed (>0,33) af vejbanen, samt blænding rating. Ud over at opfylde specifikationerne for vejregulering er det også afgørende at sikre, at lysudgangen projekterer over et stort område. Da hvis gadebelysning kun projekter over en afstand af 3 gange sin monterede højde, ville det betyde, at på 6m høj, lyseffekten er kun fordelt over 18m vejbane. Derfor, da der er en specifik længde vejbane behov for at installere gadelys, så er du nødt til mere gadelys til at anvende for at opfylde vejbanen specifikation og undgå zebra mønster syntes. For at undgå at øge mængden af gadelys designede AOP således et batwing optisk lysmønster (patentanmeldt, mønsteret er målt ved ITRI, se figur 3), som kan nå 4 gange monteringshøjde (max. cd placeret på 60 grader) og belysningsensartelighed er stor end 0,33 påkrævet, se figur 4 og 5. Dette er et casestudie for AOP gadelys installeret på 8m pole højde, og forventes på 32m vejbane længde. Fordelingen af dårlig stilling fremgår af figur 4. Dette lysoptiske mønster kan i høj grad reducere gadelyset installation mængder som på en bestemt vejbane længde. Af den måde, er det optiske mønster også opfyldt cut-off krav. AOP leverede også . IES-fil til designer til at designe de forskellige vejbane projekt.
Figur 3. LED-lysmønster Figur 4 Illusans på vejbanen
(patentanmeldt)
Tabel 2. Ensartethed
2.3 Mekanisme og industri design (patentanmeldt)
I AOP's gadelys overvejede vi også den bevægelige og installerende bekvemmelighed, se figur 5 og 6. I strømrummet har der installeret en stikkontakt, så operatøren nemt kan installere bykablet i stikkontakten, og dets proces er 100% samme som traditionel lampeinstallation. Af den måde, kan stævnen form design i den forreste del af armaturet lade operatøren let flyttes. Dette armatur er en støv- og vandafvisende og rating når IP 65.
Figur 5 LED Bow form design Figur 6. Strømafdækning og stikkontakt
2.4 LED-lysmodul og driverens kraftdesign
Som vi kendte, hver LED eksisterede lidt anderledes drevspænding, så hvordan man undgår den ikke-ensartede strøm dukkede op på hver LED, blev det en meget vigtig nøgle design. Selv om hver gade lys leverandør siger deres strømforsyning bruges konstant strøm, faktisk efter målt LED-strøm og fandt der eksisterede en meget stor variation, se Tabel 2. Det skyldtes LED-lysmodulet er designet af serie og parallelt kombineret kredsløb, se figur 7. Så hvis hver LED-drevspænding ikke er den samme, vil LED få forskellig strøm, selvom du har brugt det konstante strømdesign. Derfor, hvis en af lysdioder mislykkedes, så vil det hurtigt udvides til andre, som skyldtes den anden LED vil passere mere strøm. AOP's gadelys er forskellig fra andre leverandører design, vi brugte multi-kanal kredsløb design (patentanmeldt) på både magt og LED lys modul, se Figur 8, per kanal effekt konstant strøm til enkelt serie lysdioder for at sikre hver LED bestået den konstante strøm. Det målte resultat, se tabel 3. det viste en meget ensartet strøm pass til hver kanal. Den konstante strøm ved at bruge multi-kanal design vil ikke være indflydelse, selv om den varierede LED spænding.
Figur 7 LED-modulserie og parallelkredsløb
Tabel 4: Strøm af multikanaldesign
4.Konklusion:
AOP's street light design er kombineret termisk, optisk, mekanisme og magt, og dermed er alle de mulige virkninger på LED liv alle betragtes. Derfor er AOP meget sikker på sit gadelysprodukt. Derudover, baseret på ITRI måledata, AOP's street light armatur effektivitet allerede når 72.8 lm / w, dens ydeevne er svært at konkurrere med på dette tidspunkt.
Tsung-Chieh, Chen, P.h. D
Afdelingen for udvikling af systemintegration
Alliance Optotek Corp.
