NHỮNG NGUYÊN NHÂN CÓ THỂ GÂY HƯ HỎNG NGUỒN ĐÈN ĐƯỜNG LED

1. Sự lão hóa của linh kiện điện tử

Bao gồm điện trở, tụ điện, điốt, bóng bán dẫn, đèn LED, đầu nối, IC và các thiết bị khác như hở mạch, ngắn mạch, cháy, rò rỉ, hỏng chức năng, thông số điện không đủ tiêu chuẩn, hỏng hóc không ổn định và các sự cố hư hỏng khác.

2. Vấn đề chất lượng PCB

Bao gồm PCB, PCBA, thấm ướt kém, nứt, tách lớp, CAF, hở mạch, ngắn mạch và các vấn đề hỏng hóc khác.

3. Tản nhiệt kém của bộ nguồn LED

Các vấn đề trên có thể được giải quyết bằng cách thực hiện đánh giá đồng thời khi bắt đầu thiết kế đèn và thiết kế cung cấp điện. Trong thiết kế, cần phải xem xét một cách toàn diện khả năng tản nhiệt của đèn LED và bộ nguồn, đồng thời kiểm soát độ nóng của đèn một cách tổng thể, để có thể thiết kế ra một loại đèn tốt hơn.

4. Các vấn đề trong thiết kế cung cấp điện

- Thiết kế nguồn. Mặc dù đèn LED có hiệu suất phát sáng cao nhưng vẫn có sự thất thoát nhiệt từ 80% -85% dẫn đến nhiệt độ bên trong đèn tăng lên 20-30K. Nếu nhiệt độ phòng là 25℃, bên trong đèn sẽ là 45-55℃. Nguồn điện ở trong môi trường nhiệt độ cao trong thời gian dài. Để đảm bảo tuổi thọ sử dụng, phải tăng biên độ công suất. Thông thường, một khoản tiền chênh lệch từ 1,5 đến 2 lần được giữ lại.

- Lựa chọn thành phần. Khi nhiệt độ bên trong của đèn là 45～55℃, thì mức tăng nhiệt bên trong của bộ nguồn là khoảng 20℃ và nhiệt độ của các phụ kiện thành phần phải đạt 65～75℃. Một số thành phần sẽ bị trôi ở nhiệt độ cao và thậm chí giảm tuổi thọ của chúng. Vì vậy, các linh kiện nên được lựa chọn để sử dụng lâu dài ở nhiệt độ cao hơn và đặc biệt chú ý đến tụ điện và dây dẫn.

- Thiết kế hiệu suất điện. Nguồn cung cấp chuyển mạch được thiết kế cho các thông số LED, chủ yếu là các thông số dòng điện không đổi. Kích thước của dòng điện quyết định độ sáng của đèn LED. Nếu sai số dòng điện theo lô lớn, độ sáng của toàn bộ đèn sẽ không đồng đều. Hơn nữa, sự thay đổi nhiệt độ cũng có thể làm thay đổi dòng điện đầu ra của bộ nguồn. Nói chung, sai số lô được kiểm soát trong khoảng ± 5% để đảm bảo rằng độ sáng của đèn là nhất quán và giảm điện áp chuyển tiếp của đèn LED bị sai lệch. Dải điện áp dòng điện không đổi của thiết kế bộ nguồn phải bao gồm dải điện áp của đèn LED. Khi nhiều đèn LED được sử dụng nối tiếp, điện áp giảm tối thiểu nhân với số lần kết nối nối tiếp là điện áp giới hạn dưới, và điện áp giảm tối đa nhân với số lần mắc nối tiếp là điện áp giới hạn trên. Phạm vi điện áp dòng điện không đổi của nguồn điện hơi rộng hơn phạm vi này. Nói chung, giới hạn trên và dưới được đặt thành khoảng trống 1 ~ 2V.

- Thiết kế bố trí PCB. Kích thước của đèn LED dành riêng cho nguồn điện nhỏ (trừ khi nguồn điện bên ngoài), do đó, yêu cầu thiết kế PCB cao hơn và có nhiều yếu tố cần được xem xét hơn. Khoảng cách an toàn phải đủ và nguồn điện yêu cầu cách ly đầu vào và đầu ra, mạch sơ cấp và mạch thứ cấp yêu cầu điện áp chịu đựng 1500 ~ 2500 VAC và phải để lại khoảng cách ít nhất 3 mm trên PCB. Nếu là đèn có vỏ kim loại thì việc bố trí toàn bộ bộ nguồn cũng cần quan tâm đến khoảng cách an toàn giữa phần cao áp và vỏ. Nếu không có khoảng trống để đảm bảo khoảng cách an toàn thì phải sử dụng các biện pháp khác để đảm bảo cách nhiệt như đục lỗ trên PCB, dán thêm giấy cách điện, keo cách điện ruột bầu. Ngoài, cách bố trí bảng cũng cần cân nhắc đến sự cân bằng nhiệt, và các bộ phận phát nhiệt phải được phân bố đều và không được đặt tập trung để tránh hiện tượng tăng nhiệt cục bộ. Đặt tụ điện cách xa nguồn nhiệt để làm chậm quá trình lão hóa và kéo dài tuổi thọ.

5. Sát thương do sét đánh

Sét đánh là một hiện tượng tự nhiên phổ biến, đặc biệt là vào mùa mưa bão. Những thiệt hại và mất mát mà nó mang lại được tính bằng hàng trăm tỷ đô la mỗi năm trên toàn thế giới. Sét đánh được chia thành sét đánh trực tiếp và sét đánh gián tiếp. Sét gián tiếp chủ yếu bao gồm sét dẫn và sét cảm ứng. Do tác động năng lượng do sét trực tiếp mang lại là rất lớn và sức công phá của nó cực kỳ mạnh, nguồn điện thông thường không thể chịu được, vì vậy vấn đề cần bàn đến ở đây là loại sét gián tiếp.

Tác động tăng do sét đánh là một loại sóng nhất thời, thuộc về giao thoa nhất thời, có thể là điện áp tăng hoặc dòng điện tăng. Dọc theo đường dây điện hoặc các con đường khác (sét dẫn) hoặc qua điện từ trường (sét cảm ứng) và truyền đến đường dây dẫn điện. Dạng sóng của nó được đặc trưng bởi sự gia tăng nhanh chóng đầu tiên và sau đó là sự giảm xuống chậm. Hiện tượng này sẽ gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến nguồn điện. Tác động đột biến tức thời mà nó tạo ra vượt xa ứng suất điện của các thiết bị điện tử thông thường và kết quả trực tiếp là làm hỏng các bộ phận điện tử.

6. Điện áp lưới vượt quá tải điện

Khi đường dây nhánh nối lưới của cùng một máy biến áp quá dài và có các thiết bị công suất lớn trong nhánh rẽ, khi thiết bị công suất lớn khởi động và dừng, điện áp lưới sẽ dao động mạnh, thậm chí gây mất ổn định lưới điện. Khi điện áp tức thời của lưới điện vượt quá 310 VAC, biến tần có thể bị hỏng (dù có thiết bị chống sét thì nó cũng không có giá trị, vì thiết bị chống sét phải đối phó với xung đột kích cỡ hàng chục micro giây, và biến động của lưới điện có thể lên tới hàng chục mili giây hoặc thậm chí hàng trăm mili giây). Vì vậy, cần đặc biệt chú ý khi có máy móc điện lớn trên đường chiếu sáng.lưới điện nhánh. Tốt nhất nên theo dõi biên độ dao động của lưới điện hoặc sử dụng máy biến áp lưới riêng để cấp điện.

7. Hỏng mối hàn

Đóng gói nguồn chủ yếu liên quan đến quá trình kết nối giữa bảng mạch PCB và các linh kiện, trong đó mối hàn đóng vai trò quan trọng. Chức năng chính của các mối nối hàn là thực hiện kết nối cơ và điện giữa các thành phần điện tử và chất nền (bảng mạch PCB trong bộ nguồn LED). Chất lượng của mối hàn ảnh hưởng nghiêm trọng đến độ tin cậy của thiết bị. Một mặt, lỗi mối nối hàn xuất phát từ các lỗi hàn trong quá trình sản xuất và lắp ráp, chẳng hạn như hàn nối, hàn ảo, khoảng trống và hiện tượng Manhattan. Mặt khác, trong quá trình bảo dưỡng, khi nhiệt độ môi trường thay đổi, do sự chênh lệch về hệ số giãn nở nhiệt giữa các thành phần và bảng mạch PCB, ứng suất nhiệt sinh ra trong các mối hàn. Sự thay đổi ứng suất định kỳ sẽ gây ra hiện tượng mỏi tổn thương cho các khớp hàn và cuối cùng dẫn đến mệt mỏi. Làm mất hiệu lực.

CÁCH KHẮC PHỤC TÌNH TRẠNG HƯ HỎNG NGUỒN ĐÈN LED ĐƯỜNG

• Để giải quyết các vấn đề về tỷ lệ hư hỏng cao và khó bảo trì nguồn cung cấp điện dẫn động LED, thông qua phân tích nguyên lý chiếu sáng LED và nhu cầu điện năng, kết hợp với tình hình ứng dụng thực tế hiện tại, chúng tôi cố gắng áp dụng chế độ cung cấp điện một chiều điện áp thấp trong Đèn LED chiếu sáng đường. Nguồn điện một chiều không chỉ làm giảm tỷ lệ hỏng hóc của nguồn điện dẫn động LED mà còn giảm rủi ro an toàn khi chiếu sáng đường và mang lại sự thuận tiện cho việc sạc xe điện trong tương lai.
• Với sự phát triển không ngừng của công nghệ điốt phát quang (LED), đèn LED chiếu sáng đã dần mở rộng từ trong nhà ra ngoài trời. Nguyên nhân dẫn đến sự phát triển chậm của đèn LED trong lĩnh vực chiếu sáng đường là do công suất chiếu sáng đường cao và môi trường hoạt động khắc nghiệt. Sau một thời gian theo dõi và thử nghiệm các loại đèn đường LED công suất lớn, một số đèn LED lần lượt bị lỗi. Qua phân tích hư hỏng, chúng tôi nhận thấy hư hỏng bộ nguồn ổ LED chiếm tới 90%.
• Mặc dù tuổi thọ lý thuyết của đèn đường LED dài tới 50.000 giờ (13,7 năm), nhưng tuổi thọ của mạch dẫn động của nó tương đối ngắn, khoảng 12.000 giờ (3 năm). Công suất truyền động đã trở thành một khuyết điểm hạn chế tuổi thọ của đèn đường LEDS. Đồng thời, do thiếu tiêu chuẩn thống nhất cho bộ nguồn ổ đĩa LED phù hợp với các hạt LED, giao diện đầu ra nguồn ổ đĩa do các nhà cung cấp khác nhau sản xuất không đồng nhất và chất lượng không đồng đều, gây bất tiện cho việc bảo trì đèn LED. đèn đường, và chi phí thay thế bộ cấp nguồn cao.
• Vấn đề cung cấp điện đã trở thành một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến việc quảng bá và ứng dụng của đèn LED. Chỉ bằng cách giải quyết vấn đề cung cấp điện LED, ứng dụng của đèn LED trong chiếu sáng đường bộ mới có thể được mở ra.

1. Các yêu cầu của các hạt LED để cung cấp năng lượng

• Để giải quyết vấn đề về bộ nguồn của đèn LED, chúng ta cần hiểu được nguyên lý hoạt động cơ bản của các hạt LED và các yêu cầu về bộ nguồn của chúng.
• Đèn LED dây hiện nay được sử dụng trong chiếu sáng đường bộ có cấu tạo tổng thể đèn phát sáng bao gồm hai phần: phần đèn LED và phần nguồn. Nguồn sáng LED là sự kết hợp của một số hạt LED công suất cao nhất định (đầu tiên mắc nối tiếp và sau đó song song) thành một chip phát sáng toàn bộ. Một đèn LED đơn thực sự là một điốt. Khi một điện áp thuận nhất định được đặt qua diode để kích thích điểm nối PN để dẫn dòng điện, đèn LED có thể phát ra ánh sáng. Điện áp danh định của đèn LED đơn là 3,4V ± 0,2V (điện áp làm việc thực tế là khoảng 2,8 ~ 3,8V). Dòng điện làm việc liên quan đến công suất và độ sáng, và đèn LED của các công suất khác nhau có dòng điện khác nhau. Nói chung, công suất càng cao, dòng điện càng cao, ánh sáng phát ra càng nhiều. Các hạt LED 1W công suất cao được sử dụng trong chiếu sáng đường có dòng điện danh định là 350mA.
• Qua phân tích cấu tạo của đèn LED thực tế, chúng ta có thể thấy rõ một số hạt LED nhất định được mắc nối tiếp để thu được một chuỗi LED có điện áp làm việc là 40,8V ± 2,4V, sau đó các chuỗi LED này được mắc song song với nhau. để thu được một đèn LED có dòng điện làm việc là 3,5A. Tính hao phí, công suất của đèn cần dùng là 48V / 3,5A.

2. Công suất ổ đĩa LED

• Đường dây cấp điện cho đèn đường hiện có là dòng điện xoay chiều 220V, phải thực hiện ba bước giảm áp, chỉnh lưu, ổn dòng để cấp nguồn điện một chiều hạ áp ổn định cho đèn LED. Đầu tiên, nguồn điện xoay chiều 220V được chuyển thành nguồn điện xoay chiều điện áp thấp 48V, sau đó nguồn điện xoay chiều điện áp thấp được chuyển đổi thành nguồn điện một chiều điện áp thấp bằng cách chỉnh lưu cầu, và sau đó được chuyển đổi thành nguồn dòng điện không đổi nhờ hiệu suất cao bộ điều chỉnh chuyển mạch để cung cấp dòng điện không đổi cho các hạt LED.
• Để giảm tỷ lệ hỏng chip, hầu hết các nhà sản xuất đều chọn sự kết hợp của ít chuỗi hơn và song song hơn. Yêu cầu điện áp của đèn LED hiện tại hầu hết là 48V. Mỗi đèn LED có thể có các yêu cầu về điện áp và dòng điện cung cấp điện hơi khác nhau. Trong các ứng dụng thực tế, cần dựa trên tổng thể chọn nguồn động lực phù hợp với điện áp và dòng điện.