1.Einführung
In den letzten Jahren ist die LED-Beleuchtungseffizienz von 35lm/W (2006) auf 100lm/W (Q1'2009) stark gestiegen. Gemessen an der steigenden LED-Effizienz sollen LED-Produkte die traditionelle Beleuchtung ersetzen, insbesondere bei Produkten mit hohem Stromverbrauch. Aufgrund des umfangreichen Beleuchtungsmarktes gibt es in den letzten Jahren verschiedene Neuzugänge. Die Qualität der LED-Produkte wurde jedoch zu einem großen Anliegen, vor allem unter den neuen Unternehmen, die zuvor nicht der Experte im Beleuchtungsbereich waren. Auf der anderen Seite unterscheidet sich die LED-Eigenschaft offensichtlich von der der herkömmlichen Lampe. Zum Beispiel hängt die Steigerung der Effizienz der Halogenlampen von der Erhöhung der Wärme ab, aber Überhitzung ist ein Problem für LEDs. Die Direktivität von LEDs unterscheidet sich stark von der herkömmlicher Lampen. Unterschiede zwischen LEDs und herkömmlichen Lampen zeigen sich in Tabelle I. Aufgrund der bestehenden Unterschiede werden die thermische, optische, Leistung, der Mechanismus und die Steuerung von LEDs entscheidend für ihr Design als Beleuchtungsprodukte.
In den letzten zwei Jahren wurde das Thema LED-Straßenlaternen aufgrund des Umfangs des Marktes und seiner energiesparenden Leistung, insbesondere für den Austausch der 250W oder 400W Quecksilberlampe, viel diskutiert. Um LED-Straßenlaternen zu bauen, ist das Hauptproblem, eine bestimmte Spezifikation zu erreichen und zu erfüllen. Zum Beispiel muss es eine Lebensdauer von 5 Jahren garantieren (obwohl LED-Lebensdauer etwa 50.000 Stunden beträgt); erfüllen die spezifischen Lichtmusteranforderungen, um die Straßenvorschriften einzuhalten, Staub und Wasserdichtigkeit bei IP65 zu erreichen, genügend Mechanismusfestigkeit zu bieten usw. Basierend auf diesen Anforderungen muss bei der Konstruktion von LED-Straßenlaternen die thermische, optische, Stromversorgung und der Mechanismus berücksichtigt werden. Die LED-Lebensdauer hängt von der LED-Anschlusstemperatur ab (siehe Abbildung 1). Cree hat Daten veröffentlicht, die das Verhältnis von Lebensdauer und Lichtwartung für unterschiedliche Anschlusstemperaturen aufzeigen. Um eine Lebensdauer von 50.000 Stunden zu gewährleisten, muss daher die LED-Anschlusstemperatur unter 75C gesteuert werden. Was die Beleuchtung seraglich die Fahrbahn betrifft, ist das Schlaglichtmuster unvermeidlich. Das abgeschnittene Lichtmuster für Blendbegrenzung ist ebenfalls erforderlich. Ein weiteres wichtiges Thema ist das Treiberdesign und das LED-Lichtmoduldesign. Da es bei jeder LED einen geringen Unterschied in der Antriebsspannung gibt, kann eine gleichmäßige Antriebsspannung von LEDs, die in die Straßenlaternen eingebaut sind, nicht garantiert werden. Daher wird ein unvollkommenes Schaltungsdesign einen ungleichmäßigen Strom induzieren, um LED zu fahren, was sich auf seine Lebensdauer auswirkt. AOP versteht, dass Probleme im Zusammenhang mit seiner Gestaltung direkt die Qualität der LED-Straßenbeleuchtung beeinflussen wird, daher hat AOP thermische, optische, Leistung, Mechanismus in seinem LED-Design kombiniert, um die Qualität der Straßenlaternen zu gewährleisten.
Tabelle 1: Vergleich von LED und Traditionslampe
Abbildung 1: LED-Lichtzerfall vs. Lebensdauer (Quelle: Cree)
2.LED Straßenbeleuchtung Design und Analyse
Ein hervorragendes LED-Beleuchtungsprodukt muss thermische, optische, Leistungs- und Mechanismus (Industriedesign) berücksichtigen.
2.1 LED Straßenbeleuchtung thermisches Design
Eine schlechte LED-Verbindungstemperaturregelung beeinflusst die Lebensdauer von LEDs. Um eine Lebensdauer von 50.000 Stunden zu gewährleisten, hat AOP Straßenlaternen entwickelt, die die Temperatur der LED-Kreuzung unter 75 °C steuern, und die Temperaturschwankungen des Kühlkörpers unter 2 °C, um sicherzustellen, dass alle LEDs, die auf die Straßenlaternen aufgebracht werden, die gleiche Lebensdauer erreichen. AOP hat die optimale Lösung mit einer DOE-Methode gefunden, um die Wirkung der Flossenhöhe, dicke, Höhe des Kühlkörpers zu analysieren (siehe Abbildung 2). Es wird eine angemessene Kühlkörpergröße gefunden, um das vorgesehene Ziel zu erreichen: LED-Anschluss unter 75°C und Temperaturschwankungen des Kühlkörpers unter 2°C.
Abbildung 2. LED Optimales Kühlkörperdesign
2.2 LED Straßenlicht optische Muster Design
Wie bereits erwähnt, muss die Straßenlaternen, um die Straßenlaternen auf der Fahrbahn anzuwenden, den Spezifikationen für die Straßenbeleuchtung entsprechen, d.h. das optische Muster muss der Gleichmäßigkeit (>0,33) der Fahrbahn entsprechen, sowie der Blendungsbewertung. Neben der Einhaltung der Spezifikation der Straßenregulierung ist es auch von entscheidender Bedeutung, sicherzustellen, dass die Lichtleistung über ein großes Gebiet hinausvorgeht. Da die Straßenlaterne nur über eine Entfernung von 3-facher montierter Höhe projiziert, würde dies bedeuten, dass bei 6m Höhe die Lichtleistung nur auf 18m Fahrbahn verteilt ist. Daher, da es eine bestimmte Länge Straße muss Straßenbeleuchtung installieren, dann brauchen Sie mehr Straßenlaternen zu gelten, um die Straßenvorgabe zu erfüllen und zu vermeiden, dass das Zebramuster erschien. Um eine Erhöhung der Straßenbeleuchtungsmengen zu vermeiden, entwarf AOP daher ein optisches Fledermauslichtmuster (Patent angemeldet, das Muster wurde von ITRI gemessen, siehe Abbildung 3), das die 4-fache Montagehöhe erreichen kann (max. cd auf 60 Grad) und die Gleichförmigkeit der Beleuchtung groß als 0,33 ist, siehe Abbildung 4 und 5. Dies ist eine Fallstudie für AOP Straßenbeleuchtung auf 8m Polhöhe installiert, und projiziert auf 32m Fahrbahnlänge. Die Beleuchtungsstärkeverteilung ist in Abbildung 4 dargestellt. Dieses lichtoptische Muster kann die Straßenbeleuchtungsmengen wie auf einer bestimmten Fahrbahnlänge weitgehend reduzieren. Übrigens wird das optische Muster auch die Cut-off-Anforderung erfüllt. AOP wurde auch bereitgestellt. IES-Datei für Designer, um das verschiedene Straßenprojekt zu entwerfen.
Abbildung 3. LED-Lichtmuster Abbildung 4 Beleuchtungsstärke auf der Fahrbahn
(Patent anhängig)
Tabelle 2. Einheitlichkeit
2.3 Mechanismus und Industriedesign (Patent anhängig)
In der Straßenbeleuchtung von AOP haben wir auch den Umzugs- und Installationskomfort berücksichtigt, siehe Abbildung 5 und 6. Im Energieraum hat es eine Steckdose installiert, so dass der Bediener das Stadtkabel leicht in die Steckdose einbauen kann und sein Prozess ist 100% gleich mit der herkömmlichen Lampeninstallation. Übrigens kann das Bogenformdesign an der Vordertür der Leuchte den Bediener leicht bewegen lassen. Diese Leuchte ist staub- und wasserabweisend und erreicht IP 65.
Abbildung 5 LED Bogenform Design Abbildung 6. Power Cover und Sockel
2.4 LED-Lichtmodul und Treiber-Power-Design
Wie wir wussten, existierte jede LED ein wenig unterschiedliche Antriebsspannung, so wie man den ungleichmäßigen Strom auf jeder LED zu vermeiden, wurde es ein sehr wichtiges Schlüsseldesign. Obwohl jeder Straßenlichtlieferant sagt, dass seine Stromversorgung konstanten Stromausgang verwendet wird, tatsächlich nach der Messung des LED-Stroms und festgestellt, dass es eine sehr große Variation gab, siehe Tabelle 2. Das lag daran, dass das LED-Lichtmodul nach Serien und paralleler kombinierter Schaltung ausgelegt ist, siehe Abbildung 7. Also, wenn jede LED-Antriebsspannung nicht die gleiche ist, dann wird LED unterschiedlichen Strom erhalten, obwohl Sie die konstante Stromkonstruktion verwendet. Wenn also eine der LEDs ausgefallen ist, wird sie schnell auf andere erweitert, was auf die andere LED zurückzuführen ist, die mehr Strom passieren wird. Die Straßenbeleuchtung von AOP unterscheidet sich von der Konstruktion anderer Anbieter, wir haben das Mehrkanal-Schaltungsdesign (Patent angemeldet) sowohl für das Leistungs- als auch für das LED-Lichtmodul verwendet, siehe Abbildung 8, pro Kanal Ausgangskonstantstrom zu den EINZELNEN Serien-LEDs, um sicherzustellen, dass jede LED den konstanten Strom übergibt. Das gemessene Ergebnis siehe Tabelle 3. es zeigte einen sehr gleichmäßigen Strompass zu jedem Kanal. Der konstante Strom der Verwendung von Mehrkanal-Design wird keinen Einfluss haben, obwohl die unterschiedliche LED-Spannung.
Abbildung 7 LED-Modulserie und Parallelschaltung
Tabelle 4: Strom des Mehrkanal-Designs
4.Schlussfolgerung:
Das Street-Light-Design von AOP ist kombiniert thermische, optische, Mechanismus und Leistung, daher werden alle möglichen Auswirkungen auf die LED-Lebensdauer berücksichtigt. Deshalb ist AOP sehr zuversichtlich in Bezug auf sein Straßenbeleuchtungsprodukt. Darüber hinaus erreicht die Wirksamkeit der AOP-Straßenleuchte auf basis der ITRI-Messdaten bereits 72,8 lm/w, mit der sie derzeit nur schwer konkurrieren kann.
Tsung-Chieh, Chen, P.h. D
Abteilung Systemintegration Entwicklung
Alliance Optotek Corp.
