LED護欄管可靠性問(wèn)題及其解決方案

一、概述

　　本文將從幾個(gè)方面來(lái)介紹護欄管的可靠性問(wèn)題以及我們針對這些問(wèn)題的解決方案，希望能給護攔管廠(chǎng)家，燈光工程公司及業(yè)主一些有價(jià)值的參考和借鑒，并扭轉人們對LED護欄管的壞印象，重新塑造它良好的真實(shí)形象。

　　二、護欄管的用途

　　LED護欄燈廣泛用于立交橋、河道、公路、花園、樓房建筑輪廓、大型廣告招牌、人行天橋、舞廳、酒吧、卡拉OK廳等場(chǎng)合，是美化裝飾城市環(huán)境的理想選擇。護欄管的長(cháng)度一般根據用戶(hù)的要求決定。

　　三、護欄管的技術(shù)參數

　　LED護欄燈有單色、雙色、七彩等顏色，通過(guò)微電腦或電路控制，可以實(shí)現漸變、跳變、色彩閃爍、隨機閃爍、漸變交替、跑動(dòng)追逐、定色等各種色彩艷麗的變化效果，可獨立配置每種花樣的運行參數，編輯自動(dòng)運行模式，選擇指定的花樣?？梢酝瑫r(shí)控制幾十至幾千條LED護欄燈管的亮滅，自動(dòng)存儲設置參數，預置參數重新裝入等功能。 一般護欄管一根內的LED顆數是：96粒/108粒/144粒。目前外形以D形管為主。使用電壓：直流12V/24V/36V和交流220V。

　　四、護欄管元器件的選擇

　　1、光珠：

　　LED光珠肯定是護欄管中最重要的器件，也價(jià)值最高。LED光珠必須選用正規大廠(chǎng)的產(chǎn)品。就我們的經(jīng)驗，選用12微米或以上的芯片，肯定強于9微米的芯片，這主要還在于散熱要良好些，在光衰和可靠性方面就要好得多，只是一般的用戶(hù)對它無(wú)法檢測。成都穩建電子公司就從事LED光珠的生產(chǎn)，除了芯片外，其它的輔助材料公司也是嚴格選擇，這就能夠保證所生產(chǎn)光珠的質(zhì)量，護欄管的質(zhì)量從源頭就把好關(guān)了。

　　2、電源：

　　護欄管的供電有兩種方式：220V的高壓和48V以下的低壓。220V直接供電是一種危險而又不經(jīng)濟的方式，低質(zhì)的做法是用電容或電阻降壓后供給。這種方式首先是安全性就存在很大的問(wèn)題;其次是太耗電并對電網(wǎng)有極大的損害，供電部門(mén)是堅決反對的。我們遇到多個(gè)實(shí)例，LED確實(shí)是省電但制作出來(lái)卻耗電驚人。如四川宜賓某大橋需要護欄管一千多米，有人低價(jià)供貨后安裝通電，不到半小時(shí)險些造成全城供電線(xiàn)路的崩潰，供電局被迫對該線(xiàn)路全線(xiàn)停電。我公司技術(shù)人員應邀到現場(chǎng)幫助分析原因，發(fā)現每根護欄管使用了一支2。2μ的電容，實(shí)測其功耗超過(guò)38瓦，和其原先報上去的LED的耗電7瓦多出了5倍還要多。最要命的還是：由于突然在線(xiàn)路上加接了大量的容性負載，使供電線(xiàn)路失配形成了自激震蕩，幸虧值班人員處置得當否則就可能出大事故。所以我們強烈呼吁護欄管的供電不要使用電容降壓方式。那么什么方式最好呢?經(jīng)過(guò)我們理論推演和實(shí)際測試，我們認為用36V以下的直流供電是最佳方式值得推薦，直流電壓的獲得最好就用開(kāi)關(guān)電源，考慮到成本和線(xiàn)路的損耗采用分段供電的方式即可。當然也有用變壓器通過(guò)變換的方式把交流220V的高壓轉換成交流30V的低壓來(lái)用的，這種方式的效率要低些，如果不加穩壓對光珠容易造成傷害，而且隨著(zhù)資源的緊缺有色金屬也是越來(lái)越昂貴，不是發(fā)展的方向。

　　3、控制方式：

　　護欄管一般是單色常亮和七彩變化的亮燈形式。七彩變化簡(jiǎn)單的控制方法常用CD4060加三極管或是CD4060加CD40174，頻率時(shí)序用電網(wǎng)的50Hz。

　　我們還是推薦用單片機程序的方式要好些，與電網(wǎng)無(wú)關(guān)。根據我們制作經(jīng)驗，用單片機加595電路用串口形式接線(xiàn)最少，成本較低，而且使用靈活。目前我們新推出的微型護欄管電源效果還不錯，成本、可靠性、電磁兼容性等問(wèn)題都解決得較好，每根護欄管一個(gè)，能解決常亮形式的護欄管電源問(wèn)題。線(xiàn)路上傳輸的是220V電壓，電源的效率高。

五、LED護攔管需要解決的可靠性問(wèn)題

　　1、 防水

　　LED護欄管一般是在外罩接口處用熱熔膠或硅膠密封，內部LED、電路板都是裸露的，由于晝夜溫差大，外罩的端頭與外罩熱脹冷縮不同，導致熱熔膠或硅膠密封處出現縫隙，下雨后雨水滲進(jìn)內部，造成電路短路而燒毀LED。要解決這個(gè)問(wèn)題，一定要求對內部電路和LED進(jìn)行灌膠處理。接頭單用熱熔膠或硅膠密封固然簡(jiǎn)單，但可靠性達不到在戶(hù)外大規模應用的要求。 另一個(gè)就是電氣連接的接頭問(wèn)題。很多廠(chǎng)家為了便宜往往選擇塑膠接頭，或者選擇質(zhì)量較差的金屬接頭，短時(shí)間的測試和使用，塑膠還沒(méi)有變形，防水是沒(méi)有問(wèn)題，但是經(jīng)過(guò)太陽(yáng)的照射和晝夜溫差變化，四季氣候變化，塑膠就會(huì )變形，從而導致防水膠圈失效，雨水滲進(jìn)接頭內部導致電器短路，特別在帶電狀態(tài)，電線(xiàn)的腐蝕比不帶電狀態(tài)下高好幾個(gè)數量級。較差的金屬接頭的價(jià)格和合格品相比要差很多倍。

　　2、 防紫外線(xiàn)

　　LED護欄管由于要求混光防雨，外面都會(huì )有外罩，外罩的材料選擇是很多不規范公司降低成本的又一個(gè)手段，質(zhì)量好的產(chǎn)品都會(huì )使用增加了抗紫外線(xiàn)的材料，如GE， 拜爾等材料，而質(zhì)量不好的LED護欄管很多使用混合了水口料的材料，談不上抗紫外線(xiàn)，太陽(yáng)光比較大的地方，不到一個(gè)月，外罩就變成黃色的了，從而出光效果變差，透光率也大大減小。

　　3、 防熱脹冷縮及內應力造成開(kāi)裂

　　這是外罩的問(wèn)題，如果選擇的是帶水口料的材料，材料內應力很難去除，導致外罩容易開(kāi)裂。即使選擇比較好的材料，如果設計，生產(chǎn)工藝不合理，也會(huì )產(chǎn)生很多內應力，有經(jīng)驗的公司都會(huì )在注塑時(shí)選擇恒溫保護，盡量減少內應力，并采用很多物理的辦法來(lái)消除內應力。LED護欄管一般工作在室外，由于溫差的影響，其熱脹冷縮是外罩開(kāi)裂的主要原因，目前比較好的解決方法就是選用熱脹冷縮系數最小的材料來(lái)制作。

　　4、 線(xiàn)損

　　有色金屬漲價(jià)很多，采用劣質(zhì)材料和減小線(xiàn)徑是一些廠(chǎng)家節省成本的方法，大家都知道，一般好的生產(chǎn)廠(chǎng)家都會(huì )在內部使用1mm2以上的導線(xiàn)，而且導線(xiàn)材料使用的是符合國標的產(chǎn)品。

　　如果導線(xiàn)面積不夠或材料的雜質(zhì)太多，電阻值就較大，前面的護欄管和后面的護欄管就有較大的電壓差，為了讓后面的LED也能正常工作，就需要增加輸入電壓，這樣無(wú)形中就增加了功耗，很多電能不是用于驅動(dòng)驅動(dòng)LED，而是浪費在導線(xiàn)和恒流芯片上。一般來(lái)說(shuō)如果設計的產(chǎn)品前后電壓超過(guò)15%，問(wèn)題就很?chē)乐亓?，因為現在通用的恒流芯片都是有功耗要求的，電壓高功耗就大，如果功耗太大，熱量散不出去就會(huì )導致芯片燒毀。這就是為什么很多級連的LED護欄管都是前面損壞得多的原因了。

　　5、 散熱

　　這不僅體現的是成本問(wèn)題，更多是體現一個(gè)企業(yè)的技術(shù)實(shí)力。一般LED護欄管外罩和低座完全是一體的，都是塑膠材料。當LED排布很密時(shí)，在通電熱平衡后，LED的結溫已經(jīng)很高了，就將造成LED的壽命急劇減少。實(shí)力強的LED護欄管公司肯定會(huì )有熱設計人員，在設計護欄管外罩時(shí)就會(huì )想法把LED的熱量和恒流芯片的熱量有效的傳導到大氣中去。底座使用鋁材是比較好的解決方法，鋁的導熱系數高，能夠將內部熱量導出。另外在設計時(shí)也要盡量將PCB靠近鋁底座，最好是在注塑時(shí)鋁底座就一起壓制在里面不存在防水問(wèn)題。

　　6、灌封膠的選用

　　合格的灌封膠應具有以下的特點(diǎn)：

　?、?、粘接力密封性能強，能提高產(chǎn)品的粘接性能。

　?、?、對pc管無(wú)腐蝕和改性：市場(chǎng)上的有些膠水,在使用后可能改變pc管的分子結構,大大削弱了pc管的硬度和抗外力性能,容易變脆、開(kāi)裂，從而縮短護欄燈的壽命。

　?、?、環(huán)保無(wú)毒無(wú)害。滿(mǎn)足目前出口電子產(chǎn)品對產(chǎn)品的環(huán)保要求越來(lái)越嚴格的趨勢。

　?、?、粘度適中。防止在粘接過(guò)程中有流淌的現象，從而影響密封效果。

　?、?、抗老化性能優(yōu)良，長(cháng)久使用本身不會(huì )變色或造成燈管變色。

　?、?、耐溫性能穩定。能保證產(chǎn)品的耐溫性能，能解決長(cháng)期在北方寒冷的天氣和南方濕熱的環(huán)境下使用時(shí)的脫落問(wèn)題。

　?、?、要有優(yōu)良的導熱性能，能夠把光珠或電路上的熱量傳導出去。