如何解決LED戶(hù)外照明內外壓差設計難點(diǎn)？

如何處理壓差仍是一個(gè)隱藏的設計難點(diǎn)，防潮和透氣設計可以增強LED燈具的可靠性、延長(cháng)其使用壽命。

　　很多商用和住宅照明都已經(jīng)升級到LED光源，因為固態(tài)照明(SSL)燈具能夠持續輸送超過(guò)100，000小時(shí)的光線(xiàn)，而且它也是當今最環(huán)保、可靠的照明解決方案——特別是在戶(hù)外照明中。然而，戶(hù)外應用多變和嚴酷的環(huán)境，潛在的漏水會(huì )導致燈具故障和失效。盡管產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員可以密封燈具，將燈具與環(huán)境隔離，但是燈具內部和外部空氣間被忽略的壓差可能會(huì )引發(fā)很多問(wèn)題。讓我們來(lái)探討下這個(gè)壓力問(wèn)題，考慮用機械設計方法消除這個(gè)問(wèn)題，從而確保燈具的使用壽命。

　　LED燈具的好處不勝枚舉。除了前面提到的壽命長(cháng)以外，固態(tài)照明產(chǎn)品還完全滿(mǎn)足有害物質(zhì)限制(RoHS)規定，比傳統照明技術(shù)節約高達85%的能耗。

　　盡管LED自己能持續使用20年以上，但是這個(gè)壽命周期只有在與之配套的電子元件、電源和驅動(dòng)電源以及整個(gè)燈具像LED一樣可靠耐用時(shí)才能為整個(gè)照明系統提供增值。燈具的所有部件都必須能夠承受所在環(huán)境的嚴酷條件，不管是加勒比的熱帶氣候還是阿拉斯加的酷寒。

　　嚴酷環(huán)境的挑戰根據RTI International的一項研究，LED燈具故障的主要原因是驅動(dòng)電源問(wèn)題，例如電容器和互聯(lián)故障、電壓、水汽或其他化學(xué)品侵入。

　　傳統的驅動(dòng)電源都有一個(gè)五年質(zhì)保期，但是實(shí)驗顯示這些驅動(dòng)電源的故障率很高?？煽啃詥?wèn)題通常由受環(huán)境條件影響而損壞的密封圈、接頭和連接點(diǎn)所致。

　　大多數工程師通常采用下列三種方法增強燈具外殼的耐用性，保護驅動(dòng)電源和電子元件：采用更耐用的密封圈或墊片以改善密封；增加殼體厚度以減少密封圈周?chē)耐鈿ひ苿?dòng)；以及/或在密封圈或墊片周?chē)惭b更多的螺釘以保持更持久的密封效果。

　　然而，即便有了這些措施，密封圈泄漏，造成水的侵入，并最終在透鏡和反射鏡上形成冷凝。

　　這種情況經(jīng)常發(fā)生，這是因為將整個(gè)燈具密封就會(huì )使燈具無(wú)法處理壓力波動(dòng)，不管是正壓還是負壓(或真空)。當這種壓力波動(dòng)發(fā)生時(shí)，會(huì )對密封圈和其它連接點(diǎn)形成較大應力，從而影響密封效果。隨著(zhù)時(shí)間的推移，密封處頻繁的膨脹和收縮會(huì )使密封圈的薄弱點(diǎn)失效，從而失去密封作用，使水、灰塵和污染物進(jìn)入燈具，導致潛在的腐蝕、短路或電子元器件故障。

　　溫度變化，不管是外部、內部還是內外部一起變化，是產(chǎn)生壓差最常見(jiàn)的原因之一。外部溫度變化可能會(huì )非常劇烈(例如在炎熱的夏天突降暴雨)、也可能會(huì )隨著(zhù)季節交替而更平穩地變化。每天白天到夜晚的溫度最多能下降10到20°C，而冬夏之間的季節溫差可以達到40°C以上。

　　當溫度升高時(shí)，燈具內的空氣膨脹，對密封圈、接頭和連接點(diǎn)產(chǎn)生正壓。當溫度下降時(shí)，內部空氣收縮并形成真空，再次對密封處造成壓力。

　　30°C的溫度變化會(huì )造成約10%的空氣流入或流出燈具。

　　對于不同大小的燈具來(lái)說(shuō)，外部溫度的迅速下降能造成燈具內部0.5psi(35mbar)或更高的真空。出現真空時(shí)，水、灰塵和污染物會(huì )進(jìn)入殼體。在比較好的情況下，只是會(huì )加速腐蝕；但是在嚴重的情況下，會(huì )發(fā)生災害性故障。腐蝕會(huì )損害燈具內所含的LED、電線(xiàn)電纜、和其它電子元器件，并最終縮短燈具的壽命。