如何提高LED照明难度开发的灯具设计?(二)
发布时间:2015-1-13 消息来源:天琢照明
除应用在路灯以外,景观、号誌、标示用照明也是LED的激烈战场。
室外用LED灯具的水气与紫外线考验加剧
LED的可调色性是其他光源无法企及的优势,因此受到建筑与设计师的青睐,使用LED灯俨然成为城市先进的象徵。
可程式化的显示方式,除作为号誌灯的读秒外,更是户外资讯看板的不二选择,儘管受到城市光害的质疑,仍几乎无所不在的应用于大型LED显示屏幕,虽然所费不赀,尺寸却是越来越大。放在室外的LED灯具,相对于室内用灯具,散热环境虽然相对较好,但是水气与紫外线的影响却是额外的考验。
水气造成的功能危害
水气的积聚,对电子商品功能最大的问题就是造成电路短路与产品生锈。虽然纯水导电度低,但只要加上电解质,导电度就会上升,容易造成短路现象。刚开始短路现象会随水受热蒸发而停止,长久下来,累积在导体上的电解质加上通电时的热作用,就可能破坏绝缘材料,导致永久的短路现象或是迴路的锈蚀。
裸露的金属材料如銲点或螺丝、端子也会受到水气的影响产生生锈的情况。一旦发生锈蚀,电阻会提高,或者膨胀的导体也可能彼此连接产生短路,造成安全的危险(图2)。另外有些聚合物材料是透过脱水聚合而成,水气的存在会促使聚合物分解反应的进行,造成聚合物材料的破坏。
图2进行耐环境污染绝缘性的UL746A漏电指数测试(CTI)样品
紫外线对外壳材料的破坏
阳光含有高能量的紫外光,除会晒伤皮肤外,也足够裂解大多数的聚合物材料,UL研究发现,只要将近1,000小时的连续高强度曝晒,就可能导致材料的机械强度产生足够危险的衰煺,以及劣化材料的耐燃性。下雨天的号誌灯老是故障,户外的LED大型显示幕也往往在阴雨天时出现白线,其实很多时候就是水气的杰作(表1)。
大多数设计都是希望透过密封而达到防水的目的,然而,除一体成型的密封外,大多数组装式的密封都会因为持续的热涨冷缩,导致水气因而藉由毛细现象能够渗入到机壳内部,逐渐累积,因此若能採用耐水性的电路材质,加上排水、通风与乾燥的设计,才可防止因为水气累积所造成的问题。
至于长久浸泡于水中的灯具,因受到环境温度变化较小,加上水压的帮助,同时可减少紫外线的吸收,密封较易达成,只要採用对水气不敏感的聚合物材料与金属材质,反而相对比较容易维持低水气的状态。