一, Jangka hayat teori: jumlah maksimum masa bahan semikonduktor boleh bertahan
Bahan asas lampu kilang LED,-diod pemancar cahaya, menentukan berapa lama ia harus bertahan secara teori. LED ialah peranti semikonduktor keadaan pepejal-yang memancarkan cahaya dengan menggabungkan semula elektron dan lubang. Secara teori, ini bermakna sumber cahaya tradisional tidak mempunyai masalah dengan ablasi elektrod atau lebur filamen. Menurut piawaian Suruhanjaya Pencahayaan Antarabangsa (CIE), cip LED-berkualiti tinggi boleh bertahan selama 50,000 hingga 100,000 jam apabila didorong oleh arus stabil pada suhu 25 darjah . Inilah masa yang diperlukan untuk fluks bercahaya turun kepada 70% daripada nilai asalnya.
Data ini berdasarkan satu langkah besar ke hadapan dalam sains bahan:
Pengoptimuman struktur cip: Teknik Flip Chip menyambungkan cip LED terus ke substrat dengan bonggol logam. Ini menjadikan pelesapan haba tiga kali lebih cekap berbanding dengan cip pemasangan standard dan melambatkan pereputan cahaya.
Penambahbaikan serbuk pendarfluor: Kecekapan kuantum serbuk pendarfluor-berasaskan nitrida telah meningkat kepada lebih 90% dan apabila dipasangkan dengan teknologi pengkapsulan silikon, ia menjadikan lengkung pereputan cahaya lebih lancar. Selepas 50,000 jam penggunaan, jalur cahaya merah (660nm) fluks bercahaya bagi jenis lampu tumbuhan tertentu masih 82% daripada apa yang berlaku semasa ia baharu.
Naik taraf litar pemacu: Reka bentuk bersepadu cip pemacu arus berterusan mengekalkan perubahan voltan dalam ± 1% untuk melindungi cip daripada kerosakan yang disebabkan oleh kejutan voltan lampau.
2, Jangka hayat sebenar: ujian kedua-dua pengurusan haba dan cara ia akan digunakan
Secara teori, lampu tumbuhan LED harus bertahan lebih lama daripada yang mereka lakukan dalam kehidupan sebenar. Walau bagaimanapun, perkara seperti perubahan dalam suhu, kelembapan dan berulang pada-kitaran mati boleh menjadikannya bertahan jauh lebih singkat. Menurut kajian industri, jangka hayat tipikal lampu tumbuhan LED di rumah hijau adalah antara 30,000 dan 50,000 jam. Sebab utama percanggahan adalah:
1. Pengurusan terma: bahagian terpenting dalam reka bentuk pelesapan haba
Jika suhu simpang (suhu simpang PN) lampu kilang LED meningkat sebanyak 10 darjah Celsius, jangka hayatnya dipotong separuh. Suhu dan kelembapan rumah hijau yang tinggi menjadikan masalah ini lebih teruk:
Pelesapan haba pasif: Pada suhu ambien 40 darjah , lampu dengan sink haba berbentuk aluminium-boleh mencapai suhu simpang 85 darjah , yang memendekkan hayatnya kepada 30,000 jam.
Pelesapan haba aktif: Lampu dengan sistem penyejukan cecair boleh mengekalkan suhu simpang di bawah 65 darjah dan bertahan selama lebih daripada 50,000 jam. Siri Philips GreenPower dari Belanda, misalnya, menggunakan teknologi paip haba. Dalam ujian rumah hijau di Sanya, Hainan, kehilangan cahaya selepas 40,000 jam penggunaan berterusan hanyalah 12%.
2. Bekalan kuasa untuk pemacu: Kestabilan ialah perkara yang membolehkan-prestasi jangka panjang.
Kebolehpercayaan keseluruhan cahaya bergantung pada berapa lama sumber kuasa pemanduan bertahan. Sumber kuasa yang tidak begitu baik sering rosak selepas kira-kira 20,000 jam kerana masalah seperti penuaan kapasitor dan pengeringan elektrolit. Bekalan kuasa pemacu-berkualiti tinggi menggunakan kapasitor elektrolitik seramik dan-panjang (seperti 105 darjah /5000 jam), serta litar yang melindungi daripada voltan lampau, arus lebihan dan litar pintas. Ini boleh menjadikan bekalan kuasa bertahan lebih daripada 50000 jam.
3. Kes guna: permainan yang mengubah kecerahan dan kekerapan lampu
Light intensity: A high power density (such PPFD>300 μ mol/m²/s) akan mempercepatkan penuaan cip. Eksperimen telah mendedahkan bahawa PPFD meningkat daripada 200 μ mol/m²/s kepada 400 μ mol/m²/s pada suhu simpang yang sama, yang mengurangkan jangka hayatnya sebanyak 40%.
Kekerapan mula dan berhenti: LED boleh bermula dan berhenti serta-merta, tetapi menghidupkan dan mematikannya terlalu kerap mungkin menghasilkan kejutan tekanan haba. Berbanding dengan lampu yang menyala sepanjang masa, lampu yang mula dan berhenti lebih daripada 10 kali sehari bertahan 25% lebih sedikit masa.
3, Strategi untuk memanjangkan hayat: mengoptimumkan keseluruhan rantaian daripada reka bentuk kepada operasi dan penyelenggaraan
1. Memilih bahan: Naik ke penyelesaian peringkat-kejuruteraan
Cip: Cip Cree XP-G3 dan Osram Oslon Square adalah yang terbaik kerana ia bertahan lebih daripada 60,000 jam pada L70.
Serbuk pendarfluor: Menggunakan serbuk pendarfluor berasaskan silikat-dan bukannya sistem sulfida biasa menjadikan rintangan sulfur tiga kali lebih baik.
Gam enkapsulasi: Untuk meminimumkan kekuningan, yang mungkin menjadikan cahaya kurang berkesan, pilih silikon organik yang boleh menahan suhu tinggi (150 darjah ) dan sinaran UV.
2. Reka bentuk struktur: Jadikan laluan untuk mengalirkan haba lebih kuat.
Sinki haba: Ia mempunyai tiga-struktur pelesapan haba yang diperbuat daripada kuprum-substrat komposit aluminium, paip haba dan sirip. Rintangan haba kurang daripada 0.5 darjah / W.
Kanta optik: Kanta diperbuat daripada bahan PC, yang membenarkan lebih daripada 92% cahaya masuk dan bertahan lebih lama daripada akrilik.
Reka bentuk perlindungan IP67 boleh tahan terhadap hakisan wap air yang disebabkan oleh sistem semburan rumah hijau.
3. Pengurusan operasi dan penyelenggaraan: Menggunakan lampu secara saintifik untuk menjadikannya tahan lebih lama
Strategi pencahayaan: Tukar PPFD secara dinamik berdasarkan keperluan loji untuk mengelak daripada berjalan pada kuasa penuh sepanjang masa. Sebagai contoh, PPFD 150 μ mol/m²/s telah digunakan semasa pokok salad adalah anak benih, dan ia dinaikkan kepada 250 μ mol/m ²/s apabila mereka dewasa.
Kitaran pembersihan: Untuk mengelakkan rintangan haba daripada naik, bersihkan habuk dari permukaan radiator setiap tiga bulan.
Penyelesaian untuk sandaran: Menggunakan seni bina bekalan kuasa dwi litar, ia secara automatik bertukar kepada lampu sandaran apabila satu lampu padam, yang mengurangkan kekerapan ia perlu bermula dan berhenti.
