分析LED护栏管的可靠性问题及解决方案

        1.   引言 

        LED照明正处于蓬勃发展时期，各个城市的亮化工程正如火如荼的开展着，其中护栏管的应用尤其广泛，例如重庆的城市亮化工程、珠江的亮化工程都用了大量的LED护栏管。但是，自护栏管诞生起，就没离开过各种各样的质量问题。国内的绝大部分工程都出现了质量问题，有些工程甚至是刚通过验收就花了。除了政府和其他业主的最低价中标策略， 缺乏良好的工程前期施工和验收的严格监管体制，从业厂家不注重开发，同质化低价竞争等导致市场上护栏管质量普遍低劣的因素以外，目前国内绝大多数LED护栏管厂家积累的经验太少，投入的研发力量少也是一个重要的因素。本文将从几个方面来介绍护栏管的可靠性问题以及这些问题的解决方案，希望能给护栏管厂家，灯光工程公司及业主一些有价值的参考和借鉴。

       2.   LED护栏管需要解决的可靠性问题

        2.1  防水

       以前的LED护栏管是在外罩接口处用硅胶密封，内部LED、电路都是裸露的，由于昼夜温差大，外罩的端头与外罩热胀冷缩不同，导致硅胶密封处出现缝隙，下雨后雨水渗进内部，可想而知结果会怎么样。要解决这个问题，一定要求对内部电路和LED灌胶处理，外面外罩硅胶密封固然简单，但可靠性达不到在户外大规模应用的要求。

        另一个问题就是电气连接的接头问题。很多厂家为了便宜往往选择塑胶接头，或者选择质量较差的金属接头，短时间的测试和使用，塑胶还没有变形，防水是没有问题，但是经过太阳的照射和昼夜温差变化，四季气候变化，塑胶就会变形，从而导致防水胶圈失效，雨水渗进接头内部导致电线短路，特别在带电状态，电线的腐蚀比不带电状态下高若干个数量级。本人曾经做的实验，信号线接触水后在8个小时通电状态下就已经腐蚀的象铁锈一样。较差的金属接头的价格只有正规厂家的几分之一，由于表面处理和本身材料问题，也容易被雨水腐蚀，导致信号短路。

        2.2   防紫外线

        LED护栏管由于要求混光，在外面都会加上外罩，外罩的材料选择是很多不规范公司降低成本的又一个手段，质量好的产品都会使用增加了抗紫外线的材料，如GE， 拜尔等材料，而质量不好的LED护栏管很多使用混合了水口料的材料，谈不上抗紫外线，太阳光比较大的地方，不到一个月，外罩就变成黄色的了，从而出光效果变差，透光率也大大减小。

        2.3   防开裂

        这个问题，还是外罩的问题，如果选择的是带水口料的材料，材料内应力很难去除，导致材料开裂。即使选择比较好的材料，如果设计，生产工艺不合理，也会产生很多内应力，有经验的公司都会在注塑时选择恒温保护，尽量减少内应力，还有一个去除内应力很好的办法，如果对此有兴趣的读者可以咨询材料方面的专家。

         2.4   线损

        铜是一些厂家节省成本的地方，大家都知道，一般好的生产厂家都会在内部使用1mm2以上的导线，而且导线使用的是符合国标的产品。如果导线面积不够，电阻较大，前面的护栏管和后面的护栏管就有较大的电压差，为了让后面的LED电流与前面的一致，一定需要增加输入电压，这样无形中就增加了功耗，很多电能不是驱动LED，而是浪费在导线和恒流芯片上。一般来说如果设计的产品前后电压超过15%，问题就很严重了，因为现在通用的恒流芯片都是有功耗要求的，如果功耗太大，热量散不出去就会导致芯片烧毁。大家现在应该明白为什么很多级连的LED护栏管都是前面坏的多了。

        2.5   散热

        这个问题不仅体现的成本问题上，更多的是体现一个厂家的技术实力上，现在有些LED护栏管外罩和低座完全是一体的，都是塑胶材料，而且LED排布很密，这样当达到热平衡时，LED的结温已经很高了，如果工作时的环境温度较高，LED的寿命会急剧减少。实力强的LED护栏管公司肯定会有热设计人员，在设计护栏管时要将LED的热量和恒流芯片的热量有效的导到大气中去。大家应该想到使用铝材是比较好的解决方案，铝的导热系数高，可以有效的将内部热量导出。另外在设计时也要尽量将PCB靠近铝底座，从而减少灌封胶部分产生的热阻。这个问题又涉及到另一个问题，即灌封胶的选择上，好的灌封胶不仅要求硬度适中，也要求有比较高的导热系数，目前很多护栏管厂家借鉴LED大屏的经验，使用韩国的灌封胶，这是个不错的选择，本人综合的比较后发现某家德国公司的灌封胶在综合性能上更胜一筹。

         3.   结论

         LED护栏管的电子部分看起来比较简单，但要做到高稳定性还是要做很多细致的设计的。当然对于护栏管目前存在的问题来看，最为关键的还是要解决好防水设计、散热设计等问题。