專利名稱：一種led路燈驅(qū)動電源的安裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及 照明領(lǐng)域，具體涉及一種能夠改善LED路燈驅(qū)動電源工作環(huán)境溫度的 安裝方法。
背景技術(shù)：
LED (Light Emitting Diode)發(fā)光二極管，是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直 接把電能轉(zhuǎn)化為光能。半導(dǎo)體由兩部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo) 地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子，當(dāng)這兩種半導(dǎo)體連接起來的時候，它們之 間就形成一個“P-N結(jié)”，當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個發(fā)光二極管的時候，電子就會被推向P 區(qū)，注入P區(qū)的空穴和注入N區(qū)的電子在擴散至有源區(qū)后經(jīng)輻射復(fù)合而發(fā)出光子，將電能直 接轉(zhuǎn)化為光能。LED路燈是以發(fā)光二極管作為光源，是一種固態(tài)冷光源，LED路燈的光源采用低 壓或高壓直流供電，具有高效、安全、節(jié)能、環(huán)保、壽命長、響應(yīng)速度快、顯色指數(shù)高等獨特優(yōu) 點，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于城市道路照明。LED路燈的外罩采用PC管制作，耐高溫達(dá)135度，耐 低溫達(dá)-45度。驅(qū)動電源采用直流9V-30V或市電交流84V-264V寬電壓輸入，精準(zhǔn)的恒流 輸出，使每顆LED光源工作在恒定不變的額定電流下，線路損耗和老化系數(shù)小，電轉(zhuǎn)換效率 >85%。但是各部件工作時產(chǎn)生的熱量是影響LED路燈壽命和發(fā)展的一個關(guān)鍵因素，LED 是光電器件，在其工作過程中只有15% 25%的電能轉(zhuǎn)換成光能，其余的電能幾乎都轉(zhuǎn)換 成熱能，導(dǎo)致LED燈的溫度升高。特別是大功率LED燈，發(fā)熱量更是大問題，例如1個IOW 白光LED若其光電轉(zhuǎn)換效率為20 %，則有8W的電能轉(zhuǎn)換成熱能，若不加散熱措施，則大功率 LED的器芯溫度會急速上升，當(dāng)其結(jié)溫(TJ)上升超過最大允許溫度時(一般小于150°C )， 大功率LED會因過熱而損壞。因此在大功率LED燈具設(shè)計中，最主要的設(shè)計工作就是散熱設(shè) 計。如果散熱解決不好，會迅速導(dǎo)致LED老化、穩(wěn)定性降低、光衰大，表1是大功率白光LED 的結(jié)溫TJ在亮度衰減70%時與壽命的關(guān)系參考表
Tj(°C )Life (小時) Tj (°C ) Life (小時) 252340008529500
301910009025700
351570009522300
40129000100 19500
45107000105 17100 從上表可以看出TJ = 50°C時，壽命為90000小時，TJ = 80°C時，壽命降到34000 小時，TJ= 115°C時，其壽命只有13300小時了。TJ在散熱設(shè)計中要提出最大允許結(jié)溫值 TJmax,實際的結(jié)溫值TJ應(yīng)小于或等于要求的TJmax，即TJ彡TJmax0從以上的測試數(shù)據(jù)可 看出發(fā)光二極管可正常工作的結(jié)溫溫度應(yīng)< 85°C。高于此溫度范圍效率將大大降低，甚至 于燒毀。故結(jié)點溫度越低，理論上LED芯片壽命就越長。現(xiàn)有的LED路燈是一個系統(tǒng)的集成，結(jié)構(gòu)設(shè)計均為一體化設(shè)計，LED、驅(qū)動電源、散 熱器安裝在一起，并將多個LED顆粒進行組合。散熱方式主要有自然對流散熱、加裝風(fēng)扇 強制散熱、熱管、回路熱管散熱和均溫板散熱等。在LED路燈的發(fā)熱器件中，主要是發(fā)光二 極管和驅(qū)動電源。驅(qū)動電源需要將交流市電壓轉(zhuǎn)換成需要的恒定電流的直流電，才能使LED 正常工作，可以說驅(qū)動電源是整個LED照明系統(tǒng)的心臟。驅(qū)動電源由若干分立元件和集成 電路構(gòu)成，這些電子元件在工作過程中也會產(chǎn)生一定的熱量。根據(jù)電路設(shè)計、電子器件以及 負(fù)載的不同，驅(qū)動電源所產(chǎn)生的熱量通常占到輸入功率的8% -15%不等，這部分熱量需要 通過驅(qū)動電源本身向周圍環(huán)境散發(fā)出去。通常由于驅(qū)動電源散熱面積有限，在剛開始工作 時由于自身溫度與環(huán)境溫度溫差較小，換熱效率較低，有一部分熱能不能被有效傳遞出去， 造成驅(qū)動電源工作的時間越長，其溫度上升的也就越高，直到溫度提高一定水平后才能使 發(fā)出的熱和散掉的熱達(dá)到平衡。驅(qū)動電源的壽命瓶頸通常取決于所使用的電解電容的壽 命，而電解電容的壽命是遵循每升高10攝氏度壽命減半的原則，所以如果驅(qū)動電源達(dá)到熱 平衡時的溫度越高，驅(qū)動電源的壽命和可靠性都會越低，甚至是快速損壞。除了上述驅(qū)動電源的發(fā)熱問題以外，LED驅(qū)動電源還有一個最低工作溫度限制。這 個指標(biāo)反映了驅(qū)動電源的耐受低溫環(huán)境的能力，當(dāng)環(huán)境溫度低于LED電源的最低允許工作 溫度時會出現(xiàn)無法啟動的故障。同時LED驅(qū)動電源應(yīng)用在冬季嚴(yán)寒地區(qū)使用時，白天非工 作狀態(tài)下驅(qū)動電源遇冷處在收縮狀態(tài)，開始工作后就會發(fā)熱膨脹。由于驅(qū)動電源的部件材 質(zhì)不同，熱膨脹系數(shù)也不同，循環(huán)往復(fù)的冷熱沖擊也會大大增加驅(qū)動電源內(nèi)部器件物理損 壞的風(fēng)險?，F(xiàn)有技術(shù)中LED路燈驅(qū)動電源的主要安裝方式是將驅(qū)動電源與LED燈體安裝在一 起，驅(qū)動電源安裝在燈頭上的電源倉中或直接暴露空氣中，這類方式存在下面兩個問題
(1)重量過大，上述方案為了承載驅(qū)動電源或增加散熱面積，常常需要加大散熱器 的體積，再加上驅(qū)動電源本身的重量，使得LED燈頭的重量一般達(dá)到10- 50公斤，安裝極 不方便。而且為了支撐如此重量的LED燈頭，還需要高強度的燈桿，加大了整個路燈的成 本。重量增加帶來的另一個問題就是，燈頭的固定裝置易脫離、損壞，增加了 LED燈頭掉落 的隱患，不但會造成經(jīng)濟損失，還對燈下的行人和車輛增加了潛在的危險。(2)散熱問題，LED路燈在照明時會產(chǎn)生大量的熱能，一般使用鋁制散熱片進行 散熱，而驅(qū)動電源在工作過程中，同樣會產(chǎn)生熱量，如果光源和驅(qū)動電源使用同一組散熱裝 置，就會發(fā)生不是驅(qū)動電源將熱傳給了 LED光源，就是LED光源將熱傳給了驅(qū)動電源，兩者 存在相互干擾的問題。如果將LED驅(qū)動電源置入獨立倉室或燈桿中來避免與LED光源熱量 相互傳導(dǎo)干擾，又減少了正常的空氣流動。如果將驅(qū)動電源裸露置于LED燈體外，則會由于 陽光暴曬直接使驅(qū)動電源在非工作狀態(tài)就形成高溫環(huán)境，都對驅(qū)動電源的散熱極為不利。
(3)耐低溫能力，上述安裝方式都不可避免地使LED驅(qū)動電源直接受到空氣溫度 的影響。通常驅(qū)動電源的正常工作溫度在零下40度以上，在寒冷地區(qū)出現(xiàn)低于驅(qū)動電源正 常工作溫度時，上述方法中的驅(qū)動電源將無法啟動工作。即便高于允許工作溫度正常啟動， 也會在驅(qū)動電源工作發(fā)熱后產(chǎn)生劇烈的冷熱沖擊中對自身造成極大的影響。(4)維護不便，在通常情況下驅(qū)動電源的可靠性低于LED的可靠性，而驅(qū)動電源與 光源裝設(shè)在一起，距離地面數(shù)米至數(shù)十米的高度，一旦需要維護就需要專用的工程車輛和 專業(yè)人員進行高空作業(yè)，不但麻煩而且危險。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技 術(shù)中LED路燈驅(qū)動電源受環(huán)境溫度影響大，且不能很好解決驅(qū)動電 源本身散熱問題，在超出工作范圍的環(huán)境溫度下無法正常工作或故障率高的問題，本發(fā)明 提供一種實施方便、適用范圍廣且較少受環(huán)境影響的、能夠保持長時間工作而溫度升高不 大的LED路燈驅(qū)動電源安裝方法，具體方案如下一種LED路燈驅(qū)動電源的安裝方法，其特 征在于，包括如下步驟步驟1 在LED路燈燈桿附近的地下挖一個容積大于驅(qū)動電源體積的安裝坑；步驟2 將LED路燈驅(qū)動電源放入安裝坑內(nèi)，并接通驅(qū)動電源的輸入和輸出線路；步驟3 在安裝坑內(nèi)埋填導(dǎo)熱介質(zhì)并將驅(qū)動電源包住；步驟4:掩埋安裝坑。本發(fā)明的另一優(yōu)選方法所述步驟1中安裝坑的容積與驅(qū)動電源的體積比為1 10 1.本發(fā)明的另一優(yōu)選方法所述步驟1中安裝坑的深度在200CM以內(nèi)。本發(fā)明的另一優(yōu)選方法所述安裝坑優(yōu)選深度為20 45CM內(nèi)。本發(fā)明的另一優(yōu)選方法所述步驟2中驅(qū)動電源外安裝有防止導(dǎo)熱介質(zhì)流失的固 定框，固定框的容積大于驅(qū)動電源的體積小于或等于安裝坑的體積。本發(fā)明的另一優(yōu)選方法所述步驟3中輸入和輸出線路的接頭位于安裝坑內(nèi)或位 于LED路燈燈桿內(nèi)。本發(fā)明的另一優(yōu)選方法所述步驟3中的導(dǎo)熱介質(zhì)為細(xì)沙、碎石或細(xì)陶瓷粒中的 一種或幾種的混合物。
本發(fā)明的另一優(yōu)選方法所述導(dǎo)熱介質(zhì)中混有石灰，所述石灰與導(dǎo)熱介質(zhì)的體積 比為1 30 50。本發(fā)明的另一優(yōu)選方法所述步驟4中的掩埋采用如下方法利用水泥板直接封 蓋安裝坑洞口或利用挖出的泥土直接回填封蓋安裝坑洞口。本發(fā)明將LED路燈的驅(qū)動電源安裝在地面下，利用地溫相對空氣溫度較穩(wěn)定的特 性提供一個適宜驅(qū)動電源工作的環(huán)境，使驅(qū)動電源的溫度在嚴(yán)寒的天氣中也能夠保持在工 作范圍內(nèi)，避免了在某些地區(qū)出現(xiàn)極限天氣無法使用或安裝LED路燈的情況。即使在酷熱 的夏天，地面以上較高的空氣溫度也不會對安裝在地下的驅(qū)動電源產(chǎn)生太大影響，使驅(qū)動 電源能夠在一個合理的溫度范圍內(nèi)工作。而且驅(qū)動電源不用再暴露在陽光下，防止了陽光 和風(fēng)雨造成的老化情況。驅(qū)動電源在工作時的熱量還可以利用導(dǎo)熱介質(zhì)傳導(dǎo)到地里，使驅(qū) 動電源在長時間工作的情況下，保持一個較低的溫度而不是持續(xù)上升，大大延長了驅(qū)動電 源的壽命。驅(qū)動電源安裝在地下，還避免了爬到幾米或十幾米的高空中對驅(qū)動電源進行維 護，可以有效避免維護更換的復(fù)雜性和危險性。利用不同大小的安裝坑和不同的導(dǎo)熱介質(zhì)， 可以對不同功率的驅(qū)動電源進行導(dǎo)熱，利用固定框即可以固定導(dǎo)熱介質(zhì)防止?jié)B水流失，也 為設(shè)備更換帶來方便。摻入石灰的導(dǎo)熱介質(zhì)還能夠防潮防蟲，避免設(shè)備受損。本方法不但 適應(yīng)極限高溫、高寒地區(qū)，還能夠保證在正常氣溫地區(qū)的工作溫度降低，解決了 LED路燈散 熱方面的一個難題，為LED路燈的普及打開了新的局面。


圖1本發(fā)明LED路燈的驅(qū)動電源安裝位置示意圖其中標(biāo)號1-安裝坑、2-驅(qū)動電源、3-輸入端和輸出端線路、4-導(dǎo)熱介質(zhì)、5-固定 框
具體實施例方式如圖1所示，本方法采用在LED路燈燈桿附近地面下，挖一個一定深度的掩埋驅(qū)動 電源的安裝坑1，將驅(qū)動電源2放置在安裝坑內(nèi)，安裝坑1的容積大于驅(qū)動電源2的體積，將 驅(qū)動電源的輸入端和輸出端線路3分別與供電線路和LED燈的供電線路連接，驅(qū)動電源與 供電線路和LED燈供電線路的接頭點可以位于安裝坑內(nèi)，也可以位于LED路燈燈桿內(nèi)。在 安裝坑內(nèi)填細(xì)沙、碎石或細(xì)陶瓷粒中的一種或其中幾種構(gòu)成的導(dǎo)熱介質(zhì)4，導(dǎo)熱介質(zhì)將驅(qū)動 電源包住并圍在中間，需要保證驅(qū)動電源在安裝坑內(nèi)沒有空隙，細(xì)沙、碎石或細(xì)陶瓷粒的作 用是用于傳導(dǎo)驅(qū)動電源工作時產(chǎn)生的熱量到安裝坑四周的泥土中，在地面溫度處于極端狀 況時，還可以保持不工作狀況下驅(qū)動電源本身溫度處于限定的存儲溫度范圍內(nèi)。安裝坑與驅(qū)動電源兩者的體積比一般考慮LED路燈功率的大小，驅(qū)動電源的功率 越大，相應(yīng)的安裝坑的容積就越大，兩者的體積比一般為1 10 1，優(yōu)選采用5 1。填 充在安裝坑內(nèi)的導(dǎo)熱介質(zhì)中可以增加一些石灰用于防蟲和防潮，石灰與導(dǎo)熱介質(zhì)的比例為 1 30 50，也可以將石灰直接填在導(dǎo)熱介質(zhì)與安裝坑之間。為了防止導(dǎo)熱介質(zhì)因為下雨、化雪等原因被水帶入泥土內(nèi)，造成安裝坑內(nèi)出現(xiàn)空 隙，影響驅(qū)動電源的散熱效果，本方案在驅(qū)動電源的外部套一個固定框5，固定框的形狀與 驅(qū)動電源的形狀對應(yīng)，導(dǎo)熱介質(zhì)4填充在固定框5內(nèi)、外，既起到固定作用也起到導(dǎo)熱作用。固定框的材料一般優(yōu)選采用鋁制作，可防止生銹，固定框的容積<安裝坑的體積。由于LED 路燈都安裝在室外，需要經(jīng)受雨雪，因此驅(qū)動電源都做有防水處理，但為減少意外出現(xiàn)，本 方法在固定框頂部安裝一個錐形頂蓋，用于將地面上滲入的水引到固定框外，固定框也可 以安裝一個密封底，用于防止地下水的滲入。還可以采用模塊式工序，將驅(qū)動電源、導(dǎo)熱介 質(zhì)和固定框事先做好，在LED路燈安裝時，直接放入安裝坑內(nèi)即可，到需要維修時，直接挖 開洞口將固定框提出即可。表2是黑龍江省漠河縣近5年空氣溫度、地面(Ocm)及深層地溫(40cm、80cm、 160cm)極值數(shù)據(jù) 由上表可知，地下溫度受地面環(huán)境溫度影響的因素與地下離地面的距離有關(guān)，安 裝坑的深度決定驅(qū)動電源受地面溫度影響的大小，安裝坑的深度在地面下10-200CM內(nèi)都 可以，當(dāng)然僅從效果上看越深越好，但考慮到施工成本和施工可行性，本方法根據(jù)地面溫度 與距地面深度溫度之間的最佳效果，取安裝坑位于地面下20-45CM深度處，此位置區(qū)間的 地溫已經(jīng)較為穩(wěn)定，適宜LED驅(qū)動電源的存儲和工作，即在這個深度范圍，在大多數(shù)超過驅(qū) 動電源工作范圍溫度下的環(huán)境中都可以安裝LED路燈，也不會產(chǎn)生過大的土方施工量。采用地下安裝驅(qū)動電源的另一個優(yōu)點是，相比驅(qū)動電源安裝在空氣中的方式，LED 路燈在長時間工作后，驅(qū)動電源的溫度會越來越高，持續(xù)的高溫會導(dǎo)致驅(qū)動電源的壽命下 降，而掩埋在地下后，由于導(dǎo)熱介質(zhì)的傳導(dǎo)使得驅(qū)動電源本身溫度就控制在60攝氏度內(nèi)， 此是驅(qū)動電源較適宜的工作溫度。而且掩埋在地下還不受夏天高熱空氣的影響。安裝驅(qū)動電源的安裝坑，可以直接回填挖出的泥土進行掩埋，也可以采用水泥、磚 塊等材料制作的封蓋進行掩蓋，在維護時直接挖開泥土或掀起水泥蓋即可，簡單方便，不用 因為驅(qū)動電源的問題再上燈桿維護。本方法還能防止因驅(qū)動電源本身各部件因為膨脹系數(shù)不一導(dǎo)致在冷熱沖擊下的 各接合點出現(xiàn)故障的問題。本方法的安裝坑也可以采用磚或是水泥一類砌出一個需要大小 的安裝坑，再填充導(dǎo)熱介質(zhì)，此方式就不用再安裝固定框，也可以保護導(dǎo)熱介質(zhì)不會散失， 但是施工較繁瑣。以上是對LED路燈中驅(qū)動電源的一種具體安裝方法的公開，但并不僅限于此，本 領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本方法公開的技術(shù)方案，所作出的等同或變形的技術(shù)方案也在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。本方法同樣適用其它領(lǐng)域，如一些對環(huán)境有特殊要求的裝置，也可以采用本 方法所提出的技術(shù)方案。
權(quán)利要求
一種LED路燈驅(qū)動電源的安裝方法，其特征在于，包括如下步驟步驟1在LED路燈燈桿附近的地下挖一個體積大于驅(qū)動電源體積的安裝坑(1)；步驟2將LED路燈驅(qū)動電源放入安裝坑內(nèi)，并接通驅(qū)動電源(2)的輸入和輸出線路(3)；步驟3在安裝坑內(nèi)埋填導(dǎo)熱介質(zhì)(4)并將驅(qū)動電源(2)包?。徊襟E4掩埋安裝坑(1)。
2.如權(quán)利要求1所述的安裝方法，其特征在于，所述步驟1中安裝坑(1)的容積與驅(qū)動 電源(2)的體積比為1 10 1.
3.如權(quán)利要求1所述的安裝方法，其特征在于，所述步驟1中安裝坑的深度在200CM以內(nèi)。
4.如權(quán)利要求3所述的安裝方法，其特征在于，所述安裝坑(1)優(yōu)選深度為20 45CM內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1所述的安裝方法，其特征在于，所述步驟2中驅(qū)動電源(2)外安裝有防 止導(dǎo)熱介質(zhì)流失的固定框(5)，固定框的容積大于驅(qū)動電源的體積小于或等于安裝坑的容 積。
6.如權(quán)利要求1所述的安裝方法，其特征在于，所述步驟2中輸入和輸出線路的接頭位 于安裝坑內(nèi)或位于LED路燈燈桿內(nèi)。
7.如權(quán)利要求1所述的安裝方法，其特征在于，所述步驟3中的導(dǎo)熱介質(zhì)為細(xì)沙、碎石 或細(xì)陶瓷粒中的一種或幾種的混合物。
8.如權(quán)利要求7所述的安裝方法，其特征在于，所述導(dǎo)熱介質(zhì)中混有石灰，所述石灰與 導(dǎo)熱介質(zhì)的體積比為1 30 50。
9.如權(quán)利要求1所述的安裝方法，其特征在于，所述步驟4中的掩埋采用如下方法利 用水泥板直接封蓋安裝坑洞口或利用挖出的泥土直接回填封蓋安裝坑洞口。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種安裝LED路燈電源的方法，涉及照明領(lǐng)域。包括如下步驟步驟1在LED路燈燈桿附近的地下挖一個體積大于驅(qū)動電源體積的安裝坑；步驟2將LED路燈驅(qū)動電源放入安裝坑內(nèi)，并接通驅(qū)動電源與LED燈頭和供電線路的線路；步驟3在安裝坑內(nèi)埋填導(dǎo)熱介質(zhì)并將驅(qū)動電源包??；步驟4掩埋安裝坑。本發(fā)明將LED路燈的驅(qū)動電源安裝在地面下，利用地溫相對空氣溫度較穩(wěn)定的特性，提供一個適宜驅(qū)動電源工作的環(huán)境溫度，避免了在某些地區(qū)由于極限天氣無法使用或安裝LED路燈的情況。驅(qū)動電源在工作時的熱量還可以利用導(dǎo)熱介質(zhì)傳導(dǎo)到地里，使驅(qū)動電源長時間工作還能保持一個較低的溫度，大大延長了驅(qū)動電源的壽命。
文檔編號F21V29/00GK101865433SQ201010220920
公開日2010年10月20日 申請日期2010年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月8日
發(fā)明者趙黨生 申請人:趙黨生