LED常規(guī)性老化試驗對比
一般來說,尤其是大功率LED在初始點亮階段光度都會有一定的衰減,LED封裝廠為了提供給應(yīng)用端廠商發(fā)光穩(wěn)定的產(chǎn)品,或者是應(yīng)用端廠商家為了獲得穩(wěn)定的led材料,通常都會做一些老化試驗。當(dāng)然LED老化試驗有多種方式,如常規(guī)性老化、過電流沖擊破壞性試驗等等。
LED廠商通常會用以下幾種方式進行常規(guī)性老化:1、多顆管串聯(lián)老化:恒壓老化電路和恒流老化電路
2、多顆管并聯(lián)老化
3、多顆管串并聯(lián)老化:串并恒壓老化和串并恒流老化
4、單管恒流老化
比較以上4種老化方式, 1、3種方式中只要有一顆LED出現(xiàn)品質(zhì)故障,比如LED短路或者斷路都會影響別的LED的工作電流參數(shù)。第2種方式優(yōu)于1、3種,任一顆LED特性變化不會影響到別的LED老化參數(shù),但事實上靠電阻限流的方式是不可靠的,電阻本身阻值漂移和LED自身電壓特性變化都會嚴(yán)重影響LED參數(shù)。顯然,第4種單管恒流老化抓住了LED電流工作特性,是最科學(xué)的LED老化方式。
老化在試驗過程中應(yīng)該是一個非常重要的過程,但在很多企業(yè)往往會被忽視,不能進行正確有效的老化,后面對LED本身所進行的包括亮度、波長等所有參數(shù)的分析都將不確定。過電流沖擊性老化也是廠家經(jīng)常使用的一種老化手段,通常使用頻率可調(diào)、電流可調(diào)并且占空比可調(diào)的恒流源進行此類老化,以期待短時間內(nèi)判斷LED的品質(zhì)及預(yù)期壽命。
如何有效防止產(chǎn)品老化我們在應(yīng)用LED時經(jīng)常會出現(xiàn)這樣種問題,LED焊在產(chǎn)品上剛開始的時候是正常工作的,但點亮一段時間以后就會出現(xiàn)暗光、閃動、故障、間斷亮等現(xiàn)象,給產(chǎn)品帶來嚴(yán)重的損害。引起這種現(xiàn)象的原因大致有:
1.應(yīng)用產(chǎn)品時,焊接制程有問題,例如焊接溫度過高焊接時間過長,沒有做好防靜電工作等,這些問題95%以上是封裝過程造成。
2.LED本身質(zhì)量或生產(chǎn)制程造成。
預(yù)防方法有:
1.做好焊接制程的控制。
2.對產(chǎn)品進行老化測試。
老化是電子產(chǎn)品可靠性的重要保證,是產(chǎn)品生產(chǎn)的最后必不可少的一步。LED產(chǎn)品在老化后可以提升效能,并有助于后期使用的效能穩(wěn)定。LED老化測試在產(chǎn)品質(zhì)量控制是一個非常重要的環(huán)節(jié),但在很多時候往往被忽視,無法進行正確有效的老化。LED老化測試是根據(jù)產(chǎn)品的故障率曲線即浴盆曲線的特征而采取的對策,以此來提高產(chǎn)品的可靠性,但這種方法并不是必需的,畢竟老化測試是以犧牲單顆LED產(chǎn)品的壽命為代價的。
LED老化方式包括恒流老化及恒壓老化。恒流源是指電流在任何時間都恒定不變的。有頻率的問題,就不是恒流了。那是交流或脈動電流。交流或脈動電流源可以設(shè)計成有效值恒定不變,但這種電源無法稱做「恒流源」。恒流老化是最符合LED電流工作特征,是最科學(xué)的LED老化方式;過電流沖擊老化也是廠家最新采用的一種老化手段,通過使用頻率可調(diào),電流可調(diào)的恒流源進行此類老化,以期在短時間內(nèi)判斷LED的質(zhì)量預(yù)期壽命,并且可挑出很多常規(guī)老化無法挑出的隱患LED。
智能控制燈帶高低電平熄滅點亮方法:城市道路照明越來越多采用LED照明技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的照明技術(shù),其目的是為了降低對電能的消耗。由于LED使用低壓直流電源,便于附加檢測與控制電路,這對路燈網(wǎng)絡(luò)的智能化管理,進一步節(jié)能降耗帶來了方便。對于路燈網(wǎng)絡(luò)的管理與控制,既可以采用電力載波通信技術(shù),也可技術(shù)的快速發(fā)展,使得短距離無線通信技術(shù)在應(yīng)用成本、可靠性與通信速率等方面均已優(yōu)于電力載波通信技術(shù),例如Zigbee短距離無線通信技術(shù)。本文提出一種解決方案,采用短距離無線通信技術(shù)構(gòu)建LED路燈無線傳感網(wǎng)絡(luò),能對LED路燈網(wǎng)絡(luò)任意單盞燈或多盞燈或全網(wǎng)絡(luò)所有燈進行開關(guān)、調(diào)光等控制,進行發(fā)光亮度、電流參數(shù)等檢測,從而實現(xiàn)對LED路燈網(wǎng)絡(luò)的智能化管理。作為無線傳感網(wǎng)絡(luò),其體系結(jié)構(gòu)應(yīng)該包含四個基本層次:物理層和數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層。LED路燈無線傳感網(wǎng)絡(luò)采用IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)作為其物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),網(wǎng)絡(luò)層與應(yīng)用層集成在一起,采用單跳、雙跳以及變跳3種接力通信模式作為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基礎(chǔ)。本文圍繞LED無線傳感網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu),以網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼巴ㄐ殴?jié)點的組成為基礎(chǔ),論述了網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議包格式、路由工作原理,以及節(jié)點通信的設(shè)計流程。
1 網(wǎng)絡(luò)體系LED無線傳感網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)體系是網(wǎng)絡(luò)層實現(xiàn)路由的基礎(chǔ),包括節(jié)點組成及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
1.1 LED路燈傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的組成LED路燈網(wǎng)絡(luò)由間隔均勻的若干盞路燈組成,每一盞LED路燈均為網(wǎng)絡(luò)的一個通信節(jié)點,用來構(gòu)建無線傳感網(wǎng)絡(luò)。圖1所示,為構(gòu)建無線傳感網(wǎng)絡(luò)LED路燈節(jié)點的組成,除了照明部分的電路外,還附加了對LED電流的采樣、LED發(fā)光亮度的檢測、以及對LED發(fā)光亮度的PWM控制等電路。每一盞LED路燈既是傳感器節(jié)點也是網(wǎng)絡(luò)路由節(jié)點;每一個節(jié)點包含一個微控制器(MCU,如cc2530),都具有射頻通信功能,既能發(fā)送信號也能接收信號;每一個節(jié)點具有32bit(位)的唯一ID號。通過在物理層和MAC層采用IEEE 802.15.4協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合網(wǎng)絡(luò)層與應(yīng)用層的協(xié)議,所有這些節(jié)點有機地組合在一起,便構(gòu)成了LED路燈無線傳感網(wǎng)絡(luò)。由于現(xiàn)有的一些網(wǎng)絡(luò)層與應(yīng)用層協(xié)議如Zigbee、RF4CE等并不是很適合LED路燈傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用,因此,需要重新設(shè)計網(wǎng)絡(luò)層與應(yīng)用層協(xié)議。
圖1 LED路燈節(jié)點的組成
1.2 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?根據(jù)LED路燈的分布規(guī)律,每盞LED路燈作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點構(gòu)成無線通信網(wǎng)絡(luò),其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2所示,(a)是信號逐點(單跳)接力傳送拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖,(b)是信號隔點(雙跳)接力傳送拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。為便于下文網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用協(xié)議的設(shè)計與討論,作出如下定義:
(1)所有節(jié)點可分為2類,即LED路燈節(jié)點(簡稱LED節(jié)點,如a1 a2 … an , b1 b2 … bn)和路燈控制器節(jié)點(簡稱控制節(jié)點,如a,b);
?。?)相鄰節(jié)點之間的距離均為L,每個節(jié)點的無線信號覆蓋半徑大于等于2L;
?。?)根據(jù)節(jié)點的相對位置,節(jié)點可分為前驅(qū)節(jié)點與后繼節(jié)點,離控制器近的是前趨節(jié)點,離控制器遠的是后繼節(jié)點。例如a1是a2前驅(qū)節(jié)點,a3是a2后繼節(jié)點;同理b2是b4前驅(qū)節(jié)點,b6是b4后繼節(jié)點,以此類推。
圖2 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖
?。?)控制節(jié)點與LED節(jié)點之間,LED節(jié)點相互之間,只要無線信號可以覆蓋到,都可以相互通信,不需要設(shè)基站或?qū)iT的路由協(xié)調(diào)裝置。
?。?)每個節(jié)點的32bit唯一ID號由兩部分組成,分別為網(wǎng)絡(luò)ID和節(jié)點地址(編號),均為16bit。同一路燈網(wǎng)絡(luò)所有節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)ID相同;從控制節(jié)點開始,節(jié)點地址由小到大順序編排。