一, Teoretisk levetid: den maksimale tid, som halvledermaterialer kan vare
Grundmaterialet i LED-plantelys,-lysemitterende dioder, bestemmer, hvor længe de skal holde i teorien. LED'er er halvlederenheder i fast-tilstand, der udsender lys ved at rekombinere elektroner og huller. I teorien betyder det, at traditionelle lyskilder ikke har problemer med elektrodeablation eller filamentsmeltning. Ifølge CIE-standarden (International Commission on Illumination) kan LED-chips af høj-kvalitet holde i 50.000 til 100.000 timer, når de drives af en konstant strøm ved en temperatur på 25 grader. Dette er den tid, det tager for lysstrømmen at falde til 70 % af dens oprindelige værdi.
Disse data er baseret på et stort skridt fremad inden for materialevidenskab:
Chip struktur optimering: Flip Chip teknik forbinder LED chips direkte til underlaget med metal bump. Dette gør varmeafledningen tre gange mere effektiv end med standard monteringschips og bremser lysnedbrydning.
Forbedring af fluorescerende pulver: Kvanteeffektiviteten af nitrid--baseret fluorescerende pulver er steget til over 90 %, og når det parres med silikoneindkapslingsteknologi, gør det lyshenfaldskurven glattere. Efter 50.000 timers brug er det røde lysbånd (660nm) lysstrøm fra en bestemt type plantelampe stadig 82% af, hvad den var, da den var ny.
Driverkredsløbsopgradering: Konstantstrømdriverchippens integrerede design holder spændingsændringerne inden for ± 1 % for at beskytte chippen mod skader forårsaget af overspændingschok.
2, Faktisk levetid: en test af både termisk styring og hvordan den vil blive brugt
I teorien burde LED plantelys holde længere, end de gør i det virkelige liv. Men ting som ændringer i temperatur, luftfugtighed og gentagne tænd--sluk-cyklusser kan få dem til at holde meget kortere. Ifølge industriundersøgelser er den typiske levetid for LED-plantelys i drivhuse mellem 30.000 og 50.000 timer. De primære årsager til uoverensstemmelserne er:
1. Termisk styring: den vigtigste del af et varmeafledningsdesign
Hvis overgangstemperaturen (PN-krydstemperatur) for LED-plantelys stiger med 10 grader Celsius, halveres deres forventede levetid. Drivhusets høje temperatur og luftfugtighed gør dette problem endnu værre:
Passiv varmeafledning: Ved en omgivelsestemperatur på 40 grader kan lamper med aluminium-formede køleplader opnå en overgangstemperatur på 85 grader, hvilket forkorter deres levetid til 30.000 timer.
Aktiv varmeafledning: Lamper med væskekølesystemer kan holde overgangstemperaturen under 65 grader og holde i mere end 50.000 timer. Philips GreenPower-serien fra Holland bruger for eksempel varmerørsteknologi. I en drivhustest i Sanya, Hainan var lystabet efter 40.000 timers kontinuerlig brug kun 12 %.
2. Strømforsyning til drevet: Stabilitet er det, der gør langtids-ydelse mulig.
Pålideligheden af hele lyset afhænger af, hvor længe drivkraftkilden varer. Strømkilder, der ikke er særlig gode, går ofte i stykker efter omkring 20.000 timer på grund af problemer som kondensatorældning og elektrolyttørring. Drivstrømforsyningen af høj-kvalitet bruger keramiske og lang-elektrolytiske kondensatorer (såsom 105 grader/5000 timer), samt kredsløb, der beskytter mod overspænding, overstrøm og kortslutninger. Dette kan få strømforsyningen til at holde i mere end 50.000 timer.
3. Use case: et spil, der ændrer lysstyrken og frekvensen af lysene
Light intensity: A high power density (such PPFD>300 μ mol/m ²/s) vil fremskynde ældningen af chips. Eksperimenter har afsløret, at PPFD går op fra 200 μ mol/m ²/s til 400 μ mol/m ²/s ved samme overgangstemperatur, hvilket reducerer dens levetid med 40 %.
Hyppighed af start og stop: LED'er kan starte og stoppe øjeblikkeligt, men hvis du tænder og slukker dem for ofte, kan det forårsage termisk stresschok. Sammenlignet med lamper, der kører hele tiden, holder dem, der starter og stopper mere end 10 gange om dagen, 25 % kortere tid.
3, Strategi for forlængelse af levetiden: optimering af hele kæden fra design til drift og vedligeholdelse
1. Valg af materialer: Gå op til ingeniørmæssige-løsninger
Chip: Cree XP-G3 og Osram Oslon Square chips er de bedste, da de holder mere end 60.000 timer ved L70.
Fluorescerende pulver: Brug af silikat-baseret fluorescerende pulver i stedet for det sædvanlige sulfidsystem gør svovlmodstanden tre gange bedre.
Indkapslingslim: For at minimere gulning, hvilket kan gøre lys mindre effektivt, skal du vælge organisk silikone, der kan modstå høje temperaturer (150 grader) og UV-stråling.
2. Strukturelt design: Gør vejen for varme til at strømme stærkere.
Køleplade: Den har en varmeafledningsstruktur i tre-niveauer lavet af kobber-aluminiumkompositsubstrat, varmerør og finner. Den termiske modstand er mindre end 0,5 grader /W.
Optisk linse: Linsen er lavet af PC-materiale, som slipper mere end 92% af lyset igennem og holder længere end akryl.
IP67-beskyttelsesdesign kan modstå den vanddamperosion, som drivhusspraysystemet forårsager.
3. Styring af drift og vedligeholdelse: Brug af lys på en videnskabelig måde for at få dem til at holde længere
Belysningsstrategi: Skift PPFD dynamisk baseret på planternes behov for at undgå at køre på fuld kraft hele tiden. For eksempel blev PPFD 150 μ mol/m ²/s anvendt, når salatplanterne var frøplanter, og det blev hævet til 250 μ mol/m ²/s, da de var voksne.
Rengøringscyklus: For at forhindre, at den termiske modstand stiger, skal du rense støvet fra radiatorens overflade hver tredje måned.
Løsning til backup: Ved at bruge en strømforsyningsarkitektur med to kredsløb skifter den automatisk til backup-lampen, når en lampe slukker, hvilket reducerer, hvor ofte den skal starte og stoppe.
