Design overwegingen bij het toepassen van LED in buiten applicaties

Transcriptie

1 Design overwegingen bij het toepassen van LED in buiten applicaties Ad Musters - Universal Science BV Kortrijk, 24 September 2013, FHI PLOT en Development Club Clusters

2 Indeling Universal Science profiel. Buitentoepassingen, waar rekening mee houden? Voorbeelden van wat fout kan gaan. Inzoomen op genoemde deel aspecten. Oplossings richtingen en tips Succesverhalen.

3

4 Universal Science profiel Europese organisatie, vestigingen in UK, NL, IT, FR. LED solution provider, Certified by CREE, Philips-Lumileds en Osram. ISO 9001/2008, IPC600/610/7711/7721 classificaties. Thermal consultancy, root cause analysis. Leverancier van substraat materialen, thermal interface materialen zoals thermisch geleidende tape, silicone rubber. Leverancier van standaard en klantspecifieke surface mount LED modules. Zowel laag volume als hoog volume led producie.

5 Voordelen van Leds Lange levensduur Hoog rendement ten opzichte van gloeilamp Eenvoudig te dimmen, digitaal licht Primaire kleuren zonder filter (rood, groen, blauw etc) Werkt op laagspanning Vrijwel ongevoelig voor trillingen Directionele lichtbron, geen rondstraler zoals gloeilamp Grotere ontwerpvrijheid Kleine puntbron, geschikt voor zowel lenzen als reflector Bevat geen infrarood of UV.

6 Omgevingscondities buiten Temperatuur, laag/hoog extremen en gemiddeld Temperatuur wisselingen Zonbelasting, temperatuur (IR)maar ook veroudering door invloed van UV. Vocht, condens, relatieve vochtigheid, regen/spatwater, onderdompeling, zout? Drukverschil tussen binnenkant en buitenkant armatuur. Electrical overstress door bliksem of spikes/dips in de voeding. Vandalisme, mechanische belasting, trillingen. Vervuiling Installatievoorwaarden en Onderhoud Veiligheid, Wet en regelgeving

7 Temperatuur Buitencondities regio afhankelijk. Bijvoorbeeld: Extremen -20 C/+40 C en verlichting brandt voornamelijk s nachts, dus gemiddeld +10 C LED print in dichte behuizing, wat is de situatie? Hoge temperatuur, lagere lichtoutput en geeft versnelde veroudering. Wisselingen in temperatuur dag/nacht, seizoenen, aan-/uit schakelen. Risico op stress in materialen, let op verschillen in thermische expantie coefficient (TEC).

8 Temperatuur Wereldwijde statistieken te vinden bij Ashrea

9 Zonbelasting Regio afhankelijk. Circa 1000W/m2 tot 1200W/m2 als rekenwaarde Meetbaar met pyrometer Warmte absorbtie afhankelijk van oppervlak. UV tast kunststoffen aan. Zonne energie kan ook via secundaire lens als vergrootglas een LED letterlijk verbranden.

10 Vocht en condens

11 Vocht Hermetisch afsluiten is (bijna) onmogelijk en niet wenselijk. Evt. Silicagel patroon toepassen. Risico capilair vocht via kabel. IP classificatie standaard hoe dicht een behuizing is. Bijv IP67 Condens, Moullier diagram. Drukverschil binnen/buiten. Membraan, bijv Gore of labyrint.

12 IP classificaties Level Object size protected against Effective against Level Protected against Testing for 0 No protection against contact and ingress of objects 0 Not protected 1 >50 mm Any large surface of the body, such as the back of a hand, but no protection against deliberate contact with a body part 1 Dripping water Dripping water (vertically falling drops) shall have no harmful effect. 2 >12.5 mm Fingers or similar objects 2 Dripping water when tilted up to 15 Vertically dripping water shall have no harmful effect when the enclosure is tilted at an angle up to 15 from its normal position. 3 >2.5 mm Tools, thick wires, etc. 3 Spraying water 4 >1 mm Most wires, screws, etc. 4 Splashing water Water falling as a spray at any angle up to 60 from the vertical shall have no harmful effect. Water splashing against the enclosure from any direction shall have no harmful effect. 5 Dust protected Ingress of dust is not entirely prevented, but it must not enter in sufficient quantity to interfere with the satisfactory operation of the equipment; complete protection against contact 5 Water jets Water projected by a nozzle (6.3 mm) against enclosure from any direction shall have no harmful effects. 6 Dust tight No ingress of dust 6 Powerful water jets Water projected in powerful jets (12.5 mm nozzle) against the enclosure from any direction shall have no harmful effects. 7 Immersion up to 1 m Ingress of water in harmful quantity shall not be possible when the enclosure is immersed in water under defined conditions of pressure and time (up to 1 m of submersion).

13 Drukverschil 80mBar is reeel verschil tussen lage en hoge druk. 80mBar bij een volledig hermetische behuizing komt overeen met 8kN/m 2 ofwel 8000kg per vierkante meter. Druk vereffen met ventiel, labyrint of membraam. Alternatief is hoeveelheid lucht in armatuur minimaal maken door het armatuur gedeelte of volledig volgieten met ingiethars zodat geen lucht aanwezig is.

14 Vocht Membraan of labyrint

15 Electrical Over Stress Statische electriciteit Bliksem, direct of indirect

16 Electrical overstress Driver specificaties, wees kritisch Pulsvormen Hot plugging Surge arrestor/protector in 230VAC supply (voorbeelden) Op led module oplossingen, TVS en andere voorbeelden. Leidinglengte Aarding

17 Electrical overstress Bliksem pulsvorm ESD pulsvorm

18 Surge protection Beveiliging tussen 230VAC netwerk en driver

19 Electrical overstress protection Bescherming op LED PCB nivo tegen statische lading spanningspieken, stroompieken, actieve inrush current beveiliging.

20