LED护栏管基础知识.ppt

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1、护栏管基础知识,目录,护栏管,护栏管元器件的选择,护栏管的分类,护栏管的控制方式,护栏管的安装,护栏管的可靠性问题,一、LED护栏管,LED护栏管是采用优质超高亮LED发光二极管组成，主要用于城市景观亮化作用。本产品具有耗电低(每米到10W)、低热量、寿命长、耐冲击、可靠性高、节能环保，光色柔和，亮度高等特点。颜色纯正、色彩丰富，超长寿命，平均寿命达8万10万小时。,护栏管是由红绿蓝三基色混色实现七种颜色的变化，采用输出波形的脉宽调制，即调节LED灯导通的占空比，在扫描速度很快的情况下,利用人眼的视觉惰性达到渐变的效果。一根灯管通过内控芯片，能够分段变化出七种不同颜色，并产生渐变、闪变、扫描、

2、追逐、流水等各种效果，灯管长度要按实际效果要决定长度，常规的长度为一米！抗紫外线照射，防水、防潮。,LED护栏管的结构,一根完整的护栏管主要是由结构部分与电路部分组成。,结构部分:1.PC管 2.铝槽 3.内堵头 4.橡胶套 5.外堵头 6.卡扣等,电路部分:1.PCB板(电路板)2.防水线头 3.开关电源等,LED护栏管的安装结构,主要材料:1.LED护栏管 2.护栏管安装卡子 3.防水变压器内堵头 4.LED护栏管主控器 5.LED护栏管分控器,辅助材料:1.公母插头 2.超五类网线 3.两芯电源线 4.自攻螺丝 5.胶粒等,二、护栏管相关机构,三、LED护栏管元器件的选择,1、光珠：LE

3、D光珠是护栏管中最重要的器件，价值最高。LED光珠必须选用正规大厂的产品（如CREE、OSRAM、LUMILEDS、PHILIPS、广镓、晶元等）。就我们的经验，常规小功率产品选用广镓或晶元芯片已经足以满足产品品质要求及一般客户需求，这主要还在于广镓和晶元芯片在光衰和可靠性方面比较好。这样护栏管的质量从源头就把好关了。,2、PCB线路板：有不少不负责任的LED加工厂为了低价竞争，不惜以降低产品质量为代价，采用质次价廉的纸质版或者是单面纤维板作为LED灯的载体，短期内可能看不出效果，幸运的话可能还能撑个一年半载的，一般情况下不出一年大都会出问题。事实上，负责任的企业采用的都是双面纤维板作为PCB

4、线路板，这样才能有效的保证产品质量。,3、电源：护栏管的供电有两种方式：220V的高压和48V以下的低压。220V直接供电是一种危险而又不经济的方式，低质的做法是用电容或电阻降压后供给。这种方式首先是安全性就存在很大的问题；其次是太耗电并对电网有极大的损害，供电部门是坚决反对的。我们遇到多个实例，LED确实是省电但制作出来却耗电惊人。如四川宜宾某大桥需要护栏管一千多米，有人低价供货后安装通电，不到半个小时险些造成全城供电线路的崩溃，供电局被迫对该线路全线停电。我公司技术人员应邀到现场帮助分析原因，发现每根护栏管使用了一支2.2的电容，实测其功耗超过38瓦，和其原先报上去的LED的耗电7瓦多出了

5、5倍还要多。最要命的还是：由于突然在线路上加接了大量的容性负载，使供电线路失配形成了自激震荡，幸亏值班人员处置得当否则就可能出大事故。所以我们强烈呼吁护栏管的供电不要使用电容降压方式。那么什么方式最好呢？经过我们理论推演和实际测试，我们认为用36V以下的直流供电是最佳方式值得推荐，直流电压的获得最好就用开关电源，考虑到成本和线路的损耗采用分段供电的方式即可。当然也有用变压器通过变换的方式把交流220V的高压转换成交流30V的低压来用的，这种方式的效率要低些，如果不加稳压对光珠容易造成伤害，而且随着资源的紧缺有色金属也是越来越昂贵，不是发展的方向。,4.控制方式：护栏管一般是单色常亮和七彩变化的

6、亮灯形式。七彩变化简单的控制方法常用CD4060加三极管或是CD4060加CD40174，频率时序用电网的50Hz。我们还是推荐用单片机程序的方式要好些，与电网无关。根据我们制作经验，用单片机加595电路用串口形式接线最少，成本较低，而且使用灵活。目前我们新推出的微型护栏管电源效果还不错，成本、可靠性、电磁兼容性等问题都解决得较好，每根护栏管一个，能解决常亮形式的护栏管电源问题。线路上传输的是220V电压，电源的效率高。,四、LED护栏管的分类,LED护栏管有单色、双色、三色、七彩及数码等颜色，通过微电脑或电路控制，可以实现渐变、跳变、流水、色彩闪烁、随机闪烁、渐变交替、跳变、跑动追逐、定色等

7、各种色彩艳丽的变化效果，可独立配置每种花样的运行参数，编辑自动运行模式，选择指定的花样。可以同时控制几十、几百条甚至数千条的LED护栏管管的亮灭，自动存储设置参数，预置参数重新装入等功能。一般护栏管一根内的LED颗数是：96粒/108粒/144粒。目前外形以D形管为主。使用电压：直流12V/24V和交流220V。,1、从控制方式上分：分为内控方式（内部有单片机，通电自动变色）和外控方式（需要外接控制器才能变色）；,（1）、内控型：灯具内置微电脑处理器，内置降压、恒流和恒压电源。效果可选择：单段RGB七彩、假三段、假六段、真六段、真八段、真12段。（每段相当于一个像素点。如六段72珠，每个像素就

8、是726=12粒灯珠）。,a、单段RGB七彩效果：整体七彩渐变、跳变效果，无流水效果。适用于一些要求不高的场所，如政府部门，企事业单位等办公楼体。也可通过编号达到扫描流水效果。,b、假三段、假六段效果：在单段 RGB七彩的基础上改变RGB的位置，使其看上去具有三段或六段三色流水效果，具整体七彩渐变。跳变效果。,c、真六段、真八段、真12段效果：单色、七彩、跳变、渐变、追逐、流水、灰度、同步扫描、跑马等效果，段数越多，效果越丰富。可组成显示屏效果，显示一些简单团。缺点是运行程序终生制。,（2）、外控型：灯具外置微电脑处理控制器，控制30-40米以上需要加接小分控，有的还需要头管。外接开关电源或A

9、C12V/24V变压器。效果可选择：单段RGB七彩、六段、八段、12段、16段、32段。,a、单段RGB七彩效果：同内控单段RGB七彩，只是控制器外置，同步性能更好。,b、六段、八段、12段、16段、32段效果：单色、七彩、跳变、渐变、追逐、流水、灰度、同步扫描、跑马、堆积、拖尾、拉带、闭幕、全彩飘逸等效果，段数越多，效果越丰富。可组成显示屏效果，能显示图像文字等，方便改变程序，还可直接连接电脑控制，将电脑显示的内容直接显示于护栏管屏上。,2、管材分类：D形管、圆形管、欧姆（）管及其它异型管,a、D形管规格：D17x14、D18x13、D23x29、D24x18、D26x24、D30 x30、

10、D50 x37、D50 x50、D50 x60、D50 x70、D80 x60、D110 x80等。,b、圆形管规格：圆30、圆32、圆50、圆60、圆70、圆80、圆110等。,c、欧姆（）管（铝材支架）规格：直径50型、直径80型等。,d、异形管（铝材支架）规格：圆50、D23x29、D30 x35、D50 x58等。,3、外罩分类：无纹全透明、带纹（粗纹/细纹）透明、半透明、奶白、彩色管等。,a、透明管亮度最高，适合离地较高空旷场所；,b、半透明次之，适用于低楼层工程；,c、奶白管亮度最低，但具有梦幻七彩效果，适合近距离工程；,d、外罩材质：选用抗紫外线、耐寒热极限老化、阻燃、高强度进口

11、全新PC军工塑料（防弹玻璃材料），通过电脑挤出拉管而成。,4、PCB线路板分类：普通纸板、阻燃板（94V0）、半纤维板、全纤维板。基板厚度一般为。,a、普通纸板：价格低廉，不适合做高压和户外工程；,b、阻燃板：防火等级达到国际标准，适合做低频高压和户外工程，机械强度稍差，不能过度弯曲；,c、半纤维板：比阻燃板的机械强度高，适合中品电路；,d、全纤维板：电气性能及机械强度最好，适合高频电路，可适度弯曲。,5、LED灯珠分类：,a、LED灯珠数量分类：有72粒、90粒、96粒、108粒、120粒和144粒之分，其中红绿蓝各占1/3，单色管除外；,b、LED灯珠发光角度：广角180，120，60及聚

12、光型；,c、LED灯珠颜色分类：红、绿、蓝、白、黄、紫；,d、LED灯珠芯片分类：有方片、圆片、假方片之分。同尺寸的方片好于圆片。芯片越大，亮度越高，抗静电能力也越强，当然光衰也笑，寿命更长。芯片的检测方式很多，单独特快捷有效的检测方法非一般水品是难以判断的，用户前方不要掉以轻心。,6、从供电上分：分为高压供电(直接220V供电)和低压供电(12v供电，220v电源需要加开关电源转换)；一般选择低压供电的，比较可靠稳定，高压供电的容易烧毁。（相对于大地，低于36V的电压为安全电压，通过变压器或LED专用开关电源隔离后，更不会对人体造成伤害！）,7、按像素点分：一米16段护栏管，就是1米的护栏管

13、有16个像素点。一般有6段数码管、8段数码管、12段数码管、16段数码管、32段数码管等，16段的比较多。如6段数码管一般使用在轮廓项目上。,8、单色管：此类产品不需要控制器，没有变换效果，接通电源就一直发光。主要颜色有红（R）、绿（G）、蓝（B）、白、黄、紫及两色以上混色管等，适合要求不高的场所，如建筑物轮廊等。,内部控制,所谓的内部控制就是指的单片机控制。内部控制主要由板载单片机组成，每根护栏管都是独立的单元，其控制信号都是自发自收，与其他护栏管无关联，使用过程中，即使任何一根或几根损坏，均不会影响整体效果。护栏管出线只有一根两芯电源线，与DMX控制方式相比少了一根四芯的信号控制线。所以安

14、装与调试时简单方便。安装时只需公母对接即可。但因每根护栏管变化都一样，变化单一，不够丰富，许多的视觉效果很难达到，这是最大的缺陷之一。,外部控制,外部控制，采用的是DMX控制方式（DMX是Data Multiplexer的缩写，数据多路转换器的意思）DMX协议是由USITT（美国剧院技术协会）发展成为控制台用标准数字接口控制调光器的方式。,外部控制器是将控制信号外置。所以存在着信号的传输问题，要求信号在护栏管上要级联，也就是信号要从上一根传到下一根，一根根的往下传。因此只要有一根护栏管有问题，均会影响整体效果。如100根护栏管相联，第51根有故障，将导致后面的50根护栏管不会受控（现象可能是后

15、50根全部亮或乱闪，更甚至会影响前面正常50根护栏管）。还有信号传输就存在着信号的衰减问题，所以还要对信号进行补偿或放大，安装时就要多安装中继器或放大器，加以AT89C2051等电路组成；与护栏管中的AT89C4051等电路配合护栏管相联，第51根有故障，将导致后面的50根护栏管不受控制（现象可能是后50根全部亮或乱,五、LED护栏管控制方式,闪，更甚至会影响前面正常50根护栏管）。还有信号传输就存在着信号的衰减问题，所以还要对信号进行补偿或放大，安装时就要多安装中继器或放大器，加以AT89C2051等电路组成；与护栏管中得AT89C4051等电路配合组成信号传输网络。,外控的优点是变化效果丰

16、富，颜色鲜艳。每根护栏管都有分配有地址，主控器可以控制任意一根或几根及全部变化，因此可以做大厦的幕墙，可以显示团，动画，字体等。完全可以满足客户的需要。,六、护栏管的安装,LED护栏管可以接受并识别计算机所发出的信号和指令。比如说16个智慧型变色管连接起来就可以组成一个模拟的LED显示屏，这个显示屏的尺寸为16X16=256个象素（每个智慧管有16个象素）并且这个模拟的显示器可以提供多种颜色：红色、黄色、蓝色、绿色、墨绿色、紫色以及灰度变化。这个显示屏是由专用播放软件控制的，可以显示任何字母(文字）或者图片。,按照上图所示，用2102E信号转换器、RS232标准的信号转换为RS485，每32个

17、智慧型变色管就要用一个中继电源，这样将其一个一个连接起来。四芯转换电线是用来传输信号，也可以用来切断电源，以避免两个供电电源器产生冲突。,LED外控护栏管的安装步骤,第一步：先将LED护栏管安装到墙体上：在墙体上打孔，装膨胀螺钉，再装LED护栏管，用自攻螺丝锁住；护栏管之间的距离根据客户的要求而定；一般是1CM到3CM之间。,第二步：然后将LED护栏管的信号线、电源线对接起来，信号线一般是四芯或五芯也有两芯的公母插头；电源线是两芯的公母插；,第三步：安装电源（变压器或开关电源）；根据变压器的功率以及护栏管的功率来计算每台变压器可以带多少条护栏管；比如108灯的LED七彩护栏管是10W/M；14

18、4灯的LED护栏管是12W/M；若用400W的防水变压器，则可以带108灯36M管；144灯的则带32 M管。若变压器可以带36M管；变压器则放在第18和19条中间，接两条线出来，每边各带18条。注：1.变压器一般只用到80%到90%的功率；2.不管变压器的功率再大，每边接的管最好不要超过25M；因为电源导线有功率损耗；越到后面的LED护栏管亮度越低；,第四步：LED护栏管控制器的安装；先装分控器，直接将分控器接在LED护栏管上；分控器两端一般有三个出线头,一端一条的一般是电源线接24V或12V,注意这个电源线只是分控器的供电,护栏管的供电要另外联接,另外一端两条接线头一条是从主控器输入的信号

19、线,一条是接护栏管的输出的信号线,分控器上会标出哪条接主控哪条接分控!信号接信号（五芯公母插），电源接电源（两芯公母插）；然后将分控器与主控器的信号对接，如果分控与主控的距离将远时可以用超五类网线连接起来，这样信号比较好；每个分控只能带固定数量的LED数码管，一般可以带到100M；做楼体轮廓时，每一个分控带一路；具体的情况根据LED效果图安装（生产厂家会帮您算好要多少分控，每个分控带哪一路，一般会有安装图纸）。分控与主控之间亦采用超五线,网线连接；网线都是八条线的，采用公母信号插与网线对接起来，现接到分控上；不同回路的数码管之间的信号线需要断开。,第五步：通电，通信号。将变压器全部接到一条22

20、0V主电源上，然后采用一个空气开关和时间开关；控制LED数码管（LED护栏管）统一通电；然后将主控器上的插头插在220V的电源上。,LED内控护栏管的安装步骤,单色护栏管直接按护栏管的电压接电就行了，内控护栏管的安装，直接接在对应的电源上就行了；这里还要提到就是内控编号LED护栏管的安装：内控编号护栏管的安装必须按管的顺序一个一个安装；如果不按顺序安装最后会出现整体不同步现像。内控和内控编号护栏管必须同时通电,才能保证变化效果同步！低压的必须接变压器或开关电源，变压器或开关电源装在护栏管的中间，这样护栏管的效果才会更统一！,七、LED护栏管需要解决的可靠性问题,1.防水：LED护栏管一般是在外

21、罩接口处用热熔胶或硅胶密封，内部LED、电路板都是裸露的，由于昼夜温差大，外罩的端头与外罩热胀冷缩不同，导致热熔胶或硅胶密封处出现缝隙，下雨后雨水渗进内部，造成电路短路而烧毁LED。要解决这个问题，一定要求对内部电路和LED进行灌胶处理。接头单用热熔胶或硅胶密封固然简单，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器短路，特别在带电状态，电线的腐蚀比不带

22、电状态下高好几个数量级。较差的金属接头的价格和合格品相比要差很多倍。,2.防紫外线：LED护栏管由于要求混光防雨，外面都会有外罩，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。,3.防热胀冷缩及内应力造成开裂：这是外罩的问题，如果选择的是带水口料的材料，材料内应力很难去除，导致外罩容易开裂。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

23、在注塑时选择恒温保护，尽量减少内应力，并采用很多物理的办法来消除内应力。LED护栏管一般工作在室外，由于温差的影响，其热胀冷缩是外罩开裂的主要原因，目前比较好的解决方法就是选用热胀冷缩系数最小的材料来制作。,4.线损：有色金属涨价很多，采用劣质材料和减小线径是一些厂家节省成本的方法，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，而且导线材料使用的是符合国标的产品。如果导线面积不够或材料的杂质太多，电阻值就较大，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也能正常工作，就需要增加输入电压，这样无形中就增加了功耗，很多电能不是用于驱动驱动LED，而是浪费在导线和恒

24、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，电压高功耗就大，如果功耗太大，热量散不出去就会导致芯片烧毁。这就是为什么很多级连的LED护栏管都是前面损坏得多的原因了。,5.散热：这不仅体现的是成本问题，更多是体现一个企业的技术实力。一般LED护栏管外罩和低座完全是一体的，都是塑胶材料。当LED排布很密时，在通电热平衡后，LED的结温已经很高了，就将造成LED的寿命急剧减少。实力强的LED护栏管公司肯定会有热设计人员，在设计护栏管外罩时就会想法把LED的热量和恒流芯片的热量有效的传导到大气中去。底座使用铝材是比较好的解决方法，铝的导热

25、系数高，能够将内部热量导出。另外在设计时也要尽量将PCB靠近铝底座，最好是在注塑时铝底座就一起压制在里面不存在防水问题。,6.灌封胶的选用：合格的灌封胶应具有以下的特点：、粘接力密封性能强，能提高产品的粘接性能。、对pc管无腐蚀和改性：市场上的有些胶水在使用后可能改变pc管的分子结构大大削弱了pc管的硬度和抗外力性能容易变脆、开裂，从而缩短护栏管的寿命。、环保无毒无害。满足目前出口电子产品对产品的环保要求越来越严格的趋势。、粘度适中。防止在粘接过程中有流淌的现象，从而影响密封效果。、抗老化性能优良，长久使用本身不会变色或造成灯管变色。,、耐温性能稳定。能保证产品的耐温性能，能解决长期在北方寒冷的天气和南方湿热的环境下使用时的脱落问题。、要有优良的导热性能，能够把光珠或电路上的热量传导出去。,