LED护栏管各方面的详细概述.docx

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LED护栏管各方面的详细概述

LED护栏管的介绍与制作技术

1、概述

　　LED照明正越来越受到市场的追捧，现在城市的亮化工程已基本淘汰了霓虹灯而选用LED灯来制作。

其中护栏管的应用尤其广泛，例如成都各个立交桥的亮化都用了大量的LED护栏管，它既装饰了城市，还照亮了桥身，使整个立交桥更显宏伟而阿娜多姿。

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

原理：

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、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，具有防水效果。

简述：

LED护栏灯有单色、双色、七彩等颜色，通过微电脑或电路控制，可以实现渐变、跳变、色彩闪烁、随机闪烁、渐变交替、跑动追逐、定色等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。

可以同时控制几十至几千条LED护栏灯管的亮灭，自动存储设置参数，预置参数重新装入等功能（放在PCB电路板上按红绿蓝顺序呈直线排列，以专用驱动芯片控制，构成变化无穷的色彩和图形）外壳采用阻燃PC塑料制作，强度高，抗冲击，抗老化，防紫外线，防尘，防潮，防护等级达到IP65。

LED护栏管具有功耗小，低热量，耐冲击，长寿命等优点，配合控制器。

如果应用于大面积工程中，连接电脑同步控制器，还可显示图案，动画视频等效LED数码全彩灯管可以组成一个模拟LED显示屏，模拟显示屏可以提供各种全彩效果及动态显示图像字符，可以采用脱机控制或计算机连接实行同步控制；可以显示各式各样的全彩动态效果。

控制系统采用专用灯光编程软件编辑，数码管控制花样更改方便，只需将编辑生成的花样格式文件复制进CF卡即可，数码管控制器可以单独控制，也可多台联机控制，数码管安装编排方式任意，适合各种复杂工程需求。

数码管、控制器以及电源等以标准公母插头连接，方便快捷，并具有独特的外形设计，全新的户外防水结构。

外型

有圆形、半圆形、D形，方形。

外壳有奶白、透明、半透明三种。

注（底部加铝槽

规格

管头直径有:

D30mm、D50*50、D80mm、圆100mm、圆110mm

D形常见规格为：

30mm×30mm*1000mm，50mm×37mm*1000mm50mm×50mm*1000mm，80mm×60mm*1000mm，110mm*80mm*1000mm

工作电压

内控3段和内控6段工作电压为：

AC24和AC24V两种；

外控6段工作电压为：

DC24V（注：

外控一般用直流比较稳定一些，因为见到有用AC24V来驱动的）；

外控8段、12段、16段工作电压为：

DC12V；

外控32段工作电压为：

DC5V；

工作温度

-35℃～55℃

颜色范围

256级灰度全彩

正常寿命

>80,000小时

防护等级

IP65

类型分类

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）。

内控就是指内置控制器，可以做出一些比较简单的变化效果，电压可用低压和高压。

外控就是指外置控制器，使用外置控制器可以做出更多动感的效果，要注意的是，采用外控方式控制护栏管效果，一定要采用低压电源。

2、从变化方式上分：

分为固定色彩的和七彩、全彩的；固定色彩的是用来勾轮廓的，全彩的可以勾轮廓，也可以组成管屏显示文字、视频等；

3、从尺寸上分：

有D50mm的、D30mm的，这是直径；长度基本上1米的（可以定制，据实际需要进行选择就行了）。

4、从内部可控性上分：

有1米3段的,有1米6段的，有1米8段的和1米12段、1米16段、1米32段的。

也就是1米的管子内有几段可以独立受控；1米段数越多，做视频的效果越好。

如果密度低，或者做些追逐效果，做1米6段也就可以了。

5、从led数量上，　　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/36V和交流220V。

一般做全彩的都是用1米144颗灯的。

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。

7、按像素点分

一米16段灯管就是1米的灯管有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.LED护栏管可以做丰富的彩色，还有单色常亮，常用的单色为红.黄.兰.绿.白.暖白！

二、护栏管的用途

　　LED护栏灯广泛用于立交桥、河道、公路、花园、楼房建筑轮廓、大型广告招牌、人行天桥、舞厅、酒吧、卡拉OK厅等场合，是美化装饰城市环境的理想选择。

护栏管的长度一般根据用户的要求决定。

 三、护栏管元器件的选择

1、光珠：

　　LED光珠肯定是护栏管中最重要的器件，也价值最高。

LED光珠必须选用正规大厂的产品。

就我们的经验，选用12微米或以上的芯片，肯定强于9微米的芯片，这主要还在于散热要良好些，在光衰和可靠性方面就要好得多，只是一般的用户对它无法检测。

，护栏管的质量从源头就把好关，除了芯片外，其它的辅助材料公司也是严格选择，这就能够保证所生产光珠的质量。

2、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。

2μ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。

中国照明网技术论文·LED照明

四、LED护拦管需要解决的可靠性问题

1、防水

　　LED护栏管一般是在外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：

⑴、粘接力密封性能强，能提高产品的粘接性能。

⑵、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，从而缩短护栏灯的寿命。

⑶、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。

⑷、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。

⑸、抗老化性能优良，长久使用本身不会变色或造成灯管变色。

⑹、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。

⑺、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。

五、常见问题

1、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，一般好的生产厂家都会在内部使用1mm以上的导线，而且导线材料使用的是符合国标的产品。

很多电能不是用于驱动驱动LED，而是浪费在导线和恒流芯片上。

2012年通用的恒流芯片都有功耗要求，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LED护栏管都是前面损坏得多的原因了。

2、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方法。

另外在设计时要尽量将PCB靠近铝底座。

3、供电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，低压的做法是用电容或电阻降压后供给。

前面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。

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，就可能出大事故。

六、安装步骤

第一步：

先将LED护栏安装到墙体上

在墙体上打孔，装膨胀螺钉，再装LED护栏灯，用自攻螺丝锁住；护栏灯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：

检查接头上是否有防水胶圈

一般为白色或红色硅胶圈.然后将LED护栏灯的信号线、电源线对接起来，一定要对接紧密,然后把螺母扭紧。

（最好外面再打上玻璃胶或黑色胶布绕一下，这样对防水更有好处）。

不要因为马虎或难扭紧而没有扭紧造成进水，给后来维护带来不少麻烦。

信号线公司采用的一般两芯的小公母插头；电源线是两芯的大公母插。

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灯的功率来计算每台变压器可以带多少条护栏灯；比如108灯的LED七彩护栏灯是10W/M；144灯的LED护栏灯是12W/M；若用400W的防水变压器，则可以带108灯36M管；144灯的则带32M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，再接几个分接口，每边各带18条。

七、估算方法

1、静态实像素（等间距与非等间距相同）：

16*8实像素单一模组最大功耗16*8*3*0.02=7.6816——16个像素点宽；8——8个像素点高；3——每个像素点由三路电流；0.02——估算每一路电流的大小。

注：

2R1G1B实像素两个红色LED串联在一块只算一路电流。

2、静态虚拟像素（等间距）2R1G1B：

单一模组最大功耗16*8*4*0.02=10.2416——16个像素点宽；8——8个像素点高；4——每个像素点由4路电流；0.02——估算每一路电流的大小。

注：

2R1G1B虚拟像素两个红色LED分开每一灯管算一路电流。

3、扫描实像（1R1G1B）或（2R1G1B）：

以P10全彩四扫16*16模组为例单一模组最大功耗（16*16*3*0.03）/4=10.2416——16个像素点宽；8——8个像素点高；3——每个像素点由3路电流；0.02——估算每一路电流的大小；4——为1/4扫描。

注：

1R1G1B实像素四个LED灯管并联算一路电流；扫描板每一电源估算使用率为80%。

八、质量分辨编辑

LED护栏管存在各种各样的质量问题，政府和其他业主的低价中标策略是主要原因之一，导致LED护栏管低价为王。

生产工厂为了生存下去，只有不断的在原材料上偷工减料，在制造工艺上做手脚。

很多LED护栏管用不了几个月，就开始这里不亮，那里暗了。

一般，都是装在高楼大厦、桥梁上的，更换维护是很麻烦的。

不像室内的日光灯，坏了大不了再换一根。

所以，在选用LED护栏管里要尽量选用一些质量好的产品

LED护栏管使用环境在室外，需要长期承受太阳紫外线、雨水、温差、大气酸碱度等恶劣环境的考验。

对LED护栏管质量要求是很高的，粗制滥造出来的产品不出现质量问题反而是不正常的。

那么，我们在选购LED护栏管时如何分辨质量好坏呢？

除了认准品牌LED正规厂家外，我们还得从LED护栏管原材料方面来分析探讨。

灯珠

LED灯珠是护栏管中最重要的器件，价值也最高。

LED灯珠必须选用好的芯片，如CREE、OSRAM、LUMILEDS、PHILIPS、广镓、晶元等。

还要是正规大厂封装出来的灯珠。

一些小的LED封装厂，没有防静电、防尘车间，没有检测设备，有的甚至连分光分色机都没有。

做出来的产品也非常便宜，很合一些LED护栏管厂家的胃口，能点亮就行，质量有没有保障顾不了那么多，要的是便宜。

什么亮度、光衰什么的，考虑不了那么多。

PCB线路板

有些LED护栏管厂家为了低价竞争，采用廉价的阻燃纸质板或者是单面纤维板作为LED灯的PCB线路板。

因为，全玻纤PCB板太贵了。

刚开始效果上看不出差别，幸运的话还能撑个半年、八个月的，一般情况下不出一年就会因为受潮、紫外线破坏、氧化等原因而断裂，导致整个LED护栏管报废。

高品质的LED护栏管必须用双面全玻纤PCB板，虽然成本高，但质量有保障。

LED护栏管外罩

外罩是有些LED护栏管厂家降低成本的又一个手段，高品质的LED护栏管外罩采用进口GE，拜尔原生PC料，有些厂家使用混合了水口料、回收料的外罩，成本是降了不少，质量却大打折扣。

在温差冲击下内应力难以消

除，容易破裂。

进水后，整根LED护栏管都会报废。

防水密封胶

LED护栏管防水必须得使用硅胶密封，这点已经取得了共识，只有少数厂家还在使用热熔胶密封。

要取得良好的防水效果，还得使用优质的进口硅胶。

很多厂家用国产的704硅胶，殊不知很多704硅胶都是小作坊用废胶做的，用来补强定位还行，用来防水密封那是相当的不靠谱。

国内LED护栏管这块技术跟国际水平差距还比较大，高端硅胶的核心原材料完全依赖进口。

要不为什么国家重点工程连最普通的建筑硅胶都一定要选用昂贵的进口硅胶呢。

还有人用玻璃硅胶密封LED护栏管管口，那是达不到好的防水效果的。

其他版本

现有问题

防水

LED护栏管一般是在外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。

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，如采用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。

开裂

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，首先要选择的是，选用热胀冷缩系数最小的材料来制作。

但如果选择的是带水口料的材料，由于材料本身的材料特性不同，在挤出拉制的过程当中产生的内应力很难去除，户外使用时导致外罩容易开裂。

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。

正确的做法是，在注塑时选择恒温保护，尽量减少内应力，并采用物理方法来消除内应力。

线损

采用劣质材料和减小线径是一些厂家节省成本的方法，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。

而对几百米、上千米的控制信号传输，线材的选择更加重要。

根据我们的经验，一些低价的产品厂家的技术人员，基本对线材的知识水平只是停留在用“几个平方”的水平。

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。

简单来说，分别结构和材料二个方面。

结构上面，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。

也有相当多的LED护栏管产品，使用铝材的底座。

做为直插式LEDLAMP，LED晶片的散热几乎全部都要靠支架的管脚，这个问题必须要首先清楚，再以此出发去进行结构方面的考虑和设计。

在灌封胶的选择上，好的灌封胶不仅要求硬度适中，也要求有比较高的导热系数，才能有效地延长LED的使用寿命。

使用的环境，又要求选择的这个灌封胶要有耐温性和抗老化和防水解。

很多护栏管厂家借鉴LED大屏的经验。

这些需要不断地经验积累。

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