LED-светильники и воздействие радиации

Обычный LED светильник включает в себя:
- блок питания (как правило – импульсный). Ни одна из широко используемых схем реализации таких блоков не обладает даже минимальной устойчивостью к радиации, что приводит к моментальному выходу из строя при облучении;
- светодиодный источник света под действием радиации постепенно деградирует со снижением светового потока;
- индивидуальная линза (ПММА) - способность пропускать свет и механические характеристики под действием радиации тоже заметно снижаются;
- общее защитное стекло. Боросиликатное стекло достаточно хорошо показывает себя в условиях повышенного радиоактивного фона.
Возможные решения
Поскольку критический компонент - блок питания, оптимальным вариантом стало использование выпрямителей на основе диодных мостов, которые имею бОльшую степень защиты от радиации, чем импульсные аналоги. Такие блоки питания включают в себя понижающий трансформатор, к которому подключены два независимых диодных моста, в свою очередь подключенные к 2 параллельным светодиодным линейкам с единственным токоограничивающим резистором на каждой.
Тестирование импульсного источника и блока на основе диодных мостов
Тестирование проводилось с разной длительностью и уровнем излучения. Светильники с импульсными преобразователями питания сошли с дистанции практически сразу. Причинами становились повреждения высокочастотных преобразователей постоянного тока, цепей управления ШИМ и оптопар.
А вот светильники с блоками на основе диодных мостов показали себя куда лучше. Они проработали полное время теста без видимых признаков деградации. Суммарная поглощённая доза излучения составила 129 Гр (для человека такая доза излучения с 100% вероятностью приведёт к смерти).
На основании данных тестирования был собран устойчивый к радиации прототип блока питания. Он включал в себя понижающий трансформатор с соотношением количества витков обмоток 230:6, диодный мост GBU8K и электролитический конденсатор 220 мФ. В качестве источника света выступил светодиод Cree XR-E. Такая использованная в прототипе схема легла в основу будущих источников питания для светильников, устойчивых к радиации.