光源具有較大照射范圍、足夠的照度,并能適用于誘集魚群;啟動操作簡單迅速;燈具堅固、耐震,水密耐壓;耐用。
發光二極管是一種場致發光光源,是可直接將電能轉化為可見光和輻射能的半導體器件。LED的發光原理是利用固體半導體芯片作為發光材料,當兩端加上正向電壓,半導體材料的PN結中注入的空穴與電子復合時引起光子發射而產生光,直接把電能轉換為光能,屬冷光源。
使用LED半導體照明已被公認為是一種節能環保的重要途徑。日本從2005年開始,研究使用藍色LED集魚燈來替代金屬鹵化物集魚燈,以達到節省能源消耗、改善工作環境等目的。其燃油消費量僅為傳統魷釣船的1/3,釣獲率也相當于(甚至超越)傳統魷釣船。我國也有企業和高校正在進行LED集魚燈的研究與開發,并取得了成果。
如果LED集魚燈采用電纜線供電,使用時電纜線容易破損折斷,多個LED集魚燈一起操作時容易纏繞,非常麻煩。本文設計的LED水下集魚燈用蓄電池供電,并利用無線供電技術為蓄電池充電。無線供電系統包括電能發送單元和電能接收單元兩部分。電能發送單元主要由交直流電源電路、功率放大輸出電路、驅動電路、振蕩電路、基準電壓電路、控制保護電路以及發射線圈L1(變壓器初級)組成,電能接收單元主要包括接收線圈L2(變壓器次級)、高頻整流濾波電路和負載組成。
由于LED消耗的能量除轉換為光能外,幾乎都是熱能,而且只能以熱傳導的形式傳出,所以散熱設計是LED能否成功應用的關鍵技術。在熱傳輸設計方面,要計算直接接觸LED器件散熱體的熱容量。較大的熱容量可以較好地吸收和平衡瞬間的熱沖擊,防止由于瞬間過流產生的高溫對LED器件的熱損壞。還要考慮散熱器件的熱傳輸平衡條件和傳輸量,讓集魚燈內部LED器件上發出的熱量能夠順利地傳到集魚燈外部的海水中。設計時通過封裝基板解決散熱的問題,在散熱基板上做貫通孔,使散熱基板直接與海水接觸,讓海水在貫通孔內循環,達到降溫目的。
