LED電源應用于LED路燈時注意的事項及發(fā)展方向

　　全球人類正在努力改變地球溫室效應帶來的影響，節(jié)能減排呼聲高漲。當今可稱為節(jié)能“長壽命”項目的焦點產品“LED路燈”成了節(jié)能照明產業(yè)的“寵兒”。據高工led產業(yè)研究中心的調查顯示，2009年“十城萬盞”的21個試點城市中,已經安裝的LED路燈(含隧道燈)大約為22.2萬盞。其中濰坊3.5萬、武漢2.8 萬、重慶2.5萬、揚州1.5萬,四座城市的裝燈量之和為10.3萬,占總量近一半。2009年多數城市仍處于工程試點階段,預計兩年內將大規(guī)模鋪開。

　　但我們要清晰的認識到，當大家都在宣傳LED的長壽命時，忽略或避開了另一個決定LED燈具壽命的關鍵問題：那就是LED驅動電源的質量。

　　對此，筆者對影響LED電源質量的關鍵部分進行了淺議的的分析，供大家參考！

　　LED電源的壽命：

　　由于LED燈具不同于傳統燈具，傳統燈具中除部分功率轉化為光能外，絕大部分功率都轉化為紅外輻射能量輻射到燈具外部空間（就類似于浴霸燈一樣），而LED是半導體發(fā)光，其除部分功率轉化為光能外，絕大部分功率都轉化為熱能，這些熱量只能借助與芯片緊密結合的燈體散熱。

　　商家為了燈具產品結構的整體優(yōu)美，往往把電源與LED燈體結構緊密設計在一起，LED的發(fā)熱與電源的發(fā)熱疊加，這樣電源和LED光源都處在惡劣的工作環(huán)境中，當工作環(huán)境的溫度超過一定的溫度時，電源及LED的壽命大打折扣。電源內部設置溫度保護時會出現反復開關燈的現象，不設置溫度保護又會引起高溫損壞電源器件及加速LED的光衰。

　　 LED電源屬于開關電源，開關電源的質量與可靠性取決于其電路設計，生產工藝，及器件的質量。電解電容是大功率開關電源中必不可少的組成部分。

　　而開關電源的正常工作壽命要取決于電源所使用的電解電容的壽命，電解電容的壽命又取決于電容本身的壽命及工作溫度。

　　電解電容在不同的溫度下其工作壽命差異很大。

　　就拿國外某著名品牌電解電容為例：

　　其通用-40℃ -- ＋105℃規(guī)格電容壽命保證值是（在105℃滿負載條件下）4000小時。如果我們設計時電容紋波電流負載值最大使用到85％，則：按其提供的壽命估算公式

　　電容溫度65℃時的壽命只能保證約8萬小時；

　　電容溫度75℃時的壽命只能保證約4萬小時；

　　電容溫度85℃時的壽命只能保證約2萬小時；

　　電容溫度95℃時的壽命只能保證約1萬小時；

　　從以上的推算：電解電容溫度每上升10℃，壽命將會減半。

　　電解電容器的工作溫度示意圖；

　　電源自體溫升：電源設計的比較好的功率器件溫升在25-３0℃左右，設計的比較差的溫升大于35℃，戶外 LED電源要求防水，需采用密封式的外殼，為了防護等級的提高廠家要求灌膠處理，不同的膠體材料價格成本不一樣，導熱性能也不一樣，廉價膠導熱性能差，且需高溫烘烤，往往會造成元器件不同程度的隱形損傷及緊束拉傷，留下隱患。（散熱處理的不好使得殼體內電解電容工作環(huán)境如同保溫瓶，溫度積累無法散出）。

　　燈具自體溫升：由于LED產生的大量熱本身就依靠殼體來散熱,合理的設計其LED燈具 殼體溫度約20℃-25℃間。 即：在室溫25℃工作條件下，燈具殼體溫度約 45℃-50℃左右。

　　燈具工作環(huán)境溫度： 部分地區(qū)夏季夜晚戶外地表溫度高達40℃，甚至更高。

　　綜合以上應用條件：惡劣環(huán)境下電容工作環(huán)境溫度會大于95℃。 也有人提出是否可用陶瓷或固體電容，但以目前的電容技術這兩種電容都無法做成高壓大容量。 當然，好鞍需配好馬，使用長壽命的電容并不一定就能保證電源壽命 要提高電源壽命就需要從多方面來改善：

　　使用較高壽命的電容，提高電源效率，優(yōu)化電源的散熱設計，優(yōu)化燈具的散熱設計。

　　諸多燈具企業(yè)為了考慮燈具設計的緊湊以求降低重量，要求將電源體積做的小巧并安裝在密閉的空間里，其電源的散熱條件受到限制。因此高的效率，小的體積及更好的散熱設計是電源面臨的挑戰(zhàn)。

　　電源與燈具的配套及量質問題：

　　由于LED照明是新興的產業(yè)，目前還沒大面積普及/民用化，主要是一些工程試點應用同時沒有可以依照的行業(yè)標準，每一家設計的燈具所需求的電源在結構/電氣上都不一樣。 多數中國企業(yè)的習慣是在產品研發(fā)的初期沒讓配套供應商參入，而是在產品設計完成后再去找能配套的供應商，同樣多數LED燈具企業(yè)在燈具設計初期沒有跟可以合作的電源廠家溝通與合作，而是按自己的想法或仿照某一同行的做法在LED基板及結構設計完成后才考慮電源的問題。往往會找不到合適的/質量合格的電源，同時這樣一來交期都趕得非常緊。

　　因此造成LED電源的現狀是： 需求批量小，品種多，通常是幾百到幾K，無法像傳統電源幾十k----上百k的生產。各家需求的電氣/結構通用性差，無法大批量生產，基本都是定制品，無法提前備料/備貨。 LED工程交期短，大部分電源為滿足客戶要求需要臨時設計/更改設計，造成材料采購周期短/生產工藝不成熟，從而導致電源成本的急劇上升，及質量的不穩(wěn)定 。

　　所以，將LED電源標準化從而提高通用性，降低成本，以批量化生產提高質量是大家努力實現的方向目標。

　　目前市面上的LED電源質量層次不齊。多數做傳統開關電源的廠商開始嘗試做LED電源，但畢竟LED電源目前的使用條件與傳統消費電子的電源使用條件與要求要惡劣很多，同時在高效率的LED電源中需要一些新的電源技術。不少電源廠商及燈具廠商開始都沒注意到這些，從而在電源上栽跟頭的也不為少數。

　　同時一些小公司其受專業(yè)技術的限制而采用仿照其它家的設計，延續(xù)別人犯過的錯誤，沒有創(chuàng)新。為追求低成本高利潤，采用低成本的材料，省略生產工藝，在設計質量／生產質量／材料質量方面如沒有可靠的質量體糸保證。其生產的電源在可靠性及壽命方面遠達不到目前LED燈具的需求。

　　目前初步了解國內在大功率LED電源市場上質量處于中高端及市場占有率較大，同時口碑較好的有以下品牌：茂碩，英飛特，慧華，明緯，臺達 等LED應用產品電源 。

　　茂碩，明緯，臺達，等是傳統品牌開關電源的制造商，在生產規(guī)模及工藝方面有較大的優(yōu)勢茂碩的一系列恒流恒壓LED大功率電源。茂碩電源為了保證電源的高可靠性的長壽命，采用世界一流品牌的電子原器件。特別是電源壽命的短板----電解電容，采用的是日本原裝，軍工級別的105℃。高可靠、高效率、長壽命特性來源于60%的軍工電源設計，30%的原材料和10%的生產制造工藝和一流的檢測實驗設備。關鍵是公司技術人員走訪一線用戶共同探討宣傳電源的合理應用，不同分路和最優(yōu)線路組合方式，幫助其燈具設計工程師拿出解決方案。

　　英飛特，慧華，是專業(yè)LED電源的設計制造商。在LED電源技術及整體LED解決方案方面有各自獨到的優(yōu)勢。

　　上述廠商都有較強的技術研發(fā)實力，都有完整的規(guī)?；a線及完善的生產檢測設備。

　　LED路燈發(fā)展方向

　　本人經歷了近20年的照明行業(yè)洗禮，對當今年輕的LED諸多照明企業(yè)的涉世不深，深表擔憂?？陀^的認為業(yè)內90%LED戶外照明應用產品廠商的誤區(qū)隨著產業(yè)發(fā)展的大浪淘沙，老板們的辛苦積蓄將會付之東流。多次和諸多電源廠商和燈具外形結構設計技術人員的溝通和多次媒體的呼吁中，主張建議從路燈照明的要求上需真正認識到戶外燈具制作的真蒂。企業(yè)的設計人員應該在實際的路面去研讀常規(guī)照明的精髓，現今一些LED路燈如安裝跳臂低于10℃可行嗎？與常規(guī)路燈的效果有差異嗎？道路照明不單單是為了照亮路面，起引導作用才是明智之舉。比人一直認為燈具是有思想有藝術的，常規(guī)照明燈具受光源的特定條件限制還在努力往“白天觀景，夜晚觀燈”的方向發(fā)展，作為第四代光源的LED最具優(yōu)勢。

　　LED半導體照明應用產品的光學配光，也是當今業(yè)內關注的技術，特別是LED路燈的配光。因為是點光源的特殊性，從封裝的一次性到透鏡的二次配光，不同高度到間距的差異及材料的光衰減處理，是要求較高的技術。廣東宏磊達光電科技有限公司在光學配光設計這方面的技術優(yōu)勢較好，并具有一定的生產規(guī)模，封裝支架及應用產品的透鏡設計生產占據國內