摘要：LED電源質量的技術分析
關鍵詞：LED電源、路燈

　　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、重慶2.5萬、武漢2.8萬、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，預計明后年將大規模鋪開（來源于高工LED）。全球人類一定要改變地球溫室效應，節能減排呼聲高漲。當今可稱為節能“長壽命”項目的焦點產品“LED路燈”成了節能照明產業的“寵兒”。

　　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。當前各個燈具廠商在LED實際應用中碰到許多因電源短期內失效，故障等問題，產品的質量事故及高額的售后維護費用給廠商造成巨大損失，也打擊了消費者對LED照明產品的信心，進而影響了整個LED照明產業的發展。

　　對此我們行業內技術人員對影響LED電源質量的關鍵部分進行了較祥細的分析，供大家參考！

LED電源的壽命：

　　商家為了電源產品結構的整體優美，往往把電源與LED燈體結構緊密設計在一起，LED的發熱與電源的發熱交叉感染，這樣電源和LED光源都處在惡劣的工作環境中，當工作環境的溫度超過一定的溫度時，元器件的壽命大打折扣。電源內部設置溫度保護時會出現頻閃的現象，不設置溫度保護又會死燈，惡劣的工作環境始終得不到改善，從而導致惡性循環。企業的名聲或產品的可靠性無從得到保障。

　　而LED電源的壽命主要取決于電源所用的電容類型及電源內部的溫度。

　　就拿著名電容品牌（臺灣立隆）的電容為例：其通用－40－＋105度規格電容壽命保證值是（在105度滿負載條件下）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%，
則在電容溫度65度時的壽命只能保證約 8 萬小時。
電容溫度75度時的壽命只能保證約 4 萬小時。
電容溫度85度時的壽命只能保證約 2 萬小時。
電容溫度95度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度，壽命將會減半。

電解電容器的工作溫度：

　　1. 電源設計的比較好的功率器件溫升在25-30度左右，設計的比較差的溫升大于35度，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，廉價膠需高溫烘烤，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。（處理的不好也易使得殼體內電解電容的溫度與部分發熱功率器件高的溫度相同）。

　　2. LED電源通常（功率60w以上）與LED安裝在同一個空間，由于LED產生的大量熱本身就依靠殼體來散熱，使燈具殼體溫度上升大于20度。

　　3. 夏季夜晚戶外地表溫度高達40度以上甚至更高，惡劣條件下電容工作環境溫度會大于95度。

　　4. 電感元器件受溫度的影響變化也很大，一定的振動幅度也會造成損壞和參數的變化。

電源廠商的設計質量：

　　由于LED目前還沒大面積普及/民用化，主要是一些工程試點應用，LED電源的需求批量相對都很小，且沒有長期穩定的需求，多數是非標準的規格。

　　有些公司在設計質量／生產質量／材料質量方面如沒有可靠的質量體系保證的話，就會產生：

　　1. 電源在惡劣條件下（夏天環溫=40 度）壽命將不會超過4000小時。

　　2. 在環境條件良好的條件下（環溫=25度）壽命不會超過8000小時。

　　（來源于北方慧華）

　　從以上綜述可以看出. 目前電源才是制約LED燈具壽命的主要瓶頸。

電源與燈具的配套問題：

　　由于LED照明是新興的產業，沒有可以依照的行業標準，從而使燈具廠商在設計燈具時要花費心思去考慮LED如何串并聯，實際現在LED燈具光衰減的因素不光是散熱熱沉的單方面問題，且和分路接線供電方式和電流沖擊對芯片的影響有很大關系。在燈具設計初期沒有考慮電源的配套問題，也沒有在設計初期跟可以合作的電源廠家溝通與合作。而是在燈具LED基板及結構設計完成后才考慮電源的問題，而對于電源廠家來說各家的燈具設計所需求的電源參數都不同，而現階段各家燈具每批需求的量又都很少，通常只有幾百到1千臺。考慮到研發成本，電源廠家不可能為每一家廠商都定制設計一種不同的電源。即便是設計，也需要較長的周期，產品的成本也很高。這就造成了燈具廠商找不到電氣/尺寸合適的電源，而電源廠家設計的電源都有處于小批量樣品狀態，產品無法大批量生產，所以通用性的電源互換性是大家努力實現的方向目標。

　　現今諸多燈具企業為了考慮燈具設計的緊湊以求降低重量，要求將電源體積做得小巧，而且安裝的空間窒息，部分元器件采用陶瓷貼片，因狹小的空間其電源的散熱條件受到限制與熱沉材料交叉感染，很不科學。

　　經過調查發現很多企業自己制造電源驅動，其受專業技術的限制也多是采用仿照，往往前面的錯誤延續，無經驗的廠商跟著感覺走，沒有創新的發展。在行業中少部分電源的企業是做電子產品起家，在電子技術這一塊有一定的技術積累。目前：占市場份額最大的是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和5萬小時的長壽命，100%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℃，壽命保證1萬小時以上；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。關鍵是該公司領導和技術人員走訪一線用戶共同探討宣傳電源的合理應用，不同分路和最優線路組合方式，幫助其燈具設計工程師拿出解決方案。還有一些應用客戶分布較多的，如兵器工業部北方慧華利用軍工做技術保障，臺達、航嘉等LED應用產品電源廠家也有一定的知名度。

　　本人經歷了近20年的照明行業洗禮，對當今年輕的LED諸多照明企業的涉世不深，深表擔憂。客觀的認為業內90%戶外照明應用產品廠商的誤區隨著產業發展的大浪淘沙，老板們的辛苦積蓄將會付之東流。在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與媒體的呼吁中，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諦。企業的設計人員應該在實際的路面去研讀常規照明的精髓，現今LED路燈如安裝為低于10度的道路照明上可行嗎？路燈不單單是為了照亮路面，起引導作用才是明智的識務。

　　走模塊化設計一定是LED路燈發展的方向，而且是電源和燈具模塊小型一體化，這樣不但規避了大功率電源的諸多風險，而且小功率電源的元器件特別是電解器可以選用陶瓷電容，可靠性更具保障，模塊化的關鍵是要轉嫁售后服務。有著多年照明經驗的跨國企業飛利浦、歐司朗都在用心的朝著模塊化發展，而我們國內一些企業還執意的在誤區中游蕩。

　　某直轄市路燈界有經驗的權威人士表露，當今業內的LED路燈產品我們不會輕易使用。

　　其看法是：

　　1.　整體式產品維護是個問題，路燈維護是在高架車上進行的，現今產品我們的維修人員技術難以現場維修，產品的重量從高空作業的拆換到路燈單位的過程，10%的故障可能會變為50%的損壞率。

　　2.　模塊式的燈具發展是個方向，路燈部門是要考核亮燈率的，如果整燈中有一個模塊出現故障還不會影響很大，維修時間可以有空間，而且維修人員可以方便更換，整燈故障就必須要求一定的時間內即時更換。

　　3.　燈具需具備外殼的防護，外殼的安裝需具備沒有螺絲，拆卸方便，有防風阻要求。

　　4.　現今LED路燈的重量對改造更換路燈造成原燈桿負重的問題。

　　5.　當今影響LED燈具壽命的主要故障率在電源，而現今電源間沒有通用的更換性，需要完善。

　　深圳亮化環境管理中心負責人對當今LED路燈感慨萬千，“在壽命問題沒有很好解決之前，企業應否大規模推廣市場？目前的業績是否會變成幾年后的包袱？對企業來說，加大研發力度＋可控范圍內的示范和推廣是否更可行？”（來源于中國半導體照明網）

　　對路燈來說，壽命和光衰減遠比節能更重要！而影響LED應用產品壽命的70%因素來自于LED電源，目前真正做到完美可靠的電源產品還不多，這就需要政府、企業能重視產品的研究與開發，只要技術人員能坐下來，腳踏實地得從事設計工作，完善產品設計，相信規范化可靠性好的LED應用電源產品就指日可待。