摘要：LED電源質(zhì)量的技術(shù)分析
關(guān)鍵詞：LED電源、路燈

　　2009年“十城萬盞”的21個試點(diǎn)城市中，已經(jīng)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(yáng)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(shù)城市仍處于工程試點(diǎn)階段，預(yù)計明后年將大規(guī)模鋪開（來源于高工LED）。全球人類一定要改變地球溫室效應(yīng)，節(jié)能減排呼聲高漲。當(dāng)今可稱為節(jié)能“長壽命”項目的焦點(diǎn)產(chǎn)品“LED路燈”成了節(jié)能照明產(chǎn)業(yè)的“寵兒”。

　　但我們要清晰的認(rèn)識到，當(dāng)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(guān)鍵問題：那就是LED驅(qū)動電源的質(zhì)量。當(dāng)前各個燈具廠商在LED實際應(yīng)用中碰到許多因電源短期內(nèi)失效，故障等問題，產(chǎn)品的質(zhì)量事故及高額的售后維護(hù)費(fèi)用給廠商造成巨大損失，也打擊了消費(fèi)者對LED照明產(chǎn)品的信心，進(jìn)而影響了整個LED照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

　　對此我們行業(yè)內(nèi)技術(shù)人員對影響LED電源質(zhì)量的關(guān)鍵部分進(jìn)行了較祥細(xì)的分析，供大家參考！

LED電源的壽命：

　　商家為了電源產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的整體優(yōu)美，往往把電源與LED燈體結(jié)構(gòu)緊密設(shè)計在一起，LED的發(fā)熱與電源的發(fā)熱交叉感染，這樣電源和LED光源都處在惡劣的工作環(huán)境中，當(dāng)工作環(huán)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(nèi)部設(shè)置溫度保護(hù)時會出現(xiàn)頻閃的現(xiàn)象，不設(shè)置溫度保護(hù)又會死燈，惡劣的工作環(huán)境始終得不到改善，從而導(dǎo)致惡性循環(huán)。企業(yè)的名聲或產(chǎn)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(nèi)部的溫度。

　　就拿著名電容品牌（臺灣立?。┑碾娙轂槔浩渫ㄓ茫?0－＋105度規(guī)格電容壽命保證值是（在105度滿負(fù)載條件下）4000小時。如果我們設(shè)計時電容紋波電流負(fù)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(shè)計的比較好的功率器件溫升在25-30度左右，設(shè)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(hù)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(nèi)電解電容的溫度與部分發(fā)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(chǎn)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(dá)40度以上甚至更高，惡劣條件下電容工作環(huán)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(shù)的變化。

電源廠商的設(shè)計質(zhì)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(diǎn)應(yīng)用，LED電源的需求批量相對都很小，且沒有長期穩(wěn)定的需求，多數(shù)是非標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格。

　　有些公司在設(shè)計質(zhì)量／生產(chǎn)質(zhì)量／材料質(zhì)量方面如沒有可靠的質(zhì)量體系保證的話，就會產(chǎn)生：

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

　　2. 在環(huán)境條件良好的條件下（環(huán)溫=25度）壽命不會超過8000小時。

　?。▉碓从诒狈交廴A）

　　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(chǎn)業(yè)，沒有可以依照的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，從而使燈具廠商在設(shè)計燈具時要花費(fèi)心思去考慮LED如何串并聯(lián)，實際現(xiàn)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(guān)系。在燈具設(shè)計初期沒有考慮電源的配套問題，也沒有在設(shè)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(jié)構(gòu)設(shè)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(shè)計所需求的電源參數(shù)都不同，而現(xiàn)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?？紤]到研發(fā)成本，電源廠家不可能為每一家廠商都定制設(shè)計一種不同的電源。即便是設(shè)計，也需要較長的周期，產(chǎn)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(shè)計的電源都有處于小批量樣品狀態(tài)，產(chǎn)品無法大批量生產(chǎn)，所以通用性的電源互換性是大家努力實現(xiàn)的方向目標(biāo)。

　　現(xiàn)今諸多燈具企業(yè)為了考慮燈具設(shè)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(xué)。

　　經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)很多企業(yè)自己制造電源驅(qū)動，其受專業(yè)技術(shù)的限制也多是采用仿照，往往前面的錯誤延續(xù)，無經(jīng)驗的廠商跟著感覺走，沒有創(chuàng)新的發(fā)展。在行業(yè)中少部分電源的企業(yè)是做電子產(chǎn)品起家，在電子技術(shù)這一塊有一定的技術(shù)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(shè)計，30%的原材料和10%的生產(chǎn)制造工藝和一流的檢測實驗設(shè)備。關(guān)鍵是該公司領(lǐng)導(dǎo)和技術(shù)人員走訪一線用戶共同探討宣傳電源的合理應(yīng)用，不同分路和最優(yōu)線路組合方式，幫助其燈具設(shè)計工程師拿出解決方案。還有一些應(yīng)用客戶分布較多的，如兵器工業(yè)部北方慧華利用軍工做技術(shù)保障，臺達(dá)、航嘉等LED應(yīng)用產(chǎn)品電源廠家也有一定的知名度。

　　本人經(jīng)歷了近20年的照明行業(yè)洗禮，對當(dāng)今年輕的LED諸多照明企業(yè)的涉世不深，深表擔(dān)憂?？陀^的認(rèn)為業(yè)內(nèi)90%戶外照明應(yīng)用產(chǎn)品廠商的誤區(qū)隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)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(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)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(rèn)識到戶外燈具制作的真諦。企業(yè)的設(shè)計人員應(yīng)該在實際的路面去研讀常規(guī)照明的精髓，現(xiàn)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(dǎo)作用才是明智的識務(wù)。

　　走模塊化設(shè)計一定是LED路燈發(fā)展的方向，而且是電源和燈具模塊小型一體化，這樣不但規(guī)避了大功率電源的諸多風(fēng)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(guān)鍵是要轉(zhuǎn)嫁售后服務(wù)。有著多年照明經(jīng)驗的跨國企業(yè)飛利浦、歐司朗都在用心的朝著模塊化發(fā)展，而我們國內(nèi)一些企業(yè)還執(zhí)意的在誤區(qū)中游蕩。

　　某直轄市路燈界有經(jīng)驗的權(quán)威人士表露，當(dāng)今業(yè)內(nèi)的LED路燈產(chǎn)品我們不會輕易使用。

　　其看法是：

　　1.　整體式產(chǎn)品維護(hù)是個問題，路燈維護(hù)是在高架車上進(jìn)行的，現(xiàn)今產(chǎn)品我們的維修人員技術(shù)難以現(xiàn)場維修，產(chǎn)品的重量從高空作業(yè)的拆換到路燈單位的過程，10%的故障可能會變?yōu)?0%的損壞率。

　　2.　模塊式的燈具發(fā)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(xiàn)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(nèi)即時更換。

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

　　4.　現(xiàn)今LED路燈的重量對改造更換路燈造成原燈桿負(fù)重的問題。

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

　　深圳亮化環(huán)境管理中心負(fù)責(zé)人對當(dāng)今LED路燈感慨萬千，“在壽命問題沒有很好解決之前，企業(yè)應(yīng)否大規(guī)模推廣市場？目前的業(yè)績是否會變成幾年后的包袱？對企業(yè)來說，加大研發(fā)力度＋可控范圍內(nèi)的示范和推廣是否更可行？”（來源于中國半導(dǎo)體照明網(wǎng)）

　　對路燈來說，壽命和光衰減遠(yuǎn)比節(jié)能更重要！而影響LED應(yīng)用產(chǎn)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(chǎn)品還不多，這就需要政府、企業(yè)能重視產(chǎn)品的研究與開發(fā)，只要技術(shù)人員能坐下來，腳踏實地得從事設(shè)計工作，完善產(chǎn)品設(shè)計，相信規(guī)范化可靠性好的LED應(yīng)用電源產(chǎn)品就指日可待。