摘要：LED电源质量的技术分析
关键词：LED电源、路灯

　　2009年“十城万盏”的21个试点城市中，已经安装的LED路灯(含隧道灯)大约为22.2万盏。其中潍坊3.5万、重庆2.5万、武汉2.8万、扬州1.5万，四座城市的装灯量之和为10.3万，占总量近一半。2009年多数城市仍处于工程试点阶段，预计明后年将大规模铺开（来源于高工LED）。全球人类一定要改变地球温室效应，节能减排呼声高涨。当今可称为节能“长寿命”项目的焦点产品“LED路灯”成了节能照明产业的“宠儿”。

　　但我们要清晰的认识到，当大家都在宣传LED的长寿命时，忽略或避开了另一个决定LED灯具寿命的关键问题：那就是LED驱动电源的质量。当前各个灯具厂商在LED实际应用中碰到许多因电源短期内失效，故障等问题，产品的质量事故及高额的售后维护费用给厂商造成巨大损失，也打击了消费者对LED照明产品的信心，进而影响了整个LED照明产业的发展。

　　对此我们行业内技术人员对影响LED电源质量的关键部分进行了较祥细的分析，供大家参考！

LED电源的寿命：

　　商家为了电源产品结构的整体优美，往往把电源与LED灯体结构紧密设计在一起，LED的发热与电源的发热交叉感染，这样电源和LED光源都处在恶劣的工作环境中，当工作环境的温度超过一定的温度时，元器件的寿命大打折扣。电源内部设置温度保护时会出现频闪的现象，不设置温度保护又会死灯，恶劣的工作环境始终得不到改善，从而导致恶性循环。企业的名声或产品的可靠性无从得到保障。

　　而LED电源的寿命主要取决于电源所用的电容类型及电源内部的温度。

　　就拿著名电容品牌（台湾立隆）的电容为例：其通用－40－＋105度规格电容寿命保证值是（在105度满负载条件下）4000小时。如果我们设计时电容纹波电流负载值最大使用到85%，
则在电容温度65度时的寿命只能保证约 8 万小时。
电容温度75度时的寿命只能保证约 4 万小时。
电容温度85度时的寿命只能保证约 2 万小时。
电容温度95度时的寿命只能保证约 1 万小时。
从以上的推算：电解电容温度每上升10度，寿命将会减半。

电解电容器的工作温度：

　　1. 电源设计的比较好的功率器件温升在25-30度左右，设计的比较差的温升大于35度，户外LED电源要求防水，需采用密封式的外壳，为了防护等级的提高厂家要求灌胶处理，不同的胶体材料价格成本不一样，廉价胶需高温烘烤，往往会造成元器件不同程度的隐形损伤及紧束拉伤留下隐患。（处理的不好也易使得壳体内电解电容的温度与部分发热功率器件高的温度相同）。

　　2. LED电源通常（功率60w以上）与LED安装在同一个空间，由于LED产生的大量热本身就依靠壳体来散热，使灯具壳体温度上升大于20度。

　　3. 夏季夜晚户外地表温度高达40度以上甚至更高，恶劣条件下电容工作环境温度会大于95度。

　　4. 电感元器件受温度的影响变化也很大，一定的振动幅度也会造成损坏和参数的变化。

电源厂商的设计质量：

　　由于LED目前还没大面积普及/民用化，主要是一些工程试点应用，LED电源的需求批量相对都很小，且没有长期稳定的需求，多数是非标准的规格。

　　有些公司在设计质量／生产质量／材料质量方面如没有可靠的质量体系保证的话，就会产生：

　　1. 电源在恶劣条件下（夏天环温=40 度）寿命将不会超过4000小时。

　　2. 在环境条件良好的条件下（环温=25度）寿命不会超过8000小时。

　　（来源于北方慧华）

　　从以上综述可以看出. 目前电源才是制约LED灯具寿命的主要瓶颈。

电源与灯具的配套问题：

　　由于LED照明是新兴的产业，没有可以依照的行业标准，从而使灯具厂商在设计灯具时要花费心思去考虑LED如何串并联，实际现在LED灯具光衰减的因素不光是散热热沉的单方面问题，且和分路接线供电方式和电流冲击对芯片的影响有很大关系。在灯具设计初期没有考虑电源的配套问题，也没有在设计初期跟可以合作的电源厂家沟通与合作。而是在灯具LED基板及结构设计完成后才考虑电源的问题，而对于电源厂家来说各家的灯具设计所需求的电源参数都不同，而现阶段各家灯具每批需求的量又都很少，通常只有几百到1千台。考虑到研发成本，电源厂家不可能为每一家厂商都定制设计一种不同的电源。即便是设计，也需要较长的周期，产品的成本也很高。这就造成了灯具厂商找不到电气/尺寸合适的电源，而电源厂家设计的电源都有处于小批量样品状态，产品无法大批量生产，所以通用性的电源互换性是大家努力实现的方向目标。

　　现今诸多灯具企业为了考虑灯具设计的紧凑以求降低重量，要求将电源体积做得小巧，而且安装的空间窒息，部分元器件采用陶瓷贴片，因狭小的空间其电源的散热条件受到限制与热沉材料交叉感染，很不科学。

　　经过调查发现很多企业自己制造电源驱动，其受专业技术的限制也多是采用仿照，往往前面的错误延续，无经验的厂商跟着感觉走，没有创新的发展。在行业中少部分电源的企业是做电子产品起家，在电子技术这一块有一定的技术积累。目前：占市场份额最大的是茂硕的一系列恒流恒压LED大功率电源。茂硕电源为了保证电源的高可靠性和5万小时的长寿命，100%采用世界一流品牌的电子原器件。特别是电源寿命的短板——电解电容，采用的是日本原装，军工级别的105℃，寿命保证1万小时以上；高可靠、高效率、长寿命特性来源于60%的军工电源设计，30%的原材料和10%的生产制造工艺和一流的检测实验设备。关键是该公司领导和技术人员走访一线用户共同探讨宣传电源的合理应用，不同分路和最优线路组合方式，帮助其灯具设计工程师拿出解决方案。还有一些应用客户分布较多的，如兵器工业部北方慧华利用军工做技术保障，台达、航嘉等LED应用产品电源厂家也有一定的知名度。

　　本人经历了近20年的照明行业洗礼，对当今年轻的LED诸多照明企业的涉世不深，深表担忧。客观的认为业内90%户外照明应用产品厂商的误区随着产业发展的大浪淘沙，老板们的辛苦积蓄将会付之东流。在多次和诸多电源厂商和灯具外形结构设计技术人员的沟通和多次与媒体的呼吁中，主张建议从路灯照明的要求上需真正认识到户外灯具制作的真谛。企业的设计人员应该在实际的路面去研读常规照明的精髓，现今LED路灯如安装为低于10度的道路照明上可行吗？路灯不单单是为了照亮路面，起引导作用才是明智的识务。

　　走模块化设计一定是LED路灯发展的方向，而且是电源和灯具模块小型一体化，这样不但规避了大功率电源的诸多风险，而且小功率电源的元器件特别是电解器可以选用陶瓷电容，可靠性更具保障，模块化的关键是要转嫁售后服务。有着多年照明经验的跨国企业飞利浦、欧司朗都在用心的朝着模块化发展，而我们国内一些企业还执意的在误区中游荡。

　　某直辖市路灯界有经验的权威人士表露，当今业内的LED路灯产品我们不会轻易使用。

　　其看法是：

　　1.　整体式产品维护是个问题，路灯维护是在高架车上进行的，现今产品我们的维修人员技术难以现场维修，产品的重量从高空作业的拆换到路灯单位的过程，10%的故障可能会变为50%的损坏率。

　　2.　模块式的灯具发展是个方向，路灯部门是要考核亮灯率的，如果整灯中有一个模块出现故障还不会影响很大，维修时间可以有空间，而且维修人员可以方便更换，整灯故障就必须要求一定的时间内即时更换。

　　3.　灯具需具备外壳的防护，外壳的安装需具备没有螺丝，拆卸方便，有防风阻要求。

　　4.　现今LED路灯的重量对改造更换路灯造成原灯杆负重的问题。

　　5.　当今影响LED灯具寿命的主要故障率在电源，而现今电源间没有通用的更换性，需要完善。

　　深圳亮化环境管理中心负责人对当今LED路灯感慨万千，“在寿命问题没有很好解决之前，企业应否大规模推广市场？目前的业绩是否会变成几年后的包袱？对企业来说，加大研发力度＋可控范围内的示范和推广是否更可行？”（来源于中国半导体照明网）

　　对路灯来说，寿命和光衰减远比节能更重要！而影响LED应用产品寿命的70%因素来自于LED电源，目前真正做到完美可靠的电源产品还不多，这就需要政府、企业能重视产品的研究与开发，只要技术人员能坐下来，脚踏实地得从事设计工作，完善产品设计，相信规范化可靠性好的LED应用电源产品就指日可待。