LED照明的部落格

新學期開始，迎來了學習用具的採購旺季，而打著節能、長壽、護眼旗號的LED檯燈則吸引了大批家長的關注。但近日美國能源部（DOE）公佈了一份關於固態照明產品的壽命和可靠性分析報告，該報告指出，目前行業標準中尚無完美的評估方式來定義LED燈具的系統壽命。相關專家對此表示，LED照明設備的壽命評估的確是目前行業發展中存在的難題。

　　長壽只是一種傳說

在某團購平台上，開學季的各種用品團蜂擁開團，其中僅LED護眼檯燈就先後開出了兩三個團。 “無頻閃、護眼”是最吸引媽媽們目光的賣點，而其超長的使用壽命讓不少媽媽們覺得不可思議。有媽媽弱弱地問“在哪兒可以買到替換燈泡？”團長貼出廠家的標準答案：“LED小燈珠（SMD）的正常使用壽命是2萬-4萬個小時，保守一點計算，用個十年八年的，不用換燈泡。”

可是北京消費者周女士前不久卻向本報反映，她3年前購買LED檯燈時，促銷員說用LED燈還想換燈泡就OUT了，因為它的使用壽命可以達到10萬小時，沒想到從去年底檯燈的小燈泡就開始閃動，有些還徹底不亮了。她詢問了多個店鋪，都被告知無法維修，燈的支架還好好的，扔了實在可惜。 “我們一直把環保、節能、長壽掛在嘴邊，但現實應用上，長壽還存在很大問題。”國家燈具質量監督檢驗中心教授級高工、高級審核員俞安琪表示，在景觀照明、背光照明上，LED已基本可以做到長壽，但在普通照明領域，LED還不能做到高效和長壽。

中國照明電器協會理事長劉昇平告訴記者：“LED燈更加節能高效是毋庸置疑的，但其實際的使用壽命還有待檢驗。”記者查閱了多款LED護眼燈的使用說明，發現這些產品標稱的使用壽命大多為5萬-10萬小時。如果按照每天使用4小時計算，那麼這些產品都應該有數十年的使用壽命。但是劉昇平指出，企業宣傳的使用壽命是理論值，產品在實際使用中往往達不到這樣長的使用時間。

“滿天星”型LED燈如果小燈珠壞了，沒法更換，只能淘汰

對此，劉昇平解釋說，如果是球泡型LED照明產品，燈泡壞了還有可能更換。但是現在大多數產品都是和周女士家的檯燈一樣是“滿天星”型的，光源部分是一個整體模塊，而各個產品的模塊，即使是同一家企業生產，也都不是標準化的，不可能像換燈泡一樣換一個模塊，因此一旦出現故障就只能整個淘汰，這的確是對社會資源的一種浪費。

　　壽命評估難題待解

大連工業大學光學研究所所長鄒念育表示，上述問題也正是LED照明可靠性評估的難點。

據介紹，傳統光源的壽命性能測量和評價已經標準化，由於其壽命較短並且光源具有互換性，不論是白熾燈還是節能燈，燈泡壞了換一個就不會影響燈具的繼續使用，所以一般不評價傳統光源燈具的壽命。但LED照明產品壽命長，通過長時間實驗採集數據來評價其壽命顯然是不合適的。同時目前LED燈具形式較多，並且絕大多數LED燈具光源不具有互換性，這樣對不同的LED燈具，其壽命只有通過相關的壽命評價才能確定。

目前，使用加速實驗來預測LED照明產品壽命是一種非常重要的手段，其主要機理就是讓器件所工作的應力水平比實際正常使用中經歷的應力要高，有效地激發產品暴露故障，從而縮短由特定​​失效機理所引起的器件失效的正常時間。但是對於LED燈具來說，由於其構成比較複雜，影響其壽命的因素眾多。例如LED光源本身壽命、LED驅動器以及環境都會影響到燈具的壽命。並且由於技術還在不斷完善中，LED燈具的壽命應該在技術相對完善後進行評價比較合理。但是，在LED技術相對完善之前，又需要建立科學適用的LED燈具壽命評價方法和評判模型。

此外，對於LED燈具壽命的定義也還有待商榷。因為LED燈具與傳統光源單個發光體的特徵不同，它是多個發光體組成並發光的，發光體之間存在顏色差異性，其色溫、顯色性等方面的變化在燈具壽命定義中也應該在考慮範圍之內。例如，一款LED燈具使用一段時間後，其光通維持率仍然高達50%或其效能還高於初始效能的70%，但其顯色性可能已經不滿足使用要求，那麼按照實際使用情況，應該評定該燈具壽命終結，但按照目前《國家半導體照明工程研發及產業聯盟推薦性技術規範》給出的定義，該燈具壽命仍然沒有終結，可以使用。鄒念育認為，對LED燈具壽命進行定義時，不僅要關注光通維持率，也需要考慮色溫、顯色性等相關指標。

鄒念育表示，國內外許多研究者正致力於開發新的LED燈具壽命評價方法，可是到目前為止還沒有建立一種令人信服的整燈壽命評判模型。

DOE報告稱，行業目前還沒有一種十分可行的辦法來評估燈具的預期壽命。儘管目前流明維護測試和規劃標準已經有所改進，但驅動壽命和系統顏色維護仍然很難量化。 DOE報告旨在定義現有的標準和規劃標準，分析指出現有的定義LED燈具性能的缺陷。該報告指出，問題主要在於：現有方法將流明衰減作為LED燈具的唯一淘汰機制，沒有標準化的評估方法來解決除光源以外的組件問題。

　　長壽要跨多道檻

廣東省質量技術監督局於2012年8月公佈了對廣州、深圳、珠海、佛山、中山、惠州、東莞等7個地市21家企業生產的共23批次自鎮流LED燈產品抽查結果，不合格17批次，不合格率高達73.9%。該局相關負責人針對檢測結果做出分析指出：“缺乏統一的產品質量評價標準和對產品製造、產品應用效果、產品安全的統一規範，致使LED照明產品質量良莠不一，市場推廣應用受到嚴重製約。”

據了解，要讓LED照明產品達到真正的長壽，還有多方面的問題需要解決。

LED燈具中，散熱的好壞直接關係到產品的質量和壽命，“目前LED光珠在發光時只有15%—25%的電能轉換成可見光，其餘75%—85%的電能被轉化成了熱量。過高的溫度會導致LED發光效率衰減，LED運行所產生的廢熱若無法有效散出，會直接對其壽命造成致命影響。”廈門（樓盤）大學物理與機電工程學院陳朝教授介紹說，據有關機構測算，LED照明產品的平均壽命長短取決於工作溫度，工作溫度上升10℃，壽命會縮短一半。目前LED照明產品的散熱技術已經有許多種方式，比如改進LED芯片的粘貼工藝、增加散熱板或散熱片、風吹、熱管等，但目前這些技術都有各自的缺陷，而且成本都很高。

還有業內人士向記者透露，有些企業的燈具設計人員幾乎完全不懂材料特性，而企業經營者關注的僅是如何降低成本，如何以低價搶市場，最終降低了LED燈珠亮度與壽命，進而使得LED照明產品的整體使用壽命也同樣受損。 “LED燈，其實是LED燈加上驅動電源。”泉州（樓盤）的一光電企業副總經理吳女士表示，近年來，經過不斷地研究突破，LED燈自身的壽命已經大大延長，但電源壽命技術一直未能解決。電源壽命的主要瓶頸在於其中不可或缺的器件—電容，該公司在電源改進上進行了大量投入，但效果卻並不理想。 “通常來說，如果普通LED燈珠的壽命可以達到3年的話，那電源的壽命可能就只有1年。”

　　提示：壽命越長價格越貴

　　買LED燈不必過於追求長壽

　　LED燈具的壽命究竟該有多長？最近美國能源之星正在起草LED球泡燈的標準，其中較有爭議的一點是關於最低壽命要求。

有業內人士透露，一般認為LED燈珠的壽命在10萬小時不假，但做成燈具後就受到諸多因素的影響，因此，目前在LED照明行業常見的LED壽命值參數約為3萬至5萬小時。據了解，美國能源之星有可能將消費類燈具的壽命要求從2.5萬小時降到最少1萬小時，因為按照每天使用3小時計算，1萬小時壽命的燈具可以被消費者正常使用9年之多。當然企業也可以標稱2.5萬小時或者更高。

9年的使用壽命對於一般的家居應用已足夠，對於酒店、地鐵站等長時間需要照明的場所，則可以選用一些壽命久的LED燈具，這表明能源之星以後不再對LED燈具壽命進行一刀切，而只規定最低壽命要求，不同場所照明可以按照差異化需求選擇適合壽命的燈具。

有業內專家指出，白熾燈的壽命標准定義雖為1000小時，但卻長時間佔據民用家居照明​​市場，最重要的原因就是價格優勢。 LED照明產品壽命雖具有優勢，但價格卻讓消費者望而卻步。因此，當LED燈具具備一定的壽命優勢後，沒必要再去過多地追求更長的壽命，而是應該加速產品的更新和推廣，有效降低成本，從而迅速擴大LED燈具在家庭照明市場中的份額。

via CNLEDW