提升LED路燈壽命

摘 要：當前我國正大力提倡節(jié)能、低碳與環(huán)保，在此理念下，LED路燈已成為新一代節(jié)能路燈的首選。作為LED路燈的核心部件，驅動電源的品質和穩(wěn)定性是影響LED路燈使用壽命的關鍵因素。因驅動電源的壽命相對LED路燈而言較短，是制約LED路燈使用壽命的短板。因此，文章提出對驅動電源進行模塊化設計的方案來提升LED路燈壽命，降低其維修成本，提升維護便利性，從而極大地提升LED路燈的實際使用壽命和價值。

關鍵詞：LED路燈；驅動電源；模塊化；接插件

LED照明具有節(jié)能環(huán)保、使用壽命長、應用廣泛等特點，是節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)的重要組成領域。隨著技術的不斷突破、節(jié)能效果的日益顯現(xiàn)和國家對節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)的大力推動，室內LED照明已取代白熾燈、熒光燈走進了千家萬戶。

在室外，路燈照明消耗著巨大的電能。作為能源消費大國，在當下節(jié)能環(huán)保理念驅動下，有著高效、節(jié)能、使用壽命長、顯色指數(shù)高的LED就順勢成為了新一代的節(jié)能光源。但由于LED路燈工作在惡劣的室外環(huán)境，因此對其驅動電源有著很高的性能和可靠性要求。

1 LED路燈驅動電源壽命現(xiàn)狀分析

作為LED照明燈具的電源供應器，LED驅動電源能將外界一次電能轉換為LED所需的二次電能，是LED照明燈具的核心部件，其品質對LED照明燈具的可靠性具有重要影響，其穩(wěn)定性也是LED照明燈具使用壽命的關鍵因素。

通過對大功率LED路燈進行跟蹤檢測，部分LED燈具陸續(xù)出現(xiàn)故障。通過對故障的分析，我們發(fā)現(xiàn)LED驅動電源損壞所占比例高達90%。雖然LED路燈理論使用壽命長達5萬小時（13.7年），但其驅動電路的壽命較短，約為1.2萬小時（3年）。驅動電源成為制約LED路燈使用壽命的短板。另外，由于防水防塵等工況要求，LED路燈驅動電源一般都封裝在產(chǎn)品內部，給LED路燈維修帶來不便，更換驅動電源的費用較高。因此，提高LED路燈驅動電源的使用壽命、降低其維修成本，提升維護便利性將極大地提升LED路燈的實際使用壽命和價值。

2 解決思路

LED驅動電源的輸入電能包括交流電和直流電，而輸出電能一般為可隨LED正向電壓變化而改變電壓的恒定電流，因此在驅動電源中需要的電子元器件一般有電容、電阻、電感等等。目前業(yè)內都非常清楚，如果LED驅動電源電路里有電解電容，那么其壽命主要取決于電解電容。電解電容的使用壽命有一個大家公認的近似計算法則：即溫度每下降10 度其使用壽命增加一倍。比如說標稱105攝氏度壽命為2000 小時的電解電容，在65 攝氏度下使用壽命大約是32000 小時。而LED路燈工作場所為室外，在當今全球變暖的環(huán)境下，我國大部分地區(qū)夏季的地面溫度已經(jīng)超過70攝氏度，在這樣的條件下，電解電容的平均壽命已不到1.5萬小時。

目前大功率LED路燈照明中的驅動電源，電解電容均是焊接在電路板上，并且整個電器部分被封裝在內部。在電解電容損壞、而其它電器元件完好的情況下，整個驅動電源都將被換掉，形成了極大的浪費。只要LED燈芯片結溫散熱達到要求，LED燈珠壽命就有近5萬小時，但是幾乎所有LED路燈的驅動電源均提早損壞。目前LED路燈的驅動電源質保時間一般均為三年，若按每天使用12小時、一年365天計算，也只使用了不到1.4萬小時，質保5年的也只有近2.2萬小時。這與LED芯片燈5萬小時的使用壽命相差甚大。不管現(xiàn)在經(jīng)智能控制，由于時控節(jié)能減少了功率而壽命得到了相對延長，但與LED芯片燈珠相比，其壽命仍然較短。

為節(jié)約資源，提高驅動電源的利用率和整體壽命，可以采用一種模塊化的設計方法。將電解電容易損電器元件當作與電路板分離的一種附件，不直接安裝在電路板上，利用一個外殼把相關易損元器件全部封裝進一個模塊化電器接插件中，按需通過各種接插件組與電路板內各個電解電容位子用電路板或線路連接，當電解電容達到使用壽命時只需更換該模塊接插件，驅動電源就可以再次使用。在LED芯片燈正常的使用壽命里，正常情況下只需更換二次該模塊接插件即可，這樣可以使得LED路燈整體5萬小時的使用壽命成為現(xiàn)實。而且該模塊化接插件可以通過相關線路與電路板連接，通過防水防塵防曬設計，其安裝地點可選余地更大，可以方便地進行后續(xù)更換，無需高空作業(yè)，做到和普通家庭更換燈一樣方便。

3 結束語

LED驅動電源的故障問題不可能完全避免，而模塊化設計早已成為當今的潮流，如果驅動電源能用模塊化插拔的方式解決維護問題，一定會受到用戶的歡迎；在所有廠商都采用模塊化設計后，通過使相關接口標準化，通用化，把LED路燈驅動電源的更換做成和常規(guī)照明的光源的更換一樣簡便時，制約LED照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關鍵因素的LED路燈驅動電源定將會得到長足的發(fā)展。

參考文獻

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[3]沈偉平.探究LED路燈的驅動電源設計要點[J].工程技術（引文版），2016，31（3）：252-252.

作者簡介：吳鋒，浙江大學機械工程碩士，工程師，從事低碳相關產(chǎn)品設計及研究。