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隨著LED照明技術(shù)的快速發(fā)展，在國(guó)內(nèi)的許多城市，道路照明已經(jīng)不乏LED路燈的身影。尤其是大功率LED器件的光效超過(guò)100lm/W以后，LED路燈作為道路照明的發(fā)展趨勢(shì)已經(jīng)得到普遍認(rèn)同。2009年，國(guó)內(nèi)幾個(gè)城市分別組織了LED道路照明產(chǎn)品的評(píng)估測(cè)試工作，大多數(shù)LED路燈產(chǎn)品在配光曲線(xiàn)、系統(tǒng)光效等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)方面進(jìn)步顯著，在道路照明標(biāo)準(zhǔn)的符合性、節(jié)能效果等方面已經(jīng)達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求。

盡管LED路燈技術(shù)水平的發(fā)展較快，但是大多數(shù)LED路燈廠商在產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中忽略了在寒地應(yīng)用環(huán)境下的特殊技術(shù)要求。一個(gè)普遍的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)是：LED在寒冷地區(qū)應(yīng)用有利于散熱，不容易發(fā)生故障。殊不知，寒冷應(yīng)用環(huán)境下，對(duì)LED路燈有著更為嚴(yán)格的技術(shù)要求，主要有以下兩個(gè)方面：第一，寒冷地區(qū)氣溫較低，且溫差大，驟變的冷熱沖擊和長(zhǎng)期低溫工作對(duì)于器件有著更為嚴(yán)格的質(zhì)量要求。第二，在寒冷地區(qū)應(yīng)用的LED路燈必須要考慮防止冰凌凝結(jié)的預(yù)防措施。

鑒于上述原因，LED路燈在寒冷地區(qū)的推廣應(yīng)用，需解決以下幾個(gè)方面的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。

一、冷熱沖擊的溫度變化可能引起LED器件的失效

由于LED芯片封裝后，屬于固態(tài)的實(shí)心器件，存在著芯片、硅膠(或樹(shù)脂)、金屬支架以及引線(xiàn)之間膨脹系數(shù)的失配現(xiàn)象，加上寒冷地區(qū)溫差較大的冷熱沖擊影響，會(huì)使硅膠在溫度變化的過(guò)程中，膨脹和收縮加劇，器件內(nèi)部應(yīng)力過(guò)大，這將導(dǎo)致LED引線(xiàn)鍵合點(diǎn)位移增大，引線(xiàn)過(guò)早疲勞和損壞。同時(shí)也會(huì)使原本鍵合狀態(tài)較差的焊點(diǎn)出現(xiàn)脫焊的可能，而造成焊球和芯片電極脫焊的現(xiàn)象，甚至使LED芯片出現(xiàn)分層脫落的失效現(xiàn)象。

一盞LED路燈應(yīng)用的LED器件多達(dá)上百顆，通常采用以串聯(lián)為主的混聯(lián)組態(tài)方式，如果一顆LED發(fā)生故障，將會(huì)引起多顆LED連帶失效，因此應(yīng)用在寒冷地區(qū)的LED路燈首先要根據(jù)特定使用環(huán)境下的燈具溫度變化特性，設(shè)置合理的超聲功率、鍵合壓力、鍵合時(shí)間及鍵合溫度等封裝工藝參數(shù)，保證每一顆LED器件在低溫運(yùn)行環(huán)境下的可靠性。

二、LED驅(qū)動(dòng)裝置低溫運(yùn)行的可靠性保障

另一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)在于LED路燈驅(qū)動(dòng)裝置在低溫運(yùn)行環(huán)境下的可靠性問(wèn)題。目前大多數(shù)LED路燈驅(qū)動(dòng)電源在寒地低溫環(huán)境下表現(xiàn)出不同類(lèi)型的水土不服現(xiàn)象，較為突出的表征是低溫?zé)o法正常啟動(dòng)和長(zhǎng)期低溫運(yùn)行環(huán)境下的失效率較高現(xiàn)象。上述問(wèn)題出現(xiàn)的主要原因在于驅(qū)動(dòng)電源在設(shè)計(jì)階段的器件選型沒(méi)有考慮低溫工作狀態(tài)的可靠性，部分關(guān)鍵元器件低溫環(huán)境下的特性發(fā)生變化，造成驅(qū)動(dòng)裝置無(wú)法低溫啟動(dòng)或正常運(yùn)行，引發(fā)故障的具體原因主要有以下四個(gè)方面：

第一，開(kāi)關(guān)管在低溫條件下載流子的密度和活性都會(huì)降低，過(guò)載保護(hù)的啟動(dòng)點(diǎn)也會(huì)因此降低；第二，電解電容電解液在低溫下凍結(jié)，失去電容效應(yīng)(溶液中的離子此時(shí)只存在離子極化)，無(wú)帶載能力；第三，部分類(lèi)型的光藕器件在低溫狀態(tài)下無(wú)法正常工作；第四，輸入端防止浪涌電流的熱敏電阻，在低溫下阻值變大(是常溫的3～5倍)，也會(huì)造成低溫?zé)o法正常啟動(dòng)。

上述問(wèn)題的解決途徑主要是從選擇溫度特性更好的器件入手。例如，不是所有的電解電容都無(wú)法在低溫下工作，一般來(lái)講，200V以上的電解電容耐低溫特性較差，而160V以下的電解電容基本都能夠在零下40℃環(huán)境正常工作，只要選用兩個(gè)低壓電解串連使用就可以解決問(wèn)題。器件選型的調(diào)整可能會(huì)略微提高驅(qū)動(dòng)裝置的成本，但是從LED路燈的整體成本來(lái)看可以忽略不計(jì)，考慮到提高可靠性和降低維護(hù)成本的因素，這種設(shè)計(jì)調(diào)整是非常必要和劃算的。