深度分析LED路燈的檢測技術(shù)、標準與發(fā)展前景

在低碳節能的口號下，LED照明已經(jīng)轟轟烈烈地展開(kāi)，而受政府“十城萬(wàn)盞”政策的強力引導，LED路燈產(chǎn)業(yè)的發(fā)展尤為迅猛。iSuppli的數據表明，國內LED照明廠(chǎng)商中，有50%以上的廠(chǎng)商專(zhuān)注于LED路燈照明?！啊侨f(wàn)盞’項目至今雖然裝了100萬(wàn)盞路燈不到，但是卻有上千家廠(chǎng)商在做這個(gè)項目?！鼻迦A大學(xué)深圳研究生院半導體照明實(shí)驗室副主任錢(qián)可元指出?？梢?jiàn)政府政策給予了廠(chǎng)商極大的信心。不過(guò)發(fā)展到現在，LED路燈的檢測結果始終不理想。在分析光效、光衰、配光、色溫等技術(shù)問(wèn)題時(shí)，檢測方法中存在的漏洞也逐漸暴露出來(lái)。如果檢測的手段不科學(xué)，LED照明這個(gè)朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)將可能受到極大的牽絆。

LED路燈問(wèn)題表象分析

“在發(fā)展LED照明技術(shù)的隊伍里面，中國很特殊，因為中國是把LED路燈產(chǎn)品作為該產(chǎn)業(yè)的切入點(diǎn)。事實(shí)上，LED路燈是LED照明中最難設計的產(chǎn)品，所以會(huì )遇到很多問(wèn)題，阻礙LED照明的進(jìn)一步發(fā)展?！卞X(qián)可元表示。目前LED路燈的檢測數據表明該產(chǎn)品的可靠性、光源壽命、光衰等均不達標。2009年深圳對27款LED路燈進(jìn)行了全面檢查，其檢測結果顯示，LED路燈的平均光效和能耗僅相當于150W鈉光燈的水平，這一結果無(wú)疑給LED路燈產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了很大的負面影響。不過(guò)，錢(qián)可元認為通過(guò)對這次檢測結果的分析，也暴露出了很多檢測方法及標準本身的毛病，這些毛病值得深思?！叭绻麢z測的標準和方法本身就不合理的話(huà)，將會(huì )對這個(gè)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生錯誤的引導?！彼赋?。

“2009年對深圳的幾十家LED路燈生產(chǎn)廠(chǎng)商的產(chǎn)品做實(shí)測，意義本是重大的。深圳目前是一個(gè)LED應用邊緣化的城市，研發(fā)和生產(chǎn)LED產(chǎn)品的速度很快，封裝也很有特色，產(chǎn)業(yè)積聚性也很強，但是應用規模卻遠小于其他城市。

這次LED路燈全面檢測本來(lái)有望推動(dòng)LED路燈在深圳的發(fā)展，然而實(shí)測結果一出來(lái)，讓人感覺(jué)全軍覆沒(méi)了?！卞X(qián)可元坦言。不過(guò)通過(guò)對產(chǎn)品進(jìn)行技術(shù)性的分析，專(zhuān)家們認為結果并不像預期那么糟糕，而測試方法和標準卻暴露出很多弊病。

2009年對深圳LED路燈進(jìn)行檢測的時(shí)間跨度為113天，由春天開(kāi)始，夏天結束。被測的LED路燈在道路上實(shí)際運行1,200個(gè)小時(shí)。測試結果顯示戶(hù)外測試的平均光衰為14.1%，室內的則為5.3%?！叭绻鸏ED路燈產(chǎn)品的密封性做得很好的話(huà)，室內和室外的光衰應該是差不多的，除非是產(chǎn)品壞了。唯一不同的是室內恒溫，室外溫度在變化?！卞X(qián)可元指出了測試中的這個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。

通過(guò)對測試結果分析，錢(qián)可元總結出了六點(diǎn)影響測試結果的關(guān)鍵因素，其中很多因素都和溫度有關(guān)。

這些因素包括：

1. 溫度對LED芯片光通量的影響。該影響較大，約為0.02~0.03%/℃。

2. 溫度對驅動(dòng)電路輸出電流的影響。該影響不太大，約為0.01%/℃。

3. 此次檢測由春天開(kāi)始，到夏天結束，溫度跨度約為20℃。溫度跨度大很不利于最終結果的讀取，尤其是第一次測試光衰是在涼爽的春天，最后一次測試光衰是在炎熱的夏天。

4. 測試設備的精準度。測試用光電探頭的精度包括了光譜匹配誤差、溫度系數等參數。此次測試光譜匹配度還不錯，但是探頭的溫度系數影響不容忽略。目前標準級的探頭溫度系數不小于0.2%，因此在時(shí)間跨度為2,000小時(shí)的測試期間、環(huán)境溫度變化為20℃的條件下，探頭就會(huì )產(chǎn)生4%的光通量測試誤差。

5. 雜散光的影響。雜散光包括道路上車(chē)輛的光照、相鄰路燈的光輻射、路邊其他光源的干擾、路燈光源在其他物體上反射光的干擾，測試時(shí)應該屏蔽掉雜散光的影響。深圳這一次LED路燈測試對雜散光的處理很注意。

6. 環(huán)境污染的影響。表面的污染會(huì )對測試結果造成很大的影響，誤差量級可達到7~8%，尤其是有一些出光面兼做二次光學(xué)透鏡表面的產(chǎn)品，具有凹凸結構，容易藏污納垢且不便于清理，這會(huì )嚴重影響光通量并進(jìn)一步影響光型分布。

綜合以上因素，所有的誤差總和基本大于10%，因此他認為L(cháng)ED路燈測試方法和標準本身還有許多需要完善的地方。

“要準確地測試到路燈的光衰與壽命，首先要排除各種影響。

具體做法包括：

1. 測量精度應至少優(yōu)于1%，需選用更高標準的測試儀器；

2. 溫度的影響必須進(jìn)行控制或給予補償，測試時(shí)間跨度內環(huán)境溫度的變化最好小于5℃；

3. 光的采集須避開(kāi)各類(lèi)雜散光的干擾；

4. 必須考慮燈具表面污染對測試的嚴重影響。如果路燈是夏天裝上去，冬天來(lái)測光衰，效果會(huì )好一些。

總之，測試時(shí)應該通過(guò)以上考量正確測得光衰，不要把好東西錯誤地槍斃掉?！卞X(qián)可元進(jìn)一步指出。

亟需制定合理的LED路燈評測標準

對于錢(qián)可元指出的測試環(huán)節存在的問(wèn)題，產(chǎn)業(yè)已經(jīng)達成了共識。國家發(fā)改委、科技部等六個(gè)部門(mén)聯(lián)合制定的《半導體照明節能產(chǎn)業(yè)發(fā)展意見(jiàn)》中指出，目前半導體照明發(fā)展存在檢測設備、檢測方法和標準制定工作不能適應產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展要求的弊端，半導體照明產(chǎn)品的標準與檢測體系建設亟待完善。由于權威檢測平臺尚未建立，無(wú)法對現有半導體照明產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量評價(jià)或認證。

在制定LED路燈的標準與檢測體系前，需要全面了解影響路燈壽命的因素。錢(qián)可元認為這些因素主要包括：路燈各個(gè)模塊本身的壽命、結構件在全天候氣候下能不能達到路燈的要求，以及驅動(dòng)模塊的性能等。其他影響路燈壽命的因素還包括：芯片本身的壽命、封裝帶來(lái)的影響、驅動(dòng)元件質(zhì)量、電路結構等。

此外，還需要考慮影響路燈可靠性評測的四個(gè)因素，包括測試標準、測試設備、測試環(huán)境和測試方法。就測試標準而言，目前政府、企業(yè)都在爭相地制定一些標準。比如廣東省、江西省、山東省、江蘇省、四川省及深圳市等都有各自的標準出臺。

“廣東省LED路燈標準就規定了一些詳細的檢測方法，但也引來(lái)了很多爭議，比如究竟是檢查2,000小時(shí)還是5,000小時(shí)？由于LED路燈是新的事物，很多內容都在摸索階段，所以爭議在所難免?！卞X(qián)可元舉例說(shuō)，“但是制定標準不是企業(yè)的目標，而應該是政府或者相關(guān)機構的職責，企業(yè)應該多研究技術(shù)問(wèn)題?！?/P>

在制定標準的過(guò)程中，錢(qián)可元強調，由于標準最重要的一點(diǎn)是大家都能共同遵守，因此在制定時(shí)還需要考慮三個(gè)問(wèn)題：

第一，地方標準有多少公信力、是否能大范圍使用、適用多長(cháng)時(shí)間。

第二，出臺標準的時(shí)效性。因為L(cháng)ED是一個(gè)正在發(fā)展的技術(shù)，光通量等參數的規定要根據技術(shù)的發(fā)展來(lái)判斷?！耙郧耙幎↙ED照明設備要達到65lm/W，這個(gè)參數放到現在顯然不合適?！彼赋?。

第三，要從長(cháng)遠規劃著(zhù)手來(lái)制定標準。

LED路燈未來(lái)發(fā)展方向的思考

除了標準和設備等的欠缺外，《半導體照明節能產(chǎn)業(yè)發(fā)展意見(jiàn)》還指出，由于一些地方政府不顧經(jīng)濟效益對道路照明進(jìn)行盲目改造，過(guò)度投入景觀(guān)照明，導致產(chǎn)業(yè)無(wú)序競爭，產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊，資源浪費嚴重，影響消費者信心，不利于產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。

在這一點(diǎn)上，深圳市燈光環(huán)境管理中心規劃設計室主任吳春海也指出，通過(guò)對北方一些試點(diǎn)城市的調研，發(fā)現部分次干道