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LED路灯光衰产生的原因是什么?又有什么解决方法呢?

发布时间: 来源:中光高科(北京)节能投资管理股份有限公司

LED产品的光衰就是光在传输中的讯号减弱,而现阶段全球LED大厂们做出的LED产品光衰程度都不同,大功率LED同样存在光衰,这和温度有直接的关係,主要是由芯片、....
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LED产品的光衰就是光在传输中的讯号减弱,而现阶段全球LED大厂们做出的LED产品光衰程度都不同,大功率LED同样存在光衰,这和温度有直接的关係,主要是由芯片、萤光粉和封装技术决定的。目前,市场上的白光LED其光衰可能是向民用照明进军的首要问题之一。针对LED的光衰主要有以下几大因素: 
一、使用条件问题:
(1)LED为恒流驱动,有部分LED采用电压驱动原因使LED衰减过来。
(2)驱动电流大于额定驱动条件。
二、LED产品本身品质问题:
(1)采用的LED芯片体质不好,亮度衰减较快。不同类型的芯片及其衬底的导热性能相差较大,这也导致了芯片工作时的热积累状况及散热状况的差异。芯片封装底座材料的导热性,也会影响到芯片本身的散热性能及工作状况。
(2)生产工艺存在缺陷,LED芯片散热不能良好的从PIN脚导出,导致LED芯片温度过高使芯片衰减加剧。
三、LED路灯发光热能属于小范围的集中热能,在高功率路灯的应用时,电力输入功率也大,LED的接口温度相当的高,在路灯长时间持续工作下,散热模块如不能有效散热,从而导致影响LED使用寿命及发光表现,像目前的LED路灯严重光衰就是这些因素所造成的。
四、LED路灯是在户外使用,有环境气候的干扰因素,所以多半的厂商是将LED路灯散热器外壳以阳极处理保护,或是加喷烤漆,以避免酸碱物质的侵蚀。阳极处理的寿命不长,时日稍久还是会氧化变色,如果要拆下重工,不但耗时耗工也会增加维护成本;烤漆保护成本较低,保护的功效也好,但是一般烤漆没有散热功能,漆体本身会形成阻隔作用,等于是加大LED路灯散热器的热阻抗,不但没有帮助,反而因为把热能封锁在散热器内,让LED发光功率降低,最后就导致严重光衰。
五、驱动电路本身是否涉及合理 
驱动电路中电容的寿命往往会影响整体LED的使用寿命。目前主要使用的铝电解电容本身在使用过程中并非发热元件,但由于电路中其它功率元件的发热,造成电容随之发生升温降温变化,而影响到其使用寿命。铝电解电容内含有液体电解液,升温降温的热效应会造成液体的“呼吸效应”,最终导致电解液的蒸发,寿命的缩短。
六、封装材料,特别是封装材料的导热性。封装胶本身的导热性能,也会间接的影响芯片的整体散热性能,从而影响LED光衰性能或寿命。
其实导致LED产品光衰的原因很多,最关键的还是热的问题,尽管很多厂商在次级产品不特别注重散热的问题,但这些次级LED产品长期使用下,光衰程度会比有注重散热的LED产品要高。LED芯片本身的热阻、银胶的影响、基板的散热效果,以及胶体和金线方面也都与光衰有关系。
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LED路灯光衰竭的解决建议:
要解决这些既存问题,建议路灯厂商从基本材料上着手,从根本由内而外的解决高功率LED热源问题。
举例来说在发光组件与铝基板的黏合时,导热胶就扮演关键角色,有些厂商以为导热胶膜或导热胶垫的导热系数要好,膜厚要越厚越好,却没想热阻问题。导热系数再好,碰到膜厚的热阻也没用。更何况导热胶膜或软质导热垫片,并不能真正的与基板密合,贴合面其实存在着许多孔隙。这些孔隙在电子显微镜下观看,就像是空洞的气穴,也就是另一种形式的热阻质。在这么多干扰热传导的热阻存在之下,散热导热的效率无形中就被降低了。
要用对导热胶,推荐的软陶瓷导热胶。网印施工的软陶瓷导热胶不同于传统的贴合式导热胶膜,软陶瓷导热胶是软质半液态,在网印机刮刀涂布于铝基板时,导热粒子会渗入基板表面的孔隙并予填补到满。这样就会形成一个完全平整没有孔隙的平面,与LED磊晶载板黏合时会完全的密合。这样一来就把热阻减少到最低程度,热度就能迅速的被传导出去,自然就降低了LED晶粒的环境温度,也延长磊晶的寿命以及大幅延缓光衰的发生。
此外由于网印施工的软陶瓷导热漆具有延展性,在高温烘烤或回焊时,会随着铝基板的热胀冷缩一起变化,应力非常小,不会造成铝基板弯翘,更不会爆板。
LED灯具的外部保护推荐采用LED灯具软陶瓷散热漆。这种喷涂式软陶瓷散热漆可直接喷涂于LED灯具外部,施工操作简便,可适应各种形状的散热结构,也可调整成不同色彩,因应景观设计的需求。喷涂式散热漆内的软陶瓷粒子,是经过奈米化处理,粒子细微不仅易于喷枪操作,也让同一涂布面积上的导热粒子又多又密集,让温度挥发透散的面积也变大,让LED灯具的热能迅速的传导出去。
 软陶瓷散热漆属于热固型材料,符合RoHS环保安全规范,施工程序简便也无需任何特殊机具,经过烘烤后热固,可长时间承受LED的高温不会有质变问题。在户外使用的LED路灯、景观灯、或是LED广告广告牌、也都会面临风吹雨打、酸雨鸟粪、空气粉尘、黑烟排放hELlip;等等的酸碱侵害。所以这种喷涂式软陶瓷散热漆一定要具备抗酸碱的特性,目前的抗酸碱值幅度在PH3~11,可以有效保护LED户外灯具外观不被侵蚀。
荧光粉(特别是荧光粉使用的胶) 
荧光粉在温度升高后,特备是高温下使用1000小时后,会出现明显的光衰现象。进一步的研究发现,这种对温度的响应主要是受到荧光粉胶的影响。目前,多数生产商已经开始使用高质量的硅胶替代耐温性能差的环氧胶,大大降低了荧光粉本对光衰的影响。另外,荧光粉本身晶型的热稳定性,也是光衰的影响因素之一。实际应用中发现,即使采用高质量的硅胶,还是会在高温使用3000-5000小时后出现光谱“蓝移”的现象。对于路灯就是可观察到地面光线出现蓝青色色差。这就是本身荧光粉在高温下发生的光衰现象。虽然国际上也有高档的荧光粉销售,但荧光粉已经绝大部分实现了国产化。因此,解决该问题的重点还是在控制温度上。 
 

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