深度分析LED路燈的檢測技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)與發(fā)展前景

在低碳節(jié)能的口號下，LED照明已經(jīng)轟轟烈烈地展開，而受政府“十城萬盞”政策的強(qiáng)力引導(dǎo)，LED路燈產(chǎn)業(yè)的發(fā)展尤為迅猛。iSuppli的數(shù)據(jù)表明，國內(nèi)LED照明廠商中，有50%以上的廠商專注于LED路燈照明?！啊侨f盞’項目至今雖然裝了100萬盞路燈不到，但是卻有上千家廠商在做這個項目。”清華大學(xué)深圳研究生院半導(dǎo)體照明實驗室副主任錢可元指出?？梢娬呓o予了廠商極大的信心。不過發(fā)展到現(xiàn)在，LED路燈的檢測結(jié)果始終不理想。在分析光效、光衰、配光、色溫等技術(shù)問題時，檢測方法中存在的漏洞也逐漸暴露出來。如果檢測的手段不科學(xué)，LED照明這個朝陽產(chǎn)業(yè)將可能受到極大的牽絆。

LED路燈問題表象分析

“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)。事實上，LED路燈是LED照明中最難設(shè)計的產(chǎn)品，所以會遇到很多問題，阻礙LED照明的進(jìn)一步發(fā)展?！卞X可元表示。目前LED路燈的檢測數(shù)據(jù)表明該產(chǎn)品的可靠性、光源壽命、光衰等均不達(dá)標(biāo)。2009年深圳對27款LED路燈進(jìn)行了全面檢查，其檢測結(jié)果顯示，LED路燈的平均光效和能耗僅相當(dāng)于150W鈉光燈的水平，這一結(jié)果無疑給LED路燈產(chǎn)業(yè)帶來了很大的負(fù)面影響。不過，錢可元認(rèn)為通過對這次檢測結(jié)果的分析，也暴露出了很多檢測方法及標(biāo)準(zhǔn)本身的毛病，這些毛病值得深思。“如果檢測的標(biāo)準(zhǔn)和方法本身就不合理的話，將會對這個產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生錯誤的引導(dǎo)?！彼赋?。

“2009年對深圳的幾十家LED路燈生產(chǎn)廠商的產(chǎn)品做實測，意義本是重大的。深圳目前是一個LED應(yīng)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(qiáng)，但是應(yīng)用規(guī)模卻遠(yuǎn)小于其他城市。

這次LED路燈全面檢測本來有望推動LED路燈在深圳的發(fā)展，然而實測結(jié)果一出來，讓人感覺全軍覆沒了?！卞X可元坦言。不過通過對產(chǎn)品進(jìn)行技術(shù)性的分析，專家們認(rèn)為結(jié)果并不像預(yù)期那么糟糕，而測試方法和標(biāo)準(zhǔn)卻暴露出很多弊病。

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

通過對測試結(jié)果分析，錢可元總結(jié)出了六點(diǎn)影響測試結(jié)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(qū)動電路輸出電流的影響。該影響不太大，約為0.01%/℃。

3. 此次檢測由春天開始，到夏天結(jié)束，溫度跨度約為20℃。溫度跨度大很不利于最終結(jié)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(shè)備的精準(zhǔn)度。測試用光電探頭的精度包括了光譜匹配誤差、溫度系數(shù)等參數(shù)。此次測試光譜匹配度還不錯，但是探頭的溫度系數(shù)影響不容忽略。目前標(biāo)準(zhǔn)級的探頭溫度系數(shù)不小于0.2%，因此在時間跨度為2,000小時的測試期間、環(huán)境溫度變化為20℃的條件下，探頭就會產(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，測試時應(yīng)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。表面的污染會對測試結(jié)果造成很大的影響，誤差量級可達(dá)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(jié)構(gòu)，容易藏污納垢且不便于清理，這會嚴(yán)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(rèn)為LED路燈測試方法和標(biāo)準(zhǔn)本身還有許多需要完善的地方。

“要準(zhǔn)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(yīng)至少優(yōu)于1%，需選用更高標(biāo)準(zhǔn)的測試儀器；

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

3. 光的采集須避開各類雜散光的干擾；

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

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

亟需制定合理的LED路燈評測標(biāo)準(zhǔn)

對于錢可元指出的測試環(huán)節(jié)存在的問題，產(chǎn)業(yè)已經(jīng)達(dá)成了共識。國家發(fā)改委、科技部等六個部門聯(lián)合制定的《半導(dǎo)體照明節(jié)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展意見》中指出，目前半導(dǎo)體照明發(fā)展存在檢測設(shè)備、檢測方法和標(biāo)準(zhǔn)制定工作不能適應(yīng)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展要求的弊端，半導(dǎo)體照明產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)與檢測體系建設(shè)亟待完善。由于權(quán)威檢測平臺尚未建立，無法對現(xiàn)有半導(dǎo)體照明產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量評價或認(rèn)證。

在制定LED路燈的標(biāo)準(zhǔn)與檢測體系前，需要全面了解影響路燈壽命的因素。錢可元認(rèn)為這些因素主要包括：路燈各個模塊本身的壽命、結(jié)構(gòu)件在全天候氣候下能不能達(dá)到路燈的要求，以及驅(qū)動模塊的性能等。其他影響路燈壽命的因素還包括：芯片本身的壽命、封裝帶來的影響、驅(qū)動元件質(zhì)量、電路結(jié)構(gòu)等。

此外，還需要考慮影響路燈可靠性評測的四個因素，包括測試標(biāo)準(zhǔn)、測試設(shè)備、測試環(huán)境和測試方法。就測試標(biāo)準(zhǔn)而言，目前政府、企業(yè)都在爭相地制定一些標(biāo)準(zhǔn)。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(biāo)準(zhǔn)出臺。

“廣東省LED路燈標(biāo)準(zhǔn)就規(guī)定了一些詳細(xì)的檢測方法，但也引來了很多爭議，比如究竟是檢查2,000小時還是5,000小時？由于LED路燈是新的事物，很多內(nèi)容都在摸索階段，所以爭議在所難免?！卞X可元舉例說，“但是制定標(biāo)準(zhǔn)不是企業(yè)的目標(biāo)，而應(yīng)該是政府或者相關(guān)機(jī)構(gòu)的職責(zé)，企業(yè)應(yīng)該多研究技術(shù)問題?！?/P>

在制定標(biāo)準(zhǔn)的過程中，錢可元強(qiáng)調(diào)，由于標(biāo)準(zhǔn)最重要的一點(diǎn)是大家都能共同遵守，因此在制定時還需要考慮三個問題：

第一，地方標(biāo)準(zhǔn)有多少公信力、是否能大范圍使用、適用多長時間。

第二，出臺標(biāo)準(zhǔn)的時效性。因為LED是一個正在發(fā)展的技術(shù)，光通量等參數(shù)的規(guī)定要根據(jù)技術(shù)的發(fā)展來判斷?！耙郧耙?guī)定LED照明設(shè)備要達(dá)到65lm/W，這個參數(shù)放到現(xiàn)在顯然不合適。”他指出。

第三，要從長遠(yuǎn)規(guī)劃著手來制定標(biāo)準(zhǔn)。

LED路燈未來發(fā)展方向的思考

除了標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)備等的欠缺外，《半導(dǎo)體照明節(jié)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展意見》還指出，由于一些地方政府不顧經(jīng)濟(jì)效益對道路照明進(jìn)行盲目改造，過度投入景觀照明，導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)無序競爭，產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊，資源浪費(fèi)嚴(yán)重，影響消費(fèi)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(guī)劃設(shè)計室主任吳春海也指出，通過對北方一些試點(diǎn)城市的調(diào)研，發(fā)現(xiàn)部分次干道