LED路灯对比高压钠灯的优劣分析

LED路灯对比高压钠灯的优劣分析近年来，国内LED照明应用发展迅速，很多厂家相继推出了大功率LED路灯，并作为节能产品越来越多的应用于道路照明中，在目前大功率LED路灯真的可以取代传统光源（主要是高压钠灯）了吗？以下本人对大功率LED路灯的应用谈谈几点看法：一、关于LED路灯的节电效果，在很多实用LED路灯取代高压钠灯的案例中，节电是一个重要的因素，但实际LED路灯并不比高压钠灯节电。从发光效率的比较，目前实际应用的大功率LED路灯的发光效率（80lm/W）远低于高压钠灯（100~138lm/W），虽然LED是定向发光，灯具效率高于高压钠灯,但因发光效率底，LED路灯灯具综合能效还是低于高压钠灯。在一些证明LED路灯取代高压钠灯获得节电效果的案例中，据分析，这些案例往往是原有路灯功率偏高（亮度严重超标）或灯具效率低、光源严重衰减状态，以此作为LED路灯节电的依据并不科学。二、LED路灯的光色问题，目前大功率LED路灯基本上是采用5000K~6000K色温的白光，作为道路照明光源，在视觉感觉上过分阴冷，同时远视时眼睛的观察能力会下降，在这方面的一些研究中证明，低于3000K的黄光或暖白光是比较适合道路照明的，因此日光色的LED路灯是不适合做路灯实用。三、LED路灯目前的成本还远于高压钠灯，一款LED路灯目前价格在4000元~8000元，甚至更高，一套进口品牌的高压钠灯（含灯具、成套电器光源）价格不超过1500元，平均价格是LED路灯的四分之一不到。四、使用寿命比较，LED路灯标称使用寿命是5万小时以上，这是芯片的理想寿命，芯片的封装、灯具散热等因素都可能光衰减，还有驱动电路（以电子元器件为主）的寿命显然也不能达到5万小时。在曾经试用的部分LED路灯中，就发现半个月不到，灯具的衰减已经非常明显。高压钠灯标称寿命目前已经超过2.8万小时，实际应用3~4年问题不大，相比之下高压钠灯及配套电器的寿命要问题的多。对光源的维护，高压钠灯要轻易的多，可在现场直接更换光源电器，成本也较低。而对于LED路灯，我想可能厂家认为是免维护的，所以现场的维护就无法进行了。五、LED路灯的配光问题，目前LED路灯的配光技术已经有了很大发展，有些厂家已经开发出二次配光系统，而不再是单纯依靠芯片排列来配光，但综合看，配光还不能做到完全合理，本人曾观察一款灯具，在道路侧的配光较亮，均匀度也满足要求，但人行道侧亮度明显不足，SR值明显不符合要求。目前开发出二次配光系统的产品还不是很多，在应用中可供选择的好的LED路灯不多。六、LED路灯在产品规格方面缺少统一的技术标准，目前还没有统一的LED路灯生产技术标准，每个厂家按自己的标准生产自己的产品，彼此间是很难通用的，另外LED路灯多芯片组装工作的特性使芯片和灯具捆绑在一起，难以维护，维护时必须使用原厂产品。而高压钠灯由于技术标准的统一，灯具、光源、电器方面通用性较强，不同厂家之间的产品是可以互用的，从维护角度考虑，这是非常重要，而维护对于路灯管理单位来说则又是重中之重，只有这样才可以及时对熄灭路灯进行维护，保证高的亮灯率（上级部门对路灯管理考核中最重要的一项内容），同时大大降低维护成本。可以说在目前的发展状况，LED路灯是无法维护的，一旦出现故障时，只能整个灯具进行更换，除了高额成本外，而维护的时间也要大大延长，这对使用单位来说是非常不利的。LED照明是一项正在发展的技术，其光效在不断的提高、成本不断下降，但目前要取代传统高压钠灯作为路灯照明还不是时候，所以在建设部颁发的《“十一五”城市绿色照明工程规划纲要》、城市道路照明专业委员会《贯彻“十一五”城市绿色照明工程规划纲要实施细则》等政策性文件里明确路灯节能光源还是以高压钠灯为主，LED则推荐在城市景观照明中应用。为什么LED驱动电源一定需要铝电解电容？LED驱动电源寿命偏低的一个重要原因是驱动电源所需的铝电解电容的寿命不足，主要原因是长时间工作时led灯具内部的环境温度很高，导致铝电解电容的电解液很快被耗干，寿命大为缩短，一般只能工作5千小时左右。而LED光源的寿命是5万小时，因此铝电解电容的工作寿命就成为了led驱动电源寿命的短肋。现在有些供应商为了解决这个问题，发明了无铝电解电容的LED驱动电源方案。但并不是所有的LED驱动电源供应商都赞成这种做法。陈嵘指出：“目前量产的led照明驱动电源中没有一款是采用了无电解电容的驱动方案，因为没有它的话，很多试验标准通不过，如EMI测试和无闪烁测试。”而采用铝电解电容的LED驱动电源方案很容易通常以上测试，如果换成薄膜电容和陶瓷电容或钽电容，情况如何呢？薄膜电容要达到相同的电容量(一般为100-220uF)，体积就会很大，而且成本也太高，陶瓷电容一般容量太小，如用多个陶瓷电容实现这么大的容量，占板面积和成本都太大，钽电容要具有这么大容量，一是太贵，而是耐压太低达不到要求，因此换成其它任何种类的电容，基本上不是体积太大，就是太贵，如为了这些缺点换成容量较小的电容，消除纹波的效果就没有那么好，很多出口产品所需的严格认证测试指标就无法通过，因此目前高质量的LED驱动电源还是普遍采用铝电解电容。很多供应商宣称的无电解电容LED驱动电源方案，很可能只是去掉了AC输入端的铝电解电容，恒流输出端的铝电解电容应该是很难去掉或替代的。NXP推了一款可TRIAC调光的内嵌了驱动电源的13WLED灯泡，这款基于SSL2102的驱动电源方案采用了铝电解电容。当笔者问及该灯泡的工作寿命时，铝电解电容的工作寿命问题肯定会影响到整个LED灯泡的寿命，但可以采取一些物理方法来缓解这个问题，如将铝电解电容在PCB上位置靠近灯尾，一般来说，最靠近LED光源部分的温度最高，可达到100-200℃，散热金属外壳部分其次，一般为100℃左右，灯尾部分最低，一般为70℃左右，因此只要注意把铝电解电容的位置靠近灯尾，其寿命就不会衰减得太厉害。我们的实验表明，它的寿命还可达到1万小时左右，相当于10年使用时间，这对于一般家庭用户来说，十年换一次LED灯泡基本上是可以接受的。从LED驱动电源的架构上来说，陈嵘表示，日本和美国将以非隔离式方案为主流，因为他们的电网输入电压只有110V。而中国和欧洲将以隔离式方案为主流，因为它们的电网输入电压高达220V，隔离方案的安全性有保障，尽管成本可能会偏高一些。