LED照明產業當紅 關鍵技術指標不可不知

因應全球環保潮流，LED照明產業興起，有大量科技公司投入此新興產業，但由於LED照明信賴性能標準未能即時訂定、妥為規範，導致大量產品無法通過考驗、嚴重光衰收場，主要原因是無設計理論性研究為檢視支柱，因而造成使用業主疑慮，也因此推遲產業發展時機。為LED照明解決方案供應商鑫源盛科技(Thermoking)，提供了高性能LED路燈多項元件至燈具系統的各項重要技術指標規格數據，供業界參考。
在LED晶片與封裝元件發光效率關鍵技術指標部分，鑫源盛科技表示，首要之LED晶片與封裝元件關鍵技術，美、日廠商均已量產突破發光效率100~120lm/W以上，超越傳統最高效率的HID光源(發光效率90~110lm/W)，解決目前所有燈具照度不足≧45lm/W問題，滿足道路照明壽命長光衰低符合國際標準平均照度，達25~40Lux規格與節能30~50%需求。
在LED發光效率、溫昇與壽命規格關鍵技術指標部分，檢視CREE或Osram LED等業者所公佈的數據，其晶片PN結工作溫度Tj＜85℃，方能確保工作壽命達5萬小時，且晶片PN結至本身導熱片(Tjs)溫升為ΔT＝6~15℃之間，另外LED光效率與工作溫度成反比性能特性，每升高10℃，就會導致光衰5~8%並且壽命減半的嚴重後果，與一般宣傳LED可工作於100℃壽命可達10萬小時以上的觀念相去甚遠。
在LED路燈系統熱傳散熱環境溫度關鍵技術指標部分，鑫源盛科技指出，此類燈具系統工作溫度不得高於85-10=75℃；工研院LED道路照明示範燈具規範規定，耐久性試驗環境溫度為60℃，因此路燈散熱系統溫昇必須小於ΔT≦15℃。
以該公司150W LED路燈為例，熱傳散熱系統溫昇測試低達ΔT≦12~15℃，計算其熱阻值Tr=0.08~0.1℃/W，而一般設計系統溫昇測試ΔT≒30~40℃，計算其熱阻值Tr=0.2~0.26℃/W，壽命將縮短2倍且光衰15%以上。另外以350W LED燈具測試，其散熱系統溫升仍能達成ΔT＝15℃，熱阻值Tr＝0.04℃/W。
在LED路燈系統散熱技術部份，鑫源盛科技表示，電子機器設備熱傳、散熱方法有適用於小功率低階自然散熱方法，目前如MR16/PAR30由1~70W產品，系統溫昇已高達30~40℃。若超過100~250W仍使用自然散熱方法，就如同目前市面上大部分產品，必須使用大量鋁合金材料增加導熱量和超大的熱交換面積，體積重量15~30Kg不等。
低階自然散熱的定律為使用越重越大面積的金屬材料來降低溫度，效果越好，但僅鋁合金材料成本即增加30~70美元；但若改用工業級高信賴性冷氣機空調、電腦CPU等高階大功率產品所使用之主動強制散熱方法，高效率、軍規的小風扇壽命保證5萬小時，並具備IP65防水防塵等級，經過測試，燈具系統溫昇可低達ΔT≦12~15℃，與自然散熱方法比較降溫達20℃，壽命將增加2倍且光效率亮度增加15%以上。
此外，一般LCE燈具產品設計均未考慮到落塵防護系統，必需完全防止砂塵暴、重力落塵堆積於散熱結構，以避免導致LED過熱燒毀之問題。若散熱結構朝向天面導致落塵堆積，熱累積無法發散，將可能產生LED光衰及燒毀狀況。鑫源盛科技表示，要解決以上問題，可設計採用散熱結構朝向地面來因應。
其他抗鹽霧測試等等，現有產品經戶外測試時間1萬5,000小時後，光衰＜10%、狀況良好。主幹道路照明光學設計亦可達到世界標準，即10公尺高燈桿必須平均照亮橫幅40公尺的長型路面，解決高難度光學鏡片設計，達到高寬比1:4之要求。另外核心燈芯技術模組亦達到了輕巧化，不需依賴燈殼做為散熱體，因此燈體外型設計可任意變化形狀，達成各城市美觀特色。