探讨LED长寿性能是否真的存在

　　新学期开始，迎来了学习用具的采购旺季，打着节能、长寿、护眼旗号的LED台灯吸引了大批家长的关注。近日美国能源部(DOE)公布了一份关于固态照明产品的寿命和可靠性分析报告，该报告指出，目前行业标准中尚无完美的评估方式来定义LED灯具的系统寿命。相关专家对此表示，LED照明设备的寿命评估的确是目前行业发展中存在的难题。

　　长寿只是一种传说

　　在某团购平台上，开学季的各种用品团蜂拥开团，其中仅LED护眼台灯就先后开出了两三个团。“无频闪、护眼”是最吸引妈妈们目光的卖点，而其超长的使用寿命让不少妈妈们觉得不可思议。有妈妈弱弱地问“在哪儿可以买到替换灯泡?”团长贴出厂家的标准答案：“LED小灯珠(SMD)的正常使用寿命是2万-4万个小时，保守一点计算，用个十年八年的，不用换灯泡。”

　　可是北京消费者周女士前不久却向本报反映，她3年前购买LED台灯时，促销员说用LED灯还想换灯泡就OUT了，因为它的使用寿命可以达到10万小时，没想到从去年底台灯的小灯泡就开始闪动，有些还彻底不亮了。她询问了多个店铺，都被告知无法维修，灯的支架还好好的，扔了实在可惜。“我们一直把环保、节能、长寿挂在嘴边，但现实应用上，长寿还存在很大问题。”国家灯具质量监督检验中心教授级工程师、高级审核员俞安琪表示，在景观照明、背光照明上，LED已基本可以做到长寿，但在普通照明领域，LED还不能做到高效和长寿。

　　中国照明电器协会理事长刘升平告诉记者：“LED灯更加节能高效是毋庸置疑的，但其实际的使用寿命还有待检验。”记者查阅了多款LED护眼灯的使用说明，发现这些产品标称的使用寿命大多为5万-10万小时。如果按照每天使用4小时计算，那么这些产品都应该有数十年的使用寿命。但是刘升平指出，企业宣传的使用寿命是理论值，产品在实际使用中往往达不到这样长的使用时间。

　　对此，刘升平解释说，如果是球泡型LED照明产品，灯泡坏了还有可能更换。但是现在大多数产品都是和周女士家的台灯一样是“满天星”型的，光源部分是一个整体模块，而各个产品的模块，即使是同一家企业生产，也都不是标准化的，不可能像换灯泡一样换一个模块，因此一旦出现故障就只能整个淘汰，这的确是对社会资源的一种浪费。

　　寿命评估难题待解

　　大连工业大学光学研究所所长邹念育表示，上述问题也正是LED照明可靠性评估的难点。

　　据介绍，传统光源的寿命性能测量和评价已经标准化，由于其寿命较短并且光源具有互换性，不论是白炽灯还是节能灯，灯泡坏了换一个就不会影响灯具的继续使用，所以一般不评价传统光源灯具的寿命。但LED照明产品寿命长，通过长时间实验采集数据来评价其寿命显然是不合适的。同时目前LED灯具形式较多，并且绝大多数LED灯具光源不具有互换性，这样对不同的LED灯具，其寿命只有通过相关的寿命评价才能确定。

　　目前，使用加速实验来预测LED照明产品寿命是一种非常重要的手段，其主要机理就是让器件所工作的应力水平比实际正常使用中经历的应力要高，有效地激发产品暴露故障，从而缩短由特定失效机理所引起的器件失效的正常时间。但是对于LED灯具来说，由于其构成比较复杂，影响其寿命的因素众多。例如LED光源本身寿命、LED驱动器以及环境都会影响到灯具的寿命。并且由于技术还在不断完善中，LED灯具的寿命应该在技术相对完善后进行评价比较合理。但是，在LED技术相对完善之前，又需要建立科学适用的LED灯具寿命评价方法和评判模型。

　　此外，对于LED灯具寿命的定义也还有待商榷。因为LED灯具与传统光源单个发光体的特征不同，它是多个发光体组成并发光的，发光体之间存在颜色差异性，其色温、显色性等方面的变化在灯具寿命定义中也应该在考虑范围之内。例如，一款LED灯具使用一段时间后，其光通维持率仍然高达50%或其效能还高于初始效能的70%，但其显色性可能已经不满足使用要求，那么按照实际使用情况，应该评定该灯具寿命终结，但按照目前《国家半导体照明工程研发及产业联盟推荐性技术规范》给出的定义，该灯具寿命仍然没有终结，可以使用。邹念育认为，对LED灯具寿命进行定义时，不仅要关注光通维持率，也需要考虑色温、显色性等相关指标。

　　邹念育表示，国内外许多研究者正致力于开发新的LED灯具寿命评价方法，可是到目前为止还没有建立一种令人信服的整灯寿命评判模型。

　　DOE报告称，行业目前还没有一种十分可行的办法来评估灯具的预期寿命。尽管目前流明维护测试和规划标准已经有所改进，但驱动寿命和系统颜色维护仍然很难量化。DOE报告旨在定义现有的标准和规划标准，分析指出现有的定义LED灯具性能的缺陷。该报告指出，问题主要在于：现有方法将流明衰减作为LED灯具的唯一淘汰机制，没有标准化的评估方法来解决除光源以外的组件问题。

　　长寿要跨多道槛

　　广东省质量技术监督局于2012年8月公布了对广州、深圳、珠海、佛山、中山、惠州、东莞等7个地市21家企业生产的共23批次自镇流LED灯产品抽查结果，不合格17批次，不合格率高达73.9%。该局相关负责人针对检测结果做出分析指出：“缺乏统一的产品质量评价标准和对产品制造、产品应用效果、产品安全的统一规范，致使LED照明产品质量良莠不一，市场推广应用受到严重制约。”

　　据了解，要让LED照明产品达到真正的长寿，还有多方面的问题需要解决。

　　LED灯具中，散热的好坏直接关系到产品的质量和寿命，“目前LED光珠在发光时只有15%—25%的电能转换成可见光，其余75%—85%的电能被转化成了热量。过高的温度会导致LED发光效率衰减，LED运行所产生的废热若无法有效散出，会直接对其寿命造成致命影响。”厦门大学物理与机电工程学院陈朝教授介绍说，据有关机构测算，LED照明产品的平均寿命长短取决于工作温度，工作温度上升10℃，寿命会缩短一半。目前LED照明产品的散热技术已经有许多种方式，比如改进LED芯片的粘贴工艺、增加散热板或散热片、风吹、热管等，但目前这些技术都有各自的缺陷，而且成本都很高。

　　还有业内人士向记者透露，有些企业的灯具设计人员几乎完全不懂材料特性，而企业经营者关注的仅是如何降低成本，如何以低价抢市场，最终降低了LED灯珠亮度与寿命，进而使得LED照明产品的整体使用寿命也同样受损。“LED灯，其实是LED灯加上驱动电源。”泉州的一光电企业副总经理吴女士表示，近年来，经过不断地研究突破，LED灯自身的寿命已经大大延长，但电源寿命技术一直未能解决。电源寿命的主要瓶颈在于其中不可或缺的器件—电容，该公司在电源改进上进行了大量投入，但效果却并不理想。“通常来说，如果普通LED灯珠的寿命可以达到3年的话，那电源的寿命可能就只有1年。”

　　买LED灯不必过于追求长寿

　　LED灯具的寿命究竟该有多长?最近美国能源之星正在起草LED球泡灯的标准，其中较有争议的一点是关于最低寿命要求。

　　有业内人士透露，一般认为LED灯珠的寿命在10万小时不假，但做成灯具后就受到诸多因素的影响，因此，目前在LED照明行业常见的LED寿命值参数约为3万至5万小时。据了解，美国能源之星有可能将消费类灯具的寿命要求从2.5万小时降到最少1万小时，因为按照每天使用3小时计算，1万小时寿命的灯具可以被消费者正常使用9年之多。当然企业也可以标称2.5万小时或者更高。

　　9年的使用寿命对于一般的家居应用已足够，对于酒店、地铁站等长时间需要照明的场所，则可以选用一些寿命久的LED灯具，这表明能源之星以后不再对LED灯具寿命进行一刀切，而只规定最低寿命要求，不同场所照明可以按照差异化需求选择适合寿命的灯具。

　　有业内专家指出，白炽灯的寿命标准定义虽为1000小时，但却长时间占据民用家居照明市场，最重要的原因就是价格优势。LED照明产品寿命虽具有优势，但价格却让消费者望而却步。因此，当LED灯具具备一定的寿命优势后，没必要再去过多地追求更长的寿命，而是应该加速产品的更新和推广，有效降低成本，从而迅速扩大LED灯具在家庭照明市场中的份额。 (责任编辑：紫荆)