低温照明

低温照明是指运用人造光源来照明，环境温度在摄氏5度C以下场所，例如冷藏柜、冷冻柜、冰箱、低温工厂、室外照明等。过去低温照明光源以荧光灯为主，如今LED光源在低温照明上也占有一席之地。

相比较CCFL荧光灯冷光源，LED应用于低温照明还是具有特殊的优势的。一是LED即使在零下40摄氏度的低温环境下，也能达到瞬间启动而且不需要特殊的电路或程序设计。二是LED在低温环境下发光效率几乎不受影响，甚至有可能好于常温环境。三是LED是点光源，具有体积小、指向光的特点，可以按照设计要求布置于冷藏柜、展示架等场所。并且LED可以提供充足的均匀照度更好地看清商品与标签。四是LED的光色、色温、演色性都具有可变性，可以依据不同商品的不同照明要求，选择合适的LED光源，达到吸引消费者的目的。五是LED与CCFL供电之前的差异，CCFL首先要经过升降压型DC/DC转换器，就会耗损掉10%电能，再经由Inverter又耗损掉25%电能，最后提供给Fluorescent tube的电能大约只剩下70%。但LED只需经过LED Driver就能直接供电，让整个变压电路的效率高达90%，具有较大的节能优势。

LED低温照明最早是2002年GELCORE与美国LRC照明研究所合作发展的LED低温照明系统。目前台系LED封装大厂亿光和光宝科，均已推出LED低温照明产品。2008年就已有厂商推出了LED保鲜技术的家用电冰箱，前景十分看好。据不完全统计，全球仅电冰箱、冷藏/冷冻库出货量平均每年有数亿台之多，如果每台仅植入5颗High power LED，那么计算起来需求又将是一个需求十分巨大的市场。随着国际对环保和节能的呼声越来越高，估计LED低温照明会以其较大的优势占有低温照明系统市场份额。

LED低温照明系统由于在低温中可维持良好发光效率，并且因本身具有光指向性，又可设计在层架板下方，使冷藏柜内照度更均匀，近年来有扩大取代传统荧光灯管，被应用到冷藏/冷冻柜低温照明系统之势，2008年已有家电厂商推出采用LED保鲜技术的家用电

冰箱。目前台湾包括LED封装大厂亿光和光宝科，均已推出LED低温照明产品。

LED应用于低温照明，始于2002年GELCORE与美国LRC照明研究所合作发展之低温照明系统，并且将该LED低温照明系统设置在Price Chopper超市的冷藏柜。后来Wal-Mart在2006年投资1300万美元，将位于美国的500多家门市引入GELCORE的LED冷藏照明系统。由于数据显示，这批LED冷藏柜照明系统的耗电量，不仅较传统的荧光灯管减少了66%的能源耗用，一年更节省了260万美元的电费。目前Wal-Mart已计划将全球6000家门市全面引入LED低温照明系统。

之后三菱电机又于2007年第三季推出LED低温冷藏/冷冻柜，取代陈列架上的荧光灯，以改善荧光灯在低温时发光效率偏低的问题。2008年已经有家电厂商推出采用LED保鲜冷藏技术的家用电冰箱，LED低温照明的应用正加速普及。

目前全球低温照明市场可分为电冰箱、冷藏/冷冻库两大领域，2006年全球电冰箱出货量为1.06亿台，冷藏/冷冻库出货量为0.58亿台。其中商用冷藏/冷冻柜全球以每门预估始用60颗High power LED估算，全球商用冷藏/冷冻柜LED需求量高达30亿颗以上。而家用冰箱以每台背光冰箱预估始用5颗High power LED估算，全球需求量估达5亿颗。

以传统电冰箱使用1-2颗5-15W的白炽灯，每颗单价为１美元左右，冷藏/冷冻库则需使用2-4根10-58W荧光灯，每根平均单价约3-10美元间估算，合计传统电冰箱和冷藏/冷冻库之低温照明市场规模约4亿美元。在LED具有环保省电、照度均匀、低温时发光效率良好及供电效率高达90%等优势下，目前台湾包括LED封装大厂亿光和光宝科，均已正式推出LED低温照明产品。

与传统荧光灯相较，根据美国能源部门（U.S. Department of Energy）调查统计，

冷藏设备的用电量大约占一般超级市场整体用电量的50%，而冷藏设备的用电量中，又有大约25%是消耗在低温照明系统。由于日光灯管用于冷藏光源时，会因为灯管内的水银蒸汽压便低而使得发光效率变差，只有部分光线照射在冷藏物表面，造成被照物照度不均匀，能源浪费。

而LED照明系统却随着温度越高发光效率递减，在低温中发光效率良好，同时LED具有光指向性，并且可设计在层架板下方，使冷藏柜内的照度更均匀。因此近年来开始研究发展采用LED低温照明系统，来取代传统荧光灯管低温照明。

至于CCFL与LED供电之间的差异，CCFL首先要经过升降压型DC/DC转换器，就会耗损掉10%电能，再经由Inverter又耗损掉25%电能，最后提供给Fluorescent tube的电能大约只剩下70%。但LED只需经过LED Driver就能直接供电，让整个变压电路的效率高达90%。

LED道路照明低温运行环境下的可靠性保障

行业：照明 信息来源：LED环球在线 发布时间：2010-09-09

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随着LED照明技术的快速发展，在国内的许多城市，道路照明已经不乏LED路灯的身影。尤其是大功率LED器件的光效超过100lm/W以后，LED路灯作为道路照明的发展趋势已经得到普遍认同。2009年，国内几个城市分别组织了LED道路照明产品的评估测试工作，大多数LED路灯产品在配光曲线、系统光效等关键技术指标方面进步显着，在道路照明标准的符合性、节能效果等方面已经达到相关标准和规范的要求。

尽管LED路灯技术水平的发展较快，但是大多数LED路灯厂商在产品研发过程中忽略了在寒地应用环境下的特殊技术要求。一个普遍的错误认识是，LED在寒冷地区应用有利于散热，不容易发生故障。殊不知，寒冷应用环境下，对LED路灯有着更为严格的技术要求，主要有以下两个方面：

(1) 寒冷地区气温较低，且温差大，骤变的冷热冲击和长期低温工作对于器件有着更为严格的质量要求。

(2) 在寒冷地区应用的LED路灯必须要考虑防止冰凌凝结的预防措施。

鉴于上述原因，LED路灯在寒冷地区的推广应用，需要解决以下几个方面的关键技术问题。

冷热冲击的温度变化可能引起LED器件的失效

由于LED芯片封装后，属于固态的实心器件，存在着芯片、硅胶(或树脂)、金属支架以及引线之间膨胀系数的失配现象，加上寒冷地区温差较大的冷热冲击的影响，会使硅胶在温度变化的过程中膨胀和收缩加剧，器件内部应力过大，这将导致LED引线键合点位移增大，引线过早疲劳和损坏。同时也会使原本键合状态较差的焊点出现脱焊的可能，而造成焊球和芯片电极脱焊的现象，甚至使LED芯片出现分层脱落的失效现象。

一盏LED路灯应用的LED器件多达上百颗，通常采用以串联为主的混联组态方式，如果一颗LED发生故障，将会引起多颗LED连带失效，因此应用在寒冷地区的LED路灯首先要根据特定使用环境下的灯具温度变化特性，设置合理的超声功率、键合压力、键合时间及键合温度等封装工艺参数，保证每一颗LED器件在低温运行环境下的可靠性。

LED驱动装置低温运行的可靠性保障

另一项关键技术挑战在于LED路灯驱动装置在低温运行环境下的可靠性问题。目前大多数LED路灯驱动电源在寒地低温环境下表现出不同类型的水土不服现象，较为突出的表征是低温无法正常启动和长期低温运行环境下的失效率较高现象。上述问题出现的主要原因在于，驱动电源在设计阶段的器件选型没有考虑低温工作状态的可靠性，部分关键元器件低温环境下的特性发生变化，造成驱动装置无法低温启动或正常运行，引发故障的具体原因主要有以下几方面：

(1) 开关管在低温条件下载流子的密度和活性都会降低，过载保护的启动点也会因此降低。

(2) 电解电容电解液在低温下冻结，失去电容效应(溶液中的离子此时只存在离子极化)，无带载能力。

(3) 部分类型的光藕器件在低温状态下无法正常工作。

(4) 输入端防止浪涌电流的热敏电阻，在低温下阻值变大(是常温的3~5倍)，也会造成低温无法正常启动。