新學(xué)期開始,迎來了學(xué)習(xí)用具的采購?fù)?,而打著?jié)能、長壽、護(hù)眼旗號的LED臺燈則吸引了大批家長的關(guān)注。但近日美國能源部(DOE)公布了一份關(guān)于固態(tài)照明產(chǎn)品的壽命和可靠性分析報告,該報告指出,目前行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中尚無完美的評估方式來定義LED燈具的系統(tǒng)壽命。相關(guān)專家對此表示,LED照明設(shè)備的壽命評估的確是目前行業(yè)發(fā)展中存在的難題。
長壽只是一種傳說
在某團購平臺上,開學(xué)季的各種用品團蜂擁開團,其中僅LED護(hù)眼臺燈就先后開出了兩三個團?!盁o頻閃、護(hù)眼”是最吸引媽媽們目光的賣點,而其超長的使用壽命讓不少媽媽們覺得不可思議。有媽媽弱弱地問“在哪兒可以買到替換燈泡?”團長貼出廠家的標(biāo)準(zhǔn)答案:“LED小燈珠(SMD)的正常使用壽命是2萬-4萬個小時,保守一點計算,用個十年八年的,不用換燈泡?!?/P>
可是北京消費者周女士前不久卻向本報反映,她3年前購買LED臺燈時,促銷員說用LED燈還想換燈泡就OUT了,因為它的使用壽命可以達(dá)到10萬小時,沒想到從去年底臺燈的小燈泡就開始閃動,有些還徹底不亮了。她詢問了多個店鋪,都被告知無法維修,燈的支架還好好的,扔了實在可惜?!拔覀円恢卑循h(huán)保、節(jié)能、長壽掛在嘴邊,但現(xiàn)實應(yīng)用上,長壽還存在很大問題。”國家燈具質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心教授級高工、高級審核員俞安琪表示,在景觀照明、背光照明上,LED已基本可以做到長壽,但在普通照明領(lǐng)域,LED還不能做到高效和長壽。
中國照明電器協(xié)會理事長劉升平告訴記者:“LED燈更加節(jié)能高效是毋庸置疑的,但其實際的使用壽命還有待檢驗?!庇浾卟殚喠硕嗫頛ED護(hù)眼燈的使用說明,發(fā)現(xiàn)這些產(chǎn)品標(biāo)稱的使用壽命大多為5萬-10萬小時。如果按照每天使用4小時計算,那么這些產(chǎn)品都應(yīng)該有數(shù)十年的使用壽命。但是劉升平指出,企業(yè)宣傳的使用壽命是理論值,產(chǎn)品在實際使用中往往達(dá)不到這樣長的使用時間。

“滿天星”型LED燈如果小燈珠壞了,沒法更換,只能淘汰
對此,劉升平解釋說,如果是球泡型LED照明產(chǎn)品,燈泡壞了還有可能更換。但是現(xiàn)在大多數(shù)產(chǎn)品都是和周女士家的臺燈一樣是“滿天星”型的,光源部分是一個整體模塊,而各個產(chǎn)品的模塊,即使是同一家企業(yè)生產(chǎn),也都不是標(biāo)準(zhǔn)化的,不可能像換燈泡一樣換一個模塊,因此一旦出現(xiàn)故障就只能整個淘汰,這的確是對社會資源的一種浪費。
壽命評估難題待解
大連工業(yè)大學(xué)光學(xué)研究所所長鄒念育表示,上述問題也正是LED照明可靠性評估的難點。
據(jù)介紹,傳統(tǒng)光源的壽命性能測量和評價已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化,由于其壽命較短并且光源具有互換性,不論是白熾燈還是節(jié)能燈,燈泡壞了換一個就不會影響燈具的繼續(xù)使用,所以一般不評價傳統(tǒng)光源燈具的壽命。但LED照明產(chǎn)品壽命長,通過長時間實驗采集數(shù)據(jù)來評價其壽命顯然是不合適的。同時目前LED燈具形式較多,并且絕大多數(shù)LED燈具光源不具有互換性,這樣對不同的LED燈具,其壽命只有通過相關(guān)的壽命評價才能確定。
目前,使用加速實驗來預(yù)測LED照明產(chǎn)品壽命是一種非常重要的手段,其主要機理就是讓器件所工作的應(yīng)力水平比實際正常使用中經(jīng)歷的應(yīng)力要高,有效地激發(fā)產(chǎn)品暴露故障,從而縮短由特定失效機理所引起的器件失效的正常時間。但是對于LED燈具來說,由于其構(gòu)成比較復(fù)雜,影響其壽命的因素眾多。例如LED光源本身壽命、LED驅(qū)動器以及環(huán)境都會影響到燈具的壽命。并且由于技術(shù)還在不斷完善中,LED燈具的壽命應(yīng)該在技術(shù)相對完善后進(jìn)行評價比較合理。但是,在LED技術(shù)相對完善之前,又需要建立科學(xué)適用的LED燈具壽命評價方法和評判模型。
此外,對于LED燈具壽命的定義也還有待商榷。因為LED燈具與傳統(tǒng)光源單個發(fā)光體的特征不同,它是多個發(fā)光體組成并發(fā)光的,發(fā)光體之間存在顏色差異性,其色溫、顯色性等方面的變化在燈具壽命定義中也應(yīng)該在考慮范圍之內(nèi)。例如,一款LED燈具使用一段時間后,其光通維持率仍然高達(dá)50%或其效能還高于初始效能的70%,但其顯色性可能已經(jīng)不滿足使用要求,那么按照實際使用情況,應(yīng)該評定該燈具壽命終結(jié),但按照目前《國家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟推薦性技術(shù)規(guī)范》給出的定義,該燈具壽命仍然沒有終結(jié),可以使用。鄒念育認(rèn)為,對LED燈具壽命進(jìn)行定義時,不僅要關(guān)注光通維持率,也需要考慮色溫、顯色性等相關(guān)指標(biāo)。
鄒念育表示,國內(nèi)外許多研究者正致力于開發(fā)新的LED燈具壽命評價方法,可是到目前為止還沒有建立一種令人信服的整燈壽命評判模型。
DOE報告稱,行業(yè)目前還沒有一種十分可行的辦法來評估燈具的預(yù)期壽命。盡管目前流明維護(hù)測試和規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)有所改進(jìn),但驅(qū)動壽命和系統(tǒng)顏色維護(hù)仍然很難量化。DOE報告旨在定義現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn),分析指出現(xiàn)有的定義LED燈具性能的缺陷。該報告指出,問題主要在于:現(xiàn)有方法將流明衰減作為LED燈具的唯一淘汰機制,沒有標(biāo)準(zhǔn)化的評估方法來解決除光源以外的組件問題。
長壽要跨多道檻
廣東省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局于2012年8月公布了對廣州、深圳、珠海、佛山、中山、惠州、東莞等7個地市21家企業(yè)生產(chǎn)的共23批次自鎮(zhèn)流LED燈產(chǎn)品抽查結(jié)果,不合格17批次,不合格率高達(dá)73.9%。該局相關(guān)負(fù)責(zé)人針對檢測結(jié)果做出分析指出:“缺乏統(tǒng)一的產(chǎn)品質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)和對產(chǎn)品制造、產(chǎn)品應(yīng)用效果、產(chǎn)品安全的統(tǒng)一規(guī)范,致使LED照明產(chǎn)品質(zhì)量良莠不一,市場推廣應(yīng)用受到嚴(yán)重制約。”
據(jù)了解,要讓LED照明產(chǎn)品達(dá)到真正的長壽,還有多方面的問題需要解決。
LED燈具中,散熱的好壞直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量和壽命,“目前LED光珠在發(fā)光時只有15%—25%的電能轉(zhuǎn)換成可見光,其余75%—85%的電能被轉(zhuǎn)化成了熱量。過高的溫度會導(dǎo)致LED發(fā)光效率衰減,LED運行所產(chǎn)生的廢熱若無法有效散出,會直接對其壽命造成致命影響?!睆B門(樓盤)大學(xué)物理與機電工程學(xué)院陳朝教授介紹說,據(jù)有關(guān)機構(gòu)測算,LED照明產(chǎn)品的平均壽命長短取決于工作溫度,工作溫度上升10℃,壽命會縮短一半。目前LED照明產(chǎn)品的散熱技術(shù)已經(jīng)有許多種方式,比如改進(jìn)LED芯片的粘貼工藝、增加散熱板或散熱片、風(fēng)吹、熱管等,但目前這些技術(shù)都有各自的缺陷,而且成本都很高。
還有業(yè)內(nèi)人士向記者透露,有些企業(yè)的燈具設(shè)計人員幾乎完全不懂材料特性,而企業(yè)經(jīng)營者關(guān)注的僅是如何降低成本,如何以低價搶市場,最終降低了LED燈珠亮度與壽命,進(jìn)而使得LED照明產(chǎn)品的整體使用壽命也同樣受損?!癓ED燈,其實是LED燈加上驅(qū)動電源。”泉州(樓盤)的一光電企業(yè)副總經(jīng)理吳女士表示,近年來,經(jīng)過不斷地研究突破,LED燈自身的壽命已經(jīng)大大延長,但電源壽命技術(shù)一直未能解決。電源壽命的主要瓶頸在于其中不可或缺的器件—電容,該公司在電源改進(jìn)上進(jìn)行了大量投入,但效果卻并不理想。“通常來說,如果普通LED燈珠的壽命可以達(dá)到3年的話,那電源的壽命可能就只有1年。”
提示:壽命越長價格越貴
買LED燈不必過于追求長壽
LED燈具的壽命究竟該有多長?最近美國能源之星正在起草LED球泡燈的標(biāo)準(zhǔn),其中較有爭議的一點是關(guān)于最低壽命要求。
有業(yè)內(nèi)人士透露,一般認(rèn)為LED燈珠的壽命在10萬小時不假,但做成燈具后就受到諸多因素的影響,因此,目前在LED照明行業(yè)常見的LED壽命值參數(shù)約為3萬至5萬小時。據(jù)了解,美國能源之星有可能將消費類燈具的壽命要求從2.5萬小時降到最少1萬小時,因為按照每天使用3小時計算,1萬小時壽命的燈具可以被消費者正常使用9年之多。當(dāng)然企業(yè)也可以標(biāo)稱2.5萬小時或者更高。
9年的使用壽命對于一般的家居應(yīng)用已足夠,對于酒店、地鐵站等長時間需要照明的場所,則可以選用一些壽命久的LED燈具,這表明能源之星以后不再對LED燈具壽命進(jìn)行一刀切,而只規(guī)定最低壽命要求,不同場所照明可以按照差異化需求選擇適合壽命的燈具。
有業(yè)內(nèi)專家指出,白熾燈的壽命標(biāo)準(zhǔn)定義雖為1000小時,但卻長時間占據(jù)民用家居照明市場,最重要的原因就是價格優(yōu)勢。LED照明產(chǎn)品壽命雖具有優(yōu)勢,但價格卻讓消費者望而卻步。因此,當(dāng)LED燈具具備一定的壽命優(yōu)勢后,沒必要再去過多地追求更長的壽命,而是應(yīng)該加速產(chǎn)品的更新和推廣,有效降低成本,從而迅速擴大LED燈具在家庭照明市場中的份額。