寒冷地区LED照明应用分析

经过10年的快速发展，LED照明已进入快速推广阶段，市场应用已从最初的南方地区逐步扩展到中西部地区。但在实际应用中我们发现南方使用的户外照明产品在北方地区尤其是东北地区得到了很好的检验。本文分析了寒冷环境下影响LED照明的一些关键因素，找出相应的解决方案，最终揭示出LED光源的优势。

一、LED照明在寒冷环境下的优势

与原来的白炽灯、荧光灯和高强度气体放电灯相比，LED器件在低温下的工作性能要好得多，甚至可以说光学性能比常温下更加优异。这与LED器件的温度特性密切相关。随着结温的降低，灯的光通量会相对增加。根据灯的散热规律，结温与环境温度密切相关。环境温度越低，结温必然越低。另外，降低结温还可以减少LED光源的光衰过程，延缓灯具的使用寿命，这也是大多数电子元件的特性。

寒冷环境下LED照明的难点及对策

虽然LED本身在寒冷条件下更有优势，但除了光源之外，也不容忽视。 LED灯具还与驱动功率、灯体材料以及寒冷环境下的雾天、强紫外线等综合天气密切相关。种种因素给这种新光源的应用带来了新的挑战和麻烦。只有明确这些制约因素，找到相应的解决方案，才能充分发挥LED光源的优势，在寒冷的环境中大放异彩。

1、驱动电源低温启动问题

做电源开发的人都知道，电源的低温启动是一个问题。主要原因是现有成熟的电源解决方案大多离不开电解电容的广泛应用。但在-25℃以下的低温环境下，电解电容器的电解活性明显降低，电容容量大大衰减，导致电路出现故障。为了解决这个问题，目前有两种解决方案：一是采用工作温度范围更宽的优质电容器，这当然会增加成本。二是采用电解电容的电路设计，包括陶瓷叠层电容，甚至线性驱动等其他驱动方案。

另外，在低温环境下，普通电子器件的耐压性能也会下降，对电路的整体可靠性产生不利影响，需要特别注意。

2、塑料材料在高低温冲击下的可靠性

根据国内外一些科研院所研究人员的实验，许多普通塑料、橡胶材料在-15℃以下的低温下韧性较差，脆性增加。对于LED户外产品、透明材料、光学镜片、密封件等结构件可能会采用塑料材料，因此需要仔细考虑这些材料的低温力学性能，尤其是承重部件，避免灯具在低温环境下，受到强风撞击后会破裂，意外碰撞。

此外，LED灯具通常采用塑料件和金属的组合。因为在较大的温差下，塑料材料和金属材料的膨胀系数相差很大，例如灯具常用的金属铝和塑料材料的膨胀系数相差5倍左右，这可能会导致塑料材料破裂或出现缝隙两者之间。如果增加，防水密封结构最终将失效，从而导致产品出现问题。

在高寒地区，10月至次年4月，可能正值冰雪季节。晚上开灯前，LED灯的温度可能会在接近傍晚时低于-20℃，然后晚上通电后，灯体的温度可能会上升到30℃～40℃。 ℃ 由于灯的加热。经历高低温循环冲击。在这种环境下，如果灯具的结构设计和不同材料的匹配问题处理不好，很容易造成上述材料开裂和防水失效的问题。