經過10年左右的快速發展，LED照明已經進入快速推廣階段，市場應用從最初的南方地區逐步向中西部滲透擴展。但在實際應用中我們發現，在南方用的很好的戶外照明產品，到了北方地區，尤其是東北、新疆等地區，產品的應用受到新的考驗。本文通過分析寒地環境下影響LED照明的一些關鍵因素，找出對應的解決策略，最終發揮出LED光源的應有優勢。
一、寒地環境下LED照明的優勢
相對原有的白熾燈、熒光燈和高強度氣體放電燈而言，LED器件在低溫下的工作性能要好的多，甚至可以說，光學性能比常溫下更加卓越。這是和LED器件的溫度特性密切相關的，通常隨著結溫的降低，燈具的光通量會相對增大。根據燈具的散熱規律，結溫和環境溫度密切相關，環境溫度越低，結溫必然越低。另外，結溫的降低，還可以降低LED光源的光衰過程，延遲燈具的使用壽命，這也是大部分電子元器件的特性。
二、寒地環境下LED照明面臨的困難和對策
雖然LED本身在寒地條件下有更多的優勢，但不可忽略的是，LED燈具除了光源，息息相關的還有驅動電源、燈體材料以及在寒地環境下的霧天、強紫外線等綜合天氣因素，都給這種新型光源應用帶來新的挑戰和麻煩。只有弄清這些制約因素，找到對應的解決方案，就能充分發揮LED光源的優勢，在寒地環境中大放異彩。
1.驅動電源的低溫啟動問題
做電源開發的人都知道，電源的低溫啟動是個難題。主要的原因是現有的大部分成熟電源方案，都離不開電解電容的廣泛應用,但是在-25℃以下低溫環境中，電解電容的電解質活性明顯下降，電容容量衰減很大,這會導致電路不能正常工作。要解決這個問題，目前有兩種方案：
一.是采用工作溫度范圍更寬的優質電容，當然這會帶來成本的增加。
二.是采用無電解電容的電路設計，包括采用陶瓷疊層電容，甚至采用線性驅動等其他驅動方案。
此外，在低溫環境下，像MOS管等普通電子器件的耐壓性能也會降低，給電路的整體可靠性造成不利影響，需要特別注意。
2.塑膠材料在高低溫沖擊下的可靠性
根據國內外一些研究機構的研究人員實驗證實：很多普通塑料和橡膠材料在-15℃以下的低溫下韌性變差，脆性增大，對LED戶外產品而言，透光罩、光學透鏡、密封件以及部分結構件都有可能采用塑膠材料，那么就需要對這些材料的低溫機械性能進行仔細考慮，尤其是承力部件，避免燈具在低溫環境下受到大風、意外碰撞后破裂而導致意外事故的發生。
另外，LED燈具常采用塑膠件和金屬的配合結構。由于塑料材質和金屬材料在大溫差環境下的膨脹系數差異較大，例如燈具常用的金屬鋁和常用塑料材料的膨脹系數大概相差5倍以上，這可能會導致塑料材料破裂，或者兩者的間隙增大，最終致使防水密封結構失效，進而產品出現問題。
在諸如東北這些高寒地區，從每年的10月份到次年的4月份，都可能處于冰雪季節。LED燈具在下午臨近傍晚開燈前，溫度可能低于-20℃以下，然后晚上通電工作后，由于燈具發熱，又可能使得燈體溫度上升到30℃~40℃以上，基本上每天燈具都要經歷一次高低溫的循環沖擊。在這種環境下，如果處理不好燈具的結構設計以及不同材料的匹配問題，很容易導致我們上述所說的材料開裂和防水失效問題。
針對這種情況，國家半導體照明工程研發及產業聯盟從2010年開始，連續推出兩版的《寒地LED道路照明產品技術規范》LB/T005，其中的關于高低溫沖擊的實驗方法，考慮了這種特殊環境下的工作方式，小編認為非常值得借鑒和采納。
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微信公眾號：東方照明雜志
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