LED户外亮化照明灯具设计需注意的几个问题

LED户外亮化照明灯具工作环境比较复杂，受温度、UV紫外线、湿度、暴风雨、沙尘、化学气体等自然环境影响，时间一长，就会出现LED光衰的严重问题。在设计时应考虑外部环境因素对LED户外亮化照明灯具的影响。
一、散热材料与灯罩选择
在户外使用的LED亮化灯具一般选用压铸铝或铝合金、铜或铜合金，以及导热良好的其他合金。一般情况下将外壳和散热器设计为一体。目前，灯罩材料有透明有机玻璃、PC 等，一般来说，户外灯具的灯罩大部分是玻璃制品，可以减小阳光、紫外线、沙尘、化学气体、昼夜温差变化等因素对灯罩老化、寿命减短等的影响。但不易清洁干净，降低了灯罩透明度而影响其光线输出。采用透明塑料、有机玻璃等材料做的灯罩，用于室内灯具较好。

二、LED 芯片的封装技术
目前国内 LED户外亮化照明灯具大都采用 1W 或 1~3W 及中功率的 LED，对多个LED灯串并联或混联进行组装，其热阻较大，封装技术不先进，不容易造出高品质的灯具。采用多芯片与散热器整体封装比较好，或采用铝基板多芯片封装，再通过相变材料或散热硅脂与散热器相连接，其热阻比用LED器件组装的产品的热阻要小，更利于散热。采用LED模组的灯具，模组基板一般为铜基板，它与外散热器的连接要使用好的相变材料或好的散热硅脂，以保证铜基板上的热量能及时传到外散热器上去。

三、LED 灯具散热器设计
散热器是LED户外亮化照明灯具很关键的一个部件，它的形状、体积、散热表面积都要设计得恰到好处，散热器太小，LED 灯工作温度太高，则影响发光效率和寿命;散热器太大，则消耗材料，增加产品成本和质量，使产品竞争力下降。散热方式有空气对流散热、强风冷却散热和热管散热。散热方式的选择对灯具的成本有直接影响，应综合考虑，与设计产品配套而选出最佳方案。
(1)明确LED灯需要散热的功率。
(2)设计散热器参数，如金属的比热、金属的导热系数、芯片热阻、散热器热阻、周围环境空气热阻等。
(3)确定散热的类型(自然对流散热、强风冷却散热、热管散热，以及其他的散热式)。从造价上比较，自然对流散热造价最低，强风冷却中等，热管散热造价较高，喷气冷造价最高。
(4)确定 LED 灯具许可的最高工作温度(环境温度加灯具许可温升)，计算散热器的体积、散热面积，并确定散热器的形状。
通常设计或选择合理散热体(散热外壳)，采用适当散热方式，将LED户外亮化照明灯具外壳温度控制在设计范围内，这样可以降低LED光源结温温度，使其在规格书要求的范围内，提高LED光源寿命。
(5)将散热器与LED灯组合成完整灯具，并通电工作8h以上，在室温25℃、湿度90%RH的环境下检查灯具的温度，看是否满足散热要求，以检验计算是否正确。如不满足使用条件，则要重新计算和调整参数。
在设计时要求LED户外亮化照明灯具功率、光通量、光效、色温、显色性、光束角、灯具效率等达到设计要求，耐压测试、绝缘电阻试验、泄漏电流测量、爬电距离与电气间隙、电磁与辐射等安规要求达到国家标准。
(6)散热器与灯罩的密封要做到防水、防尘，灯罩与散热器之间要垫抗老化的橡皮垫或硅橡胶垫，用不锈钢螺栓紧固，做到密封防水、防尘。