一、寒地环境下LED照明的优势

　　相对原有的白炽灯、荧光灯和高强度气体放电灯而言，LED器件在低温下的工作性能要好的多，甚至可以说，光学性能比常温下更加卓越。这是和LED器件的温度特性密切相关的，图1是某品牌大功率LED器件温度和相对光输出曲线图。可以看出，随着结温的降低，灯具的光通量会相对增大。根据灯具的散热规律，结温和环境温度密切相关，环境温度越低，结温必然越低。另外，根据图2我们可以看出，结温的降低，还可以降低LED光源的光衰过程，延迟灯具的使用寿命，这也是大部分电子元器件的特性。

图1 LED的结温-相对光输出曲线

　图2 LED的结温-寿命曲线

二、寒地环境下LED照明面临的困难和对策

　　虽然LED本身在寒地条件下有更多的优势，但不可忽略的是，LED灯具除了光源，息息相关的还有驱动电源、灯体材料以及在寒地环境下的雾天、强紫外等综合天气因素，都给这种新型光源应用带来新的挑战和麻烦。只有弄清这些制约因素，找到对应的解决方案，就能充分发挥LED光源的优势，在寒地环境中大放异彩。

1.驱动电源的低温启动问题

　　做电源开发的人都知道，电源的低温启动是个难题。主要的原因是现有的大部分成熟电源方案，都离不开电解电容的广泛应用。但是在-25℃以下低温环境中，电解电容的电解质活性明显下降，电容容量衰减很大，导致电路不能正常工作。要解决这个问题，目前有两种方案：一是采用工作温度范围更宽的优质电容，当然这会带来成本的增加。二是采用无电解电容的电路设计，包括采用陶瓷叠层电容，甚至采用线性驱动等其他驱动方案。

       此外，在低温环境下，像MOS管等普通电子器件的耐压性能也会降低，给电路的整体可靠性造成不利影响，需要特别注意。 

2.塑胶材料在高低温冲击下的可靠性问题

　　根据国内外一些研究机构的研究人员实验证实：很多普通塑料和橡胶材料在-15℃以下的低温下韧性变差，脆性增大。对LED户外产品而言，透光罩、光学透镜、密封件以及部分结构件都有可能采用塑胶材料，那么就需要对这些材料的低温机械性能进行仔细考虑，尤其是承力部件，避免灯具在低温环境下受到大风、意外碰撞后破裂而导致意外事故的发生。

　　另外，LED灯具常采用塑胶件和金属的配合结构。由于塑料材质和金属材料在大温差环境下的膨胀系数差异较大，例如灯具常用的金属铝和常用塑料材料的膨胀系数大概相差5倍以上，这可能会导致塑料材料破裂，或者两者的间隙增大，最终致使防水密封结构失效，进而产品出现问题。

3.LED的光色问题

　　进入秋冬季节后，北方的大雾天气也会逐步多起来。当然，大雾不是高寒地区的特产，全世界到处都有，但是在这些高寒地区，光的颜色除了会涉及雾的穿透问题之外，还有感觉舒适性和环境和谐的问题。

　　关于LED灯的雾穿透力的问题，业界一直讨论比较多，那么不同波长的光对雾的穿透力是否有差异，钠灯的黄光和LED的白光对雾的穿透性究竟有多少不同呢?

　　观点一：在一定雾浓度下，不同波长的光，由于衍射能力不同，具有不同的雾穿透能力。这个观点也被国内外一些研究结构的相关实验证实：单色光中，黄光的雾穿透能力最强，其次是红光、绿光和蓝光。

　    同时，还有一种观点认为：不同可见光透雾能力是差不多的，理由是：不同光子的尺寸大小相比而言是绿豆和黄豆的关系，而相比雾粒子的尺寸，则相当于是个足球。当雾的浓度很大的时候，任何的光都很难穿过去。这个时候表现出来钠灯的黄光比LED的白光雾穿透能力更强，其主要原因是在LED白光照射下，雾呈现白茫茫一片，而黄光则表现出很好的诱导性 。

当然，在北方，除了雾的原因之外，大多季节的晚上都比较冷。冷白色得光更加会让城市显得冷清和凄凉，而暖色光会给人一种温暖、愉悦的感受，从这个角度，也应该采用更加暖色调的灯光，让城市夜色显得更加的和谐美丽。

4.紫外老化问题

　　记得在前两年上海的一次行业论坛上，有业内专家提到了一个现象。当时他们开展了一次批量的户外LED灯具实地性能测试，半年后在评估光衰指标时发现一个奇怪的现象：在同时段户外老化实验的LED灯具，光源电源的配置也是差不多的，但是24小时工作的LED隧道灯的光衰却比10个多小时工作的路灯还要小的多，他们觉得非常奇怪，经过多次分析研究，最后认为主要还是白天的紫外线对灯具相关部件的老化造成的。这个结论当时也得到了台湾一个专家的现场支持，他说他们也研究过，白天户外的紫外线对荧光粉、透镜等部件的加速老化是不可小视的。需要在透镜、灯罩等部分做抗紫外线的处理，比如镀抗紫外膜，或者在这些部件成型时加入抗紫外的组分。

三、结语

　　我们通过对寒地环境下多个因素的分析可以看出，LED作为一种半导体照明器件，有它自身的很多优势，但也存在有别于传统照明光源的一些问题，只有仔细的研究这些差异性，逐个认真分析解决，才能真正发挥出LED照明在寒地条件下的优势。