灯具是如何失效的？附：洁净室各种灯具照片↙█

市场上很多灯具使用时间不长就坏了，这些灯具是如何失效的呢？

为此，本刊记者访问了该类产品的首倡者——苏州工业照明工程技术中心主任、著名工业照明专家杨耀武教授，并把相关内容整理出来，供广大用户和同业参考。

杨教授接受采访

照明小记者：现在市场上很多仿制卓辉的产品，看上去差不多，但非常容易坏，杨教授怎么看？

杨教授：卓辉光电推出的新型洁净室用面板灯，得到了洁净室行业的普遍认可，也随即出现了很多仿制品。某种意义上说是件好事，正是因为仿制品多了，这个领域的应用才普及开来。我们在海外虽然没有仿制品的问题，但市场推进很慢。

当然，这些仿制品在使用过程中出现了很多问题，确实影响了用户体验，比如节能效果不显著、光品质差、故障率高、光衰减快等等，其中“灯具不亮了”是最容易被客户感知的质量问题。

市场上形形色色的LED洁净室灯具（图片来源于网络）

照明小记者：这些问题是什么原因导致的呢？作为用户，我们又如何来选择和管理洁净室灯具呢？我们继续向杨教授提问。

杨教授：洁净室照明是工业照明的细分领域，是一种特殊的受控工业环境下应用的产品，洁净室灯具既要符合工业照明的一般要求，又要充分考虑使用环境的特点。市场上的洁净室灯具常见故障有主要两个方面的因素：

• 一个原因是产品设计不合理
• 另外一个原因是采用了非专业的材料和不合理的工艺

典型的洁净室结构

照明小记者：产品设计不合理有哪些表现呢？对用户有哪些影响呢？

杨教授：市场上的面板型洁净室照明灯具基本采用了和卓辉灯具相同的结构形式，但有些产品在设计上存在以下一些不合理的地方，应该引起行业重视。

首先是光源和电源不匹配，这在传统灯具和新型灯具都广泛存在，传统荧光光源在管压、管流上和镇流器不匹配，造成光效低，而且容易损坏。LED灯具在光电匹配性方面也有类似问题，有些灯具厂商连基本的元器件参数表都没有，根本谈不上设计。

LED芯片的物理参数和光电参数

照明小记者：有些客户在购买灯具时，会指定某些国际大牌子的LED芯片，是否只要选择这些大品牌的产品就会比较稳定呢？

杨教授：不只是LED芯片，所有行业的知名品牌都是经过时间检验的，当然会得到客户的认可，但LED光源是个非常专业的领域，从芯片制造、封装到光源制作，要经过很多个工序，需要供应链上不同的企业来完成，单单指定芯片厂商或品牌是没有用的。事实上，也没有专业灯具厂商按照普通用户的要求进行设计和生产。

这就比如我们买衣服，如果不管是外套、内衣还是运动衣，就直接指定一个纺织面料的厂商，就能买到合适的衣服吗？很可能某个知名的羊绒面料厂商，根本就没有运动衣的材料，能让服装厂用羊绒面料做运动衣吗？所以说，专业的事情还要交给专业的人做，要相信产品设计师的选料能力。

工程师在做灯具设计时，一般会根据整个灯具的设计要求来选择经过封装的LED芯片，根据具体的参数来选择型号，并通过必要的试验来验证设计，只有满足最终要求的芯片才会被工程师认定。

LED伏安特性示意图

照明小记者：光源不就是LED芯片吗？

杨教授：光源的设计不仅仅是LED芯片的选型，还有不同芯片的组合应用，以及配光设计——这才是光学工程师的核心能力所在。

无论是直接出光，还是透镜出光或者导光输出，都应进行专业的配光设计。在这一点上，产品工程师要和照明设计师进行充分的沟通，了解使用环境的照明设计，才能给出合理地配光。

室内灯具的配光图

照明小记者：电源技术比较成熟，设计上更简单吧？

杨教授：电源技术发展到现在，确实很成熟了，但市场上出现问题较多的恰恰是电源。有些厂商不考虑光源的特点和参数进行针对性的输出设计，或者干脆采用线性电源，在复杂多变的工业环境下很容易发生故障。

还有一些电源在设计上本身没有什么问题，但因为成本的原因被应用到功率不合理的灯具上，所谓“小马拉大车”，在大负载条件下就很容易过热。

作为灯具光源的LED芯片往往工作在相对较高的温度下，而芯片制造商的参数表上往往典型值都是常温下的参数，这尤其需要光源设计师重视，要深入了解LED芯片的温度特性，才能有针对地设计好光源，杨教授补充说。

LED灯具电气原理图

照明小记者：现在的灯具结构和以前的完全不同了，你给我们讲讲灯具结构设计吧。

杨教授：灯具的结构设计是另外一个重要的问题，很多厂商只有功能设计，缺少专业的结构设计人员，不仅容易出现配光不合理的问题，还会影响灯具的功能和可靠性。

举个例子，有些灯具的LED光源与散热器之间没有采取任何有效的导热措施，就会引起LED芯片结温的升高，导致LED芯片的快速光衰和失效。散热是灯具可靠性设计中最为重要的一环。

灯具的防护等级也是结构设计的一个方面，在洁净室环境中，防护等级很重要，不仅是防护灯具，也是防止对环境造成污染。

LED散热结构示意图

照明小记者：刚才谈到，另外一个原因是采用了非专业的材料导致了产品质量问题，能展开来说明吗？

杨教授：这个问题在灯具市场上比较普遍，我们国家是世界上最大的灯具制造国家，出口到海外的产品可以做得很好了，但国内市场上却有很多劣质产品，其中有制造商的原因，也有用户质量意识不高和行业监管不足的问题。

我们只从生产工厂的角度来谈这个问题，常见的材料问题有：

• LED光源采用了不合格或者不适用的芯片；
• LED电源中的元器件不合格或参数不满足工业环境要求；
• 光学材料采用了非专业材料，甚至很多塑料件中加了回料；
• 灯体材料采用了不合适的材料，比如散热的地方钢代替铝，导致散热不良，而在该用钢材料的地方用料不足或牌号不对，导致机械强度不够等等。

生产过程控制计划

照明小记者：那么工艺上的问题呢？主要有哪些？

杨教授：工艺问题更是五花八门，常见的工艺问题有：

• LED芯片贴片不准、虚焊或焊接不良，容易导致LED芯片失效；
• 元器件贴片或插件不良、焊接和线处理不良，容易发生电气故障；
• 光学材料内部或表面污染，影响光效；
• 导光板光刻工艺不良，影响导光输出；
• 灯体材料工艺不当或控制不良，影响安装精度；
• 洁净室灯体表面防静电处理不良，容易吸附灰尘；
• 生物工程用灯具防菌处理不良，容易滋生微生物；
• 灯具表面处理工艺不良，满足不了防腐要求；
• 灯具内部有尘埃与污秽，容易污染环境等等。

这些生产工艺上的问题，看起来都是小问题，但都有实质性影响，都必须在生产过程中加强工艺管理和质量控制。

产车间

照明小记者：这个太复杂了，如何才能把这些问题都解决呢？

杨教授：洁净室的灯具制造是个非常专业的领域，无论产品设计还是生产制造，都必须找专业的制造商，让专业的人做专业的事，用户的问题就解决了。

作为受控工业环境的照明产品，建设方在工厂设计时，就要和设计院充分沟通，讲清楚具体要求，尊重电气设计师，毕竟他们对照明设计和产品选型更熟悉。

来源：杨耀武教授、照明周刊、中工通明平板净化灯、亮美聚净化灯；Ths to @寒冰.

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