LED街灯、路灯应用，其节能环保特点，对节约能源具一定程度改善效用，因为传统街灯大多使用高压纳灯达到所需的照明亮度要求，但高压纳灯的寿命较短、运行相对耗能，实际使用时不只是维护管理成本相对较高，耗用能源问题也相对让其应用效益减低。

LED发光原理与材料特性与纳灯、白炽灯不同，其采用半导体技术的发光效果，实际会因热或外部电流变化产生亮度差异，尤其是长时间使用下，LED所发出的光亮会随著时间增长而出现逐渐减弱现象。

LED要达到故障、损坏状态，大多不会出现光源直接失效，而是会以发光效率缓慢下滑的状态呈现，这对实际用于路灯或是其它照明应用相当具有效益，因为可在更换、维修方面不用过度急迫，而是可以有计划地针对故障或光效率低落设备进行维护、替换，节省维运成本支出。

LED寿命长 驱动电路也需考量寿命问题

维持LED使用寿命，是现阶段提升传统光源换用LED环保光源效益的关键之一，因为产品寿命增长，代表著换用新光源的投入成本效益越高，同时，维护光源稳定服务的效益也相对提升。而提升LED使用寿命主要考量两大因素，维护稳定运行电气条件与其它外部影响问题。

在LED驱动电路设计，必须针对启用与关闭驱动电流进行验证，同时分析电路温度状态。一般而言，启动时过高的瞬间电流可能会对整流或DC-DC电路产生不良影响，例如，影响关键元件寿命或运行效能。此外，驱动LED的电路应避免过大的驱动位准飘移，因为电子电路运行会因为相关元件的电气特性而影响整体驱动能力表现。

图1：首尔半导体开发的ACRICHE　ACLED产品，可以AC　230V驱动。

对于旧有防止驱动电压、电流飘移的电路技术，早期设计方案在使用元件性能有限与飘移控制要求较低，但在LED设计方案中，对于飘移控制的要求更高，必须使用更精密的控制电路。为达到高控制要求，会相对使控制电路的复杂度增加、相关应用元件数量增加，而控制电路的能耗也会因此增加，在电源设计方案中必须取得平衡。

户外LED光源应用环境严苛 设计时需加以考量

尤其是路灯的运行环境相较室内用光源更为严苛，因为路灯照明应用环境必须能在高／低温变化剧烈、高湿度与震动严苛环境下使用，尤其是LED驱动模块在应用时持续处于高温环境工作、模块散热条件相对较差，这导致LED光源整体的可靠度降低。在高可靠度、高效率与低功耗要求下，同时还须考量产品量产的成本与终端售价是否具竞争力。

电能使用状态方面，LED光源路灯模块的运行环境温度可能会从早到晚出现剧烈变化，而且此剧烈温度变化可能每日往覆出现，这意味著路灯的电子电路系统在约4~5年的使用期限内，装置与零件需面对近2,000次环境温度剧烈变化考验，这对于电子电路在稳定性、低功耗、低飘移问题改善设计上带来巨大挑战。
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LED功能失效特性 可降低维护成本

LED灯的使用寿命，主要是由LED的光输出变化来判定，一般在LED亮度输出表现低于正常值，则代表该颗LED灯泡或模块已经接近损坏状态。以实际的产品运行状态观察，若以LED灯具平均寿命50,000小时为基础，在灯具采1A电流持续运行，其产品表现可分成几个阶段，第一个阶段为驱动电路向上／下输出飘移，接著是光源模块的反射设计渐渐出现老化，紧接著为LED出现微小飘移，直至LED亮度持续降低至要求输出之最低标准。

基本上LED灯具的失效判定，通常过程并不是马上变暗、无法发光，而是当输出亮度达到额定标准产品之输出亮度的70%或更低时，才会认定该LED模块已经进入可汰换的损坏程度；但即便没有随即更换该灯具，照明设备也顶多只是照明效率未如预期。LED灯具所发出的亮度会缓步降低、最后达到完全不亮状态，这一损坏的过程在多数日常应用中还能接受，只是在部分对照明光源要求相对较高的应用场合，亮度缓步下滑至低标准是完全无法接受状况，这类应用就必须马上更换灯具。

图2：Acrich2 ACLED在LED数量增加、亮度表现提升，可直接AC电源驱动，简省驱动电路设计空间与成本

基本上LED元件本质仍属于低压驱动元器件，其驱动电压在2~4.5V左右，加上LED需要恒定电流进行驱动、令元件达到照明要求之亮度、光色，因此LED光源驱动电路必须采用不同电源设计因应元件驱动需求，电源模块设计以一套通用的状况并不实用，必须针对产品的多样性设计最佳化驱动电路因应。

目前可用的电源方案相当多，如交换式电源、线性电源、线性横流稳压器CCR(Constant Current Regulator)、高压交换式电源、功率因数校正控制器PFC(Power Factor Correction)...等不同电源设计方案，来进行如AC-DC、中压DC-DC甚至是低压DC-DC转换设计，开发所需之LED驱动应用环境。

另一方面，正因为LED低压驱动电路设计复杂度高，在同时考量电路与料件成本下，因此有一方思考开发HV-LED甚至是AC-LED，来达到去除电源驱动的LED灯具设计概念。

对于HV-LED来说，只要能开发相关元器件，这代表驱动电路中的DC-DC转换电路可以大幅简化，加上现有交换式电源在12、24、36、48V等级距产品中，已有大量现成应用方案用于相关产品设计，只要LED元件具对应驱动电压、电流设计，可直接搭配对应电源设计方案提供驱动设计，驱动电路可简化、甚至不需DC-DC电路设计，达到节约驱动电路功耗与增加效能设计，同时又可大幅缩减成本。

至于AC-LED就更有趣了，AC-LED为集成桥式整流设计，其桥式整流所使用的二极管也是发光元器件的一部分，这可让AC-DC、DC-DC电源设计简化至仅需保留LED温控与保护电路即可，而LED本身即可使用市电驱动发光。但AC-LED制作成本较高，而AC-LED的散热设计相对更为集中，虽然AC-LED设计方案可大幅简化驱动电路，但碍于关键元件成本不容易压低，因此需在元器件成本大幅压低后，才有投入市场的应用机会。
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不同LED照明设计方向 亦可增加元件发光效率

在LED光源应用方面，目前常见提升HBLED设计方案，是直接提高白光LED的输出效能，白光LED提升亮度的作法相当多，早期有使用高亮度蓝色LED为基础，再搭配YAG萤光粉体处理光学封装材料，让原本的蓝光与萤光粉体产生萤光混光后，得到接近白光输出的模拟白光输出效果。现在有利用三色光混合方式，调配出近似真白光光色，或搭配GaN半导体材料开发白光LED，都是相当实用且已具量产实绩的制作方式，在发光效率表现上已有持续性的大幅进展。

另一方面，也有厂商尝试利用不同的设计思维，考量使用不同的技术来改善现有强化LED白光输出可能会增加的元件限制，例如，要求白光LED增强输出必须施加更高驱动功率，这会造成元件温度增加、功耗增加，同时长时间使用温度增加也会让光源之光衰问题更早发生。

有监于此，即有业者朝白光雷射照明方案进行相关开发工作，例如，利用与白光LED相同的GaN材料开发白光光源半导体雷射元件，白光半导体雷射光源辉度可轻易达到10cd/mm水平，在芯片的封装材料不使用萤光粉体搭配封装，而是用蓝光或蓝紫色半导体雷射与白光半导体雷射搭配涂布萤光物质的光纤线材建构灯体，达到耗用仅原有LED光源1/10不到的功耗，就能完成近似的光输出效果。

半导体雷射元器件搭配光纤结构所设计的照明方案，在功耗与制作难度均有相当不错的表现，但实际上，此设计方案仍有半导体雷射元器件成本过高问题，加上半导体雷射的元件寿命较LED短(约只有3,000小时)，对于LED光源方案动辄要求30,000~50,000小时寿命之产品规格要求，仍有相当大的空间尚待努力改善。