This is a special report

深度解析了解影響 LED燈管壽命的三大要素。

LED燈管問世已有20多年,如今已經非常普及。然而,市面上購買的LED燈管卻變得越來越不耐用,這令人困惑不解。為了解析市面上LED燈管壽命短暫的原因,我撰寫了這篇文章,逐步探討各項因素,包括燈具廠商不願公開的真相,以及政府在這一過程中的失控主因。


前言:

看著LED燈管包裝上標示著20,000-30,000小時的使用壽命,照理說每天點燈八小時應該能使用超過十年。然而,現實情況是燈管往往在兩年左右便會變得昏暗、不停閃爍、或無法點亮,這迫使我們不得不更換燈管。全台有90%的民眾不清楚這其實是錯誤的觀念。很多人已經在這些無法長久使用的產品上花了大量冤枉錢。雖然有些人認為燈管屬於消耗品,每兩年更換一次無妨,但別忘了,照明廠商試圖欺騙消費者,聲稱他們的產品非常耐用,結果卻是消費者不斷掏錢購買新LED燈管,最終的受害者仍然是消費者,花費了大量的金錢和電費。


市面上的LED燈管為何不耐用的三大主因

1.驅動品質

每當燈具閃爍,通常是驅動器不良所導致的問題。儘管光源仍然能用,卻不得不更換整隻燈管。驅動器的品質與燈管的壽命有著緊密的關聯。

2.溫度影響

無論是燈管光源還是驅動器,溫度越高都會導致壽命縮短。不良的設計和材料會導致熱量堆積,進而影響整體壽命。

3.省錢用料

優質的材料可以延長燈具的壽命。然而,在以低價為主的市場中,品質與耐用度往往是首先被犧牲的項目。


1.驅動品質

台灣最普及的內藏式驅動電源與燈管一體設計,使得僅憑外觀難以判斷產品的好壞。然而,這類內藏式燈管壽命偏短的共通特點則是顯而易見的。原因很簡單:空間不足,無法將質量較好的電容和電阻放置於燈管中,進而影響整體燈管壽命。不良的驅動電源會對燈管造成多種不良影響。
    1.驅動電源設計不良可能會導致燈管過熱,從而縮短其使用壽命,嚴重時甚至會損壞燈管。
    2.驅動電源導致燈具閃爍及頻閃問題,長時間使用會對眼睛造成疲勞。
    3.驅動電源故障可能會導致燈管無法正常啟動。


2.溫度影響

在交流電轉換為直流電的過程中,驅動電源的效率應該要高,這樣不僅可以減少功率損失,還能降低發熱量,進而有效降低燈管溫度,減緩光衰並延長燈具壽命。然而,當驅動電源轉換效率差時,會產生更多的廢熱。燈管中的光源LED晶粒在運作時也會產生一定的溫度。

從熱像模擬圖可以看出,最熱的區域位於驅動電源,其次是LED晶粒(溫度顯示是從外部量測,實際內部溫度會更高)。由於燈管是一體成形,缺乏足夠的散熱機制,LED光源或驅動電源可能很快就會出現問題,尤其是隔柵型燈具。裝在這類燈具中的燈管問題最為嚴重,因此大企業的工務部門總是要頻繁更換燈管。

 

 

LED 最怕的是溫度,燈具溫度越高壽命越短。(縮圖為CREE 晶粒在不同溫度運作下造成的光衰差異)

 

 


3.省錢用料

前兩者因素,溫度影響與驅動品質,不外乎就是第三點造成的主因,即"省錢用料"。這是導致一切不耐用的根本原因。廠商知道消費者只想購買低價產品,於是順應消費者的習慣,將所有能省略的材料和功能全部去除,只要燈能亮即可。結果,消費者買到了廉價的燈管。
如今99%的LED燈管都是從中國進口,甚至曾經是台灣最大燈具廠商的中國電器(品牌:東亞照明)也不例外。進一步分析這些省錢用料會造成的影響,可以看出其導致了產品的不耐用和壽命縮短。


 

1. 使用較差光源(LED晶粒):優質的LED晶粒不僅耐用還擁有更佳的省電成效,反之亦然,但兩者之間有高達數10倍的成本差異,所以廉價燈管只會使用最便宜的方案。

2. 降低LED晶粒數量:有些燈管會減少內部LED晶粒的數量,在相同耗電之下,LED晶粒會承受更大的電流,造成更多廢熱、更快光衰、省電效果下降的負面效果。

 

3. 減少散熱材料:散熱是LED燈管性能和壽命的重要因素。減少散熱材料會導致燈管過熱,縮短使用壽命。如圖例就是將晶粒打在軟燈帶上,並且直接黏在導熱係數較差的玻璃燈管上,較好的散熱可能會將LED晶粒打在較大面積的金屬板體上增加散熱效果。

4. 使用劣質電解電容:一些製造商會使用低品質的驅動電源並大幅度減少用料,這會影響燈管的壽命和亮度。(圖為外置式驅動與內藏式驅動比較,外觀及大小有著顯然的差距,裡面的設計更加簡陋)

5.過於簡略的頻閃迴路設計:

廉價的LED(燈管)燈具通常都有一定程度的頻閃,如圖中紅色波紋,頻率較慢,容易被眼睛察覺。燈具的頻閃主要是由於燈具使用交流電驅動時,電流波動所引起的。這些波動會導致光源的亮度快速變化,從而產生頻閃現象,若沒有專門設計抗頻閃的迴路,長時間待在有頻閃的環境中對眼睛有害,可能引起疲勞、頭痛,甚至影響視力。

(只有節能標章認證的燈具才會有對頻閃做出規範值。閃爍百分比、閃爍指數 )

 

 


結論:

消費者希望購買到高性價比的產品,但有時候,最便宜的選擇並不一定是最好的。通常更便宜的售價意味著產品更不耐用、耗電量更高,燈具頻閃等問題。最終,消費者反而需要支付更多的費用,成為最大的冤大頭。


選錯產品花錢如流水........


額外的探討議題 : 消費者該如何挑選更好的產品 ?

在回答以前,先來看歐洲怎麼做,歐洲有能源標籤(Energy Labels )讓消費者可以從能源標籤評級更直覺做出購買決策。標準範圍從簡單的 A 到 G級,目前歐洲及日本照明燈具普遍在C級,然而B、A級的評級更是鼓勵廠商研發追求更加永續的科技。

 

從圖中可以得知,台灣普遍再販售的LED燈管在歐洲毫無競爭力,省電成效非常的不好,隨著台灣電價將持續增加,對於耗電的產品將是優先淘汰的項目之一。

 

 

 

台灣節能標章燈具分別方式,採用各式燈具類型來分類,僅業界人士看得懂,甚至有許多模糊空間幫助業者開後門來藉此混淆消費者,舉例說明"LED燈管型燈具"可以適用於,辦公室及營業場所、室內照明燈具、開放型燈具三種,發光效率要求(省電成效)確有不小差距,業者當然選擇有利的來進行。很遺憾的是,當不同款燈具發光效率100與160都取得了節能標章,而消費者卻無法得知省電成效差距,如何選買更優質的節能燈具 ?為什麼節能標章燈具沒法做能效分級? 冷氣、電冰箱、除濕機等等電器產品卻可以?

備註:圖表僅列出該項目發光效率基準值,詳細需求可至節能標章網站查詢

 

 

了解政府如何帶頭失控

政府長期以來委託工研院與照明業者共同制定燈具的各項標準,如節能標章。然而,每次開會時,技術規範往往會因顧及多數照明業者的需求而設定在較低的門檻,這使得大多數業者能夠持續從中國進口低廉且品質較差的燈具,並將其混入政府高標準的節能燈具中。事實上,燈具的省電效果應該進行分級,這樣民眾才能更容易選擇出色且省電的燈具。舉例來說,如果60分即可及格,為何不朝80分甚至90分的方向邁進,進行研發呢?如今,已經很難找到願意投入資金進行燈具研發設計的廠商了。


所以台灣消費者該如何挑選更好的燈具(燈管)產品 ?

消費者應該考量捨棄燈管型的燈具,並且挑選有節能標章的燈具,選擇高發光效率(lm/W)燈具 、保固超過5年、以及通過MIT微笑標章,及通過CNS各項檢測( CNS 15592、14335、14115等)才能真正確保品質無虞。

若有一盞LED燈具在不更換光源的情況下,至少能用上10-20年,這聽起來似乎不可思議,但其實非常容易做到。只要消費者改變過去的購買觀念,認真挑選優質產品,就能享受更長的使用壽命,節省更多成本。