LED户外灯具的基本要求

户外照明灯具主要用于如公园、马路、广场等公共地方，因此不仅要求要满足室外照明的效果，还要起到装饰的作用。

户外照明是几乎都是暴露在室外的，很多时候大家在活动的时候都会与户外灯具有接触，因此，户外照明灯具的安全性问题就变得十分重要了。

对于户外道路照明来说，我们还要考虑一些因素，因为整个道路照明也是一个大整体，我们需要对这个整体的眩光、亮度等确定一个标准，实现好的照明效果。

一般来说，为了灯具能够拥有良好的的散热性能，最好是把 LED 灯具的外壳和散热器设计成一个整体，而材料一般选用铝或铝合金为宜。

LED户外灯具的防水要求

户外照明灯具需要长期经受冰雪烈日、风雨雷电的考验，且造价较高，而因在外墙上使用较难拆修，须满足长期稳定工作的要求。而 LED 是娇贵的半导体元件，若受潮，就会出现芯片吸湿现象，损坏 LED、PcB 和其他元件，因此，LED适宜工作在干燥和较低温度。保证 LED 在户外恶劣条件下长期稳定地工作，灯具防水结构设计极为关键。

目前，灯具防水技术主要分为两个方向：结构防水和材料防水。

所谓结构防水，就是在产品的各结构部件组合后，已经具备防水功能。而材料防水，则是产品设计时，留出灌封胶水密闭电气元件的位置，装配时用胶水材料实现防水。两种防水设计分别适用于不同的产品路线，各有优点与要求。

结构防水

基于结构防水设计的灯具，需紧密配合硅胶密封圈防水，外壳结构比较精密和复杂，通常适用于尺寸较大的灯具，譬如条形泛光灯、方形和圆形投光灯等中、大功率灯具。结构防水主要有下述几个设计要点。

(1). 设计硅胶防水圈，选择硬度合适的材料，设计合适的压强，其截面形状也非常关键。电缆引入线是渗水的通道，需选择防水电线，而使用强力的电缆防水固定头(PG头)，可阻止水汽从电缆线芯缝隙中渗透，但前提是电线绝缘层在PG头长期的强力挤压下不老化不开裂。

(2). 常温下，玻璃的线胀系数约7.2×10～m/(m·K)，铝合金约23.2×1 0一m/(m·K)，两者差异较大。灯具外尺寸较大时须认真考虑。假设灯具长度为1000 mm，白天外壳温度为60℃，下雨或夜晚气温降至10℃，温度下降50℃，玻璃和铝型材会分别收缩0.36 mm和1.16 mm，相对位移为0.8 mm，密封元件在重复性的位移过程中反复拉扯，影响气密性。

(3). 很多中、大功率的户外 LED 灯具可安装防水透气阀(呼吸器)利用呼吸器中分子筛的防水透气功能，平衡灯具内外气压，消除负压，防止吸人水汽，保证灯具内部干燥。这种经济有效的防水器件，能提高原结构设计的防水能力。但呼吸器不适合地埋灯、水底灯等经常泡水里的灯具。

材料防水

材料防水设计的灯具，利用填充灌封胶来绝缘防水，利用密封胶粘结封闭结构件之间的接缝，使电气零部件完全气密，达到户外灯具防水的作用。一般有以下两种做法。

灌封胶水：

随着防水材料技术的发展，各种类型和品牌的灯具专用灌封胶不断出现，例如，改性环氧树脂、改性聚氨酯树脂、改性有机硅胶等。化学配方不同，灌封胶的各项物理化学性能指标表现各异。

弹性：胶体柔软，弹性模量较小，则适应性更好。其中改性有机硅胶弹性模量最小。

分子结构稳定性：在 uV、空气和高低温长期作用下，材料化学结构稳定，不老化不开裂。其中以改性有机硅胶最稳定。

附着力：附着力强则不易剥离，其中改性环氧树脂的附着力最强，但化学结构稳定性较差，容易老化开裂。

憎水性：表示胶体抗渗水的能力。其中改性有机硅胶憎水性较好。

绝缘性：绝缘关系到产品安全指标，以上几种材质的专用灌装胶都不错材质的专用灌封胶都不错。

从以上各理化性能综合来看，以改性有机硅材料表现最佳。

密封粘胶：

密封胶通常是管状包装，适合打胶施工，一般用于电线端头、外壳结构件间接缝的粘结和密封。常用单组分配方，常温下与空气水汽产生反应，自然凝固。

特别注意：部分灯具生产厂使用建筑用的中性幕墙胶，而非专业电子密封胶，容易分解出有害物质，损害灯具。

某些类型的灌封胶和密封胶在凝固过程中，会分解出少量化学液体或气体，如灯珠旁的胶体分解物对灯珠荧光粉的损害，导致色温漂移，或侵害LED 芯片，或分解出与透明 PC 塑料发生化学反应、破坏 PC 结构的物质，等等。这是胶体应用中潜在的危害，设计时必须向胶体制造商充分了解其化学和物理性能，并测试验证。

密封胶在灯具外壳结构的粘结密封中，受热胀冷缩影响最大，特别是大型灯具，不同材料的线 胀系数差异较大，热胀冷缩不断拉扯，极易出现裂缝。因此，材料防水设计的防水能力主要靠电路板灌封。

材料防水的生产工艺流程较长，1个灌胶凝固周期需要24 h，有些产品设计较复杂，甚至需要2～3个灌胶周期，导致出货周期较长，大量占用生产场地，而且生产环境较脏。胶体凝固后产品返修很麻烦。

总结

无论结构防水还是材料防水，对于户外灯具长期工作稳定、低故障率的需求，单一的防水设计很难达到极高的可靠性，渗水的潜在隐患仍然存在。因此，户外 LED 灯具的设计，应该灵活运用防水技术，把结构防水与材料防水技术的优点结合起来，扬长避短，以保证 LED 电路长期稳定工作。

后记：
对于户外照明，我们考虑的要比室内照明多得多，因为外部环境对LED灯具的影响实在是太大了，所以我们一定要考虑全面，这样才能避免户外 LED 灯具频繁地损坏。