優化亮度驅動電路，強化公共照明優勢

高亮度LED元件，已廣泛用於街燈、路燈設計。OSRAM

LED照明應用雖具備環保、高效能、節能等優勢，但LED初期應用多為指示性燈號用途，轉作照明應用必須在LED光源元件驅動電流提升，強化元件本身特性與驅動電路的驅動能力，而作為照明燈具用途，LED的光型、光色與發光穩定性等諸多表現，又必須一一以燈具標準重新檢核...

最初的LED材料用途，一般僅作為電子設備的電源燈號或指示燈號，因LED元件體積極小，可以使用表面黏著技術於生產站中快速打件、焊料，發展延伸日常照明應用也是最近幾年才開始出現跳躍式的技術進展。

LED導入公眾照明應用 具顯著節能效益

LED元件轉作照明光源，其關鍵點在於LED元件的亮度優化設計，這是達到照明應用的第一步，這部份已有新穎的LED照明技術推出，亮度優化絕對是LED照明應用產品決勝的關鍵點，而在HB LED(High Brightness LED)元件產品相繼導入LED燈具設計，而使用HB LED雖可達到燈具要求的亮度表現，但對於LED燈具整體的照明亮度、輸出效果，仍須搭配周邊技術進行改善，尤其是LED照明用於戶外型路燈應用時，還須兼顧防水、耐候、防火/防自燃等安全考量問題。

LED照明應用最直接的效益即為節能，尤其對於高耗電的鈉燈、鹵素燈等戶外照明應用，導入LED光源可以收節約能耗之作用，尤其是傳統路燈應用為使用大量的高壓鈉燈達，雖然高壓鈉燈可以產生相當顯著的照明效果，但測試實證其能耗大多以高熱的形式消耗，實際的電-光轉換能效其實並不夠有效率，尤其在電費持續看漲的全球趨勢下，公眾照明產生的能耗會是能源消耗問題的大漏洞。

LED照明可取代高壓鈉燈、高耗能鹵素燈具

因此，在台灣已有開始於路燈、街燈等採行高壓鈉燈的公眾照明設備，正逐步採用LED環保光源測試改善其耗能問題，使用LED技術所產生的發光效果，雖然也一樣會產生元件高溫能源耗損問題，但實際上因為LED的發光效率極佳，透過重點散熱設計也能在相同照明水準下達到更少的能源耗用，加上LED半導體光源材料元件的壽命相當長，也可相對使得LED街燈、路燈維護成本降低。

但也是受限於LED材料特性，導致LED街燈、路燈出現新的技術瓶頸需要新技術改善，像是高壓鈉燈的驅動電路相當簡單，但LED光源的驅動電路就相對複雜許多，一方面LED元件為DC直流驅動元件，為達到提升發光效率必須增加驅動電流，而AC交流電轉換至DC直流電的轉換能效，也會影響LED公眾照明的整體應用能耗，驅動電路複雜化也會導致LED路燈的成本墊高。

此外，除成本問題，LED光源畢竟與高壓鈉燈特性不同，高壓鈉燈在工作週期上從使用到燈具故障所產生的照明表現相當穩定，但LED就較為不同，LED發光元件會隨著使用環境或材料特性產生光衰現象，一但進入較大幅度光衰期，白光LED燈具可能會因此出現色偏，這也是為什麼部分初期導入的LED路燈測試的路段，在使用過一段時期後照明光色會呈現偏藍或色偏問題，讓照明亮度與效果大打折扣。

因應LED發光原理特殊 燈具需再進行優化設計

LED光源元件要達到損壞狀態，並不會如高壓鈉燈、白熾燈直接因為燈絲熔毀而致使燈劇照明功能失效，LED的損壞進程是漸進式的型態，由亮度逐漸從100%輸出持續下滑直到達到元件失效水準，其實這種在照度的緩步衰弱、劣化，相較於照明燈具直接故障/失效特性，用於公眾照明會是一大利多，因為當發現LED照明設備故障時，因為燈具失效為漸進式發生並非完全失效，對於公務維修人員來說等於爭取到更多維護時間，可以更彈性、有效率地進行批量燈具維修與更換，維修改善不需太過急迫，反而是採計劃性批量照明設備進行定期維護、替換，增加不少維運彈性。

LED需提升單位發光效率 改善白光照明效果

另一個公眾照明的應用關鍵，即有效率地提升LED單位元件的發光效率，現有提升HB LED的眾多設計方案，大多是採用提高白光LED的輸出效能為目標，至於提升白光LED亮度表現的設計方法相當多，例如，應用亮度相對較高藍光LED材料基礎搭配光學封裝材混入YAG螢光粉體，改善二次光學的LED輸出色光調整至接近白光水準，另也有使用三色光混合方式設計，進而調配近似白光光色，亦或搭配GaN半導體材料來開發白光LED發光元件，不管是用什麼方案改善照明用LED的發光效率，前述方案已是具量產的技術選項與方案，HB LED在發光表現已有大幅進展。

而LED照明應用另一大技術亮點，其實就是LED元件本身的長壽命、高耐用度表現，但在路燈、街燈這類公眾照明應用環境，路燈為設置在空曠無遮蔭的戶外空間，設置環境較為嚴苛，燈具需能耐受風吹、日曬、雨淋，設備若無做好防水、防塵與散熱設計，將會使LED元件因為天候早晚溫差與惡劣裝設環境，使其使用壽命加速縮短，造成設備、材料維護的成本墊高。

LED路燈/街燈需在驅動電路優化 維持燈具使用年限

為讓LED公眾照明的使用效益提升，不只是LED光源本身的特性優勢，也必須在燈具設計與驅動電路上提供可讓LED照明系統維持正常使用壽命的效益，拉長使用年限也可擴增設備投入效益，藉由改善LED燈具的驅動電路優化，搭配燈具外殼的防水、散熱與防塵設計，使燈具的保護作用發揮，讓LED照明運行可在較佳環境下維持高效照明、同時確保系統維持較佳使用壽命表現。在驅動電路方面，LED路燈運行環境溫度自早到晚會產生劇烈環境溫差，劇烈溫度變化為每日反覆發生，這代表路燈的驅動與電壓轉換電路系統若設定4~5年汰換標準，即電子設備零組件就需要面對近2,000次的環境溫度劇烈變化，這將影響LED燈具驅動電路的元件選用條件，相關材料必須滿足整體壽命要求前提下的高穩定性、低功耗材料要求。

對於LED燈具可用的驅動電源方案其實選項相當多，目前有線性電源設計、線性恆流穩壓器CCR(constant current regulator)、 交換式電源設計、高壓交換式電源、功率因數校正控制器PFC(Power Factor Correction)等不同電源設計方案，但若是用於整合路燈應用，因為路燈與一般常規消費性照明產品不同，較不用考量需採常見規格的設計方案，反而可以針對路燈、街燈使用環境進行電子電路與照明特性最佳化應用條件進行優化。也就是說，與一般消費性LED照明不同，在LED街燈、路燈可用的機箱空間相對較大，自然可以選用效能較高的驅動電路設計，像是交換式電源、或更複雜的具功率因素校正控制器的電源設計均可，只是常見設計會朝向盡量避免使用容易損壞的被動元件，同樣採取減少離散元件使用的前提進行驅動電路的規劃設計。