据调查,在LED路灯工程中安装的几十万只LED路灯,普遍的热平衡后光效 40-60 lm/W,80%的产品2000h的光通维持率也只有80%左右。而研制成功应用的稀土大功率LED灯具热平衡后光效达到90 lm/W以上,其技术数据水平也超过发改委、建设部和交通部三部委联合发布的《半导体照明产品技术要求》2010版规定的光效大于85 lm/W和光通维持率10000h大于86%的要求。
　　
　　一、结构模式对比
　　
　　1、整体灯具结构对比
　　单片式LED灯具巧妙的将散热器和灯壳一体化设置,然后将LED光源固连于灯壳散热器导热基板,配光透镜与导热基板间形成的光源腔防护等级IP67,因此可以省略灯壳以及灯罩,灯具由灯壳散热器、LED光源、配光组件和驱动电源四大部件构成,最大限度地简化灯具结构,降低成本。
　　稀土大功率LED灯具除了结构简化外还集成了以下技术:散热器与灯壳一体化散热结构,单片式结构,使灯具完全裸露在环境空气中,无蓄热空腔存在;稀土合金材料制作的散热器导热率高热阻低,稀土合金均温板结构设计使热量散发均匀,无高温区域;不同导热材料之间的精密配合技术和热变形模数匹配技术,使接触紧密、热阻低;使用高效导热介质材料,降低接触面热阻;运用空气动力学以及热力学原理设计穿孔立体网格状散热器形成“烟囱式”散热方式,加速空气对流循环,同时过孔结构使灰尘无处依附,保证了散热片与空气的直接接触面积;纳米的热辐射涂层,增加了灯具的热辐射能力。
　　2、光源封装结构对比
　　传统LED光源一般多为Ф5系列或瓦级单颗LED封装而成,功率和光通均较小,应用于大功率照明时就需多颗阵列排列实现大功率要求。其封装结构如图所示,透镜一般采用树脂材料制成,而树脂材料随着时间、温度以及紫外线的影响会变质发黄,引起LED光源光衰。
　　铜基镀银集成光源模块采用集成芯片封装技术在约2.5×2.5 cm的面积上实现单颗LED光源百瓦级、光通量可达10000lm以上,光源发光效率大于 100 lm/w,工作寿命大于50000小时。通过配光透镜的组合,使光照范围可控,照度均匀度高。
　　多颗集成封装时采用多颗LED光源集成封装在模块支架内实现照明用大功率要求。由于仅把LED晶粒集成封装,未从材料选用以及散热结构上多加改进,反而使光源的光效降低、结温升高、寿命缩短,光衰更为严重。
　　而先进的陶瓷基集成光源和室温液态金属集成光源,产品综合应用了稀土荧光粉、稀土陶瓷LED封装基板、稀土室温液态金属等新材料和工艺。
　　稀土荧光粉:实现荧光粉的激发波长与芯片的发射波长相匹配,大大提高光转换效率;稀土离子激活荧光粉材料,增加了稳定性,提高LED的光色质量和光效。
　　稀土陶瓷LED封装基板:采用高导热性能的稀土陶瓷LED封装基板代替传统的金属基板,减少热应力变形,提高LED光源的可靠性。
　　稀土室温液态金属:采用低热阻的稀土室温液态金属,取代传统的固晶银胶和导热膏做粘接剂和填充剂,打破了大功率LED光源到散热器的导热瓶颈,使LED晶片的结温接近散热器温度;
　　3、配光透镜结构对比
　　传统配光透镜一般树脂材料模压成型,适用于单颗封装LED光源的配光,新型配光透镜由光学玻璃制作而成,材料中添加稀土元素,降低透镜对光的吸收和修正折射率,减少光的色散;同时,在光学玻璃透镜上镀稀土化合物增透膜和减反射膜,增加光的透过率,减少光损和因透镜材料引起的光衰,为是灯具适合不同场合的配光要求,如下列几款产品:
　　


　　
　　二、稀土新材料的应用及其解决的技术问题
　　
　　在大功率LED灯具设计制造的几个关键环节上创新性地集成应用了稀土材料技术,成功地将各种优秀的稀土材料技术集成运用于LED中、下游产品。逐一地攻克大功率LED灯具的光效、光衰、配光、光色、导热、散热、可靠性等LED照明灯具中的关键技术,形成了科学的系统解决方案。
　　① 在LED封装荧光粉中掺入稀土元素,实现荧光粉的激发波长与芯片的发射波长相匹配,大大提高光转换效率。采用低热阻的稀土室温液态金属,取代传统的固晶银胶和导热膏做粘接剂和填充剂,打破了大功率LED光源到散热器的导热瓶颈,使LED晶片的结温接近散热器温度;采用高导热性能的稀土陶瓷LED封装基板代替传统的金属基板,减少热应力变形,提高LED光源的可靠性。
　　② 在配光透镜的光学玻璃材料中添加稀土元素,降低透镜对光的吸收和修正折射率,减少光的色散;同时,在光学玻璃透镜上镀稀土化合物增透膜和减反射膜,增加光的透过率,减少光损和因透镜材料引起的光衰;
　　③ 采用稀土合金材料制作灯具散热器,稀土散热器的材料导热能力比普通铝合金提高2倍以上,解决大功率LED灯具的世界性散热难题;采用新型具有吸热快和红外辐射散热性能强的稀土纳米油漆代替传统灯具外壳的喷塑和油漆材料,极大地提高热发散能力。