LED灯具在道路照明应用中的分析.doc

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1、LED灯具在道路照明应用中的分析一、LED光源及LED路灯灯具简介发光二极管，简称LED，是英文lightemittingdiode的缩写，其发光原理是利用固体半导体芯片作为发光材料，当两端加上正向电压，半导体材料的PN结中注入的少数载流子与多数载流子复合时引起光子发射而产生光，把电能直接转换为光能。LED作为一种固体光源，最初作为一种指示灯、显示板来使用，但目前随着技术的发展，已经能作为光源使用，它不但能够高效率地直接将电能转化为光能，而且拥有理论上最长达10万小时的使用寿命，同时具有环保无汞、色彩丰富

2、、可连续开关闪断、能实现0%~100%调光功能、输出光无频闪等诸多优点，成为高效、节能、环保的新一代光源的发展趋势。LED路灯灯具是一个集LED光源技术、LED灯的控制装置技术、LED模块连接器技术和灯具设计技术于一身的产品。大功率LED灯具运用于道路照明是近年来照明行业关注的焦点。为推动节能减排，有效引导半导体照明应用的健康快速发展，国家科技部于2009年3月推出了“十城万盏”计划，这一举措更加速了大功率LED灯具的发展与升级，促进了LED灯具在各大城市路灯工程中的快速运用。各地方政府纷纷在照明工程中使

3、用LED路灯作为节能减排的一项重要工作。由于LED灯具是一种新生产品，在许多技术方面还存在着很多问题没有解决，致使许多采用LED灯具的道路路灯产生照度、均匀度、使用寿命达不到相关标准，同时由于LED灯具无国家统一标准，各厂家生产的LED灯具五花八门，相互之间不能通用，致使路灯养护单位对LED灯具的维修产生困难。二、LED光源较传统光源的优点1、超长寿命：LED光源属于固体冷光源，环氧树脂封装，灯体内也没有松动的部分，不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点，理论上使用寿命可达5万~10万小时，意味着每年点灯

4、4150小时，可以有12~24年晚维护的理论保障，比传统光源寿命长5~10倍。2、绿色环保：LED光源中不含水银，不会造成环境污染；光谱中没有紫外线和红外线，不会破坏文物，而且废器物可回收。3、安全可靠：LED光源供电电压在6~24V之间，比较安全，特别适用于公共场所。4、显性色高：LED光源的显色性较高压钠灯高很多，高压钠灯显色指数只有23左右，而LED光源显色指数达到75以上，从视觉心理角度考虑，达到同等亮度，LED灯具的光照度平均可以比高压钠灯降低20%以上（参照英国道路照明标准）。4、LED光源能

5、瞬时启动，而且颜色丰富，非常适合颜色要求变换，能瞬时开关的场合。5、LED光源单颗体积小，组合性较强，设计空间非常大，能充分发挥在建筑物结构空间的点照明、面照明、线照明以及局部特写，非常适合景观艺术照明、隐藏照明。6、LED光源耐冲击，耐震动，不易破碎。三、目前LED灯具存在的主要问题1、灯具光效较传统灯具要低光源发出的光经灯具反射后，并不是全部投射于需要照射的路面，因为一个灯具有效效能的概念。所谓灯具有效效能就是指灯具输出有用的光通量与输入的电功率之比。LED灯具有效效能=LED光源光效*结温引起的光衰

6、*透光率*驱动功耗*灯具光线利用系数。以目前普通的LED光源光效90LM/W为例：LED灯具有效效能=90LM/W*0.85*0.9*0.85*0。9=52.7LM/W传统灯具有效效能=传统光源光效*灯具光线利用系数÷(1+镇流器功耗)以150W高光效钠灯光效110lm/W为例，现在的灯具效率一般在0.7以上，考虑到光线不能全部照射在目标平面上，利用系数取0.6，则：钠灯灯具有效效能=110lm/W*0.6÷(1+20%)=55lm/W钠灯功率越高，光效越高。250W高光效钠灯光效为120LM/W,400

7、W高光效钠灯光效为140LM/W，即功率越高，钠灯灯具有效效能就会越高。从以上的两个有效效能数值看，用LED灯具替代传统灯具，达不到节能目的。而且功率越高，LED与钠灯的差距越大。2、配光设计不合理：LED灯具的配光设计是LED灯具的难点之一，目前LED灯具的配光技术已经有了很大的发展，现在有一些实力较强的厂家已经开发出良好的二次配光系统，而不再是单纯依靠光源排列来配光，LED灯具二次光学设计也基本合理，投向目标照射的有效光通量和传统灯具基本接近。但综合来看，现有的LED灯具虽然经过了一定的优化设计，配光

8、还不能做到完全合理，但经现场实测发现，有些在道路内则的配光较亮，均匀度也能满足要求，但有些则在灯下较暗，人行道侧环境光的亮度明显不足，设计人员还要加强对常规高品质路灯灯具和道路照明标准研究和理解。3、散热困难：LED在工作过程中会放出大量的热量，使管芯结温迅速上升，LED功率越高，发热效应越大。LED芯片温度的升高将导致发光器件性能的变化与电光转换效率衰减，严重时甚至失效，根据实验测试表明：白光LED的光效随结温的升高而下降，