隨著地球能源的不斷消耗和資源的貧乏,溫室效應(yīng)對(duì)人類的危害,,大氣環(huán)境對(duì)地球的嚴(yán)重污染,,國(guó)際上要求節(jié)能降耗的呼聲越來(lái)越高。當(dāng)今節(jié)約能源排在首位,,而道路照明約占整個(gè)照明用電量的30%,,與人們生產(chǎn)生活密切相關(guān)。城市鄉(xiāng)村道路將越開越多,、越開越寬,,需要大量各種節(jié)能燈具相配套,隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快,,綠色,、高效、節(jié)能,,長(zhǎng)壽命的LED路燈逐漸走入人們的視野,。目前,LED照明技術(shù)日趨成熟,,大功率 LED光源功效已經(jīng)達(dá)到 80 lm/W ,,城市路燈照明節(jié)能改造成為可能。
LED與傳統(tǒng)的照明燈不同,,它具有點(diǎn)光源,、高亮度、窄光束輸出等特點(diǎn),。因此對(duì)LED新型燈具的設(shè)計(jì)人員將提出更高的要求,。做LED路燈首先要考慮把有限的光通量充分的利用到有效的照射范圍。路燈要求是路面照明效果,,超出路面的空地不是路燈照明的方式,。因此,有效的控制光線的分布范圍,,使發(fā)光管發(fā)出的光成為一個(gè)長(zhǎng)條形光帶沿路面方向鋪展,,同時(shí)也要兼顧眩光的產(chǎn)生,在駕駛員觀看燈具的方位角上,,燈具在80°和90°高度角方向上的光強(qiáng)分別不得超過30cd/1000lm和10cd/1000lm,,且不管光源光通量的大小,其在90°角方向上的光強(qiáng)最大值不得超1000cd,。因此,,如果對(duì)出光角不加嚴(yán)格的控制就會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的眩光,某些高亮度LED產(chǎn)品甚至?xí)?duì)人體造成一定的光輻射危害,。
路燈照明是個(gè)系統(tǒng)工程,,要做好半導(dǎo)體路燈首先要清楚的認(rèn)識(shí)道路照明的標(biāo)準(zhǔn)及要求和常規(guī)照明燈具的配光原理,,球形面光的反射器和點(diǎn)光源的合理配光差別之處,優(yōu)劣的互補(bǔ),,充分發(fā)揮LED點(diǎn)光源光束角的可控性優(yōu)點(diǎn)及冷光源長(zhǎng)壽命的優(yōu)勢(shì),。
半導(dǎo)體LED光源結(jié)構(gòu)上和光學(xué)特性上有自身的特點(diǎn),因此,,半導(dǎo)體路燈應(yīng)該按照這些特點(diǎn)設(shè)計(jì)燈具,,當(dāng)今有些廠家采用傳統(tǒng)燈具外殼換個(gè)半導(dǎo)體的燈芯,用過渡傳導(dǎo)方式散熱是做不出好燈的,。問題是燈體外部造型要結(jié)合發(fā)光管的散熱,,而散熱是靠面積,現(xiàn)有常規(guī)照明燈具的表面積是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的“焦耳熱定律”是要具備良好的自然空氣對(duì)流環(huán)境,。LED產(chǎn)品的工作溫度基本要控制在65℃以下(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)為80℃,,當(dāng)LED工作溫度達(dá)到85℃時(shí),光通量將下降一半,;波長(zhǎng)變長(zhǎng),,即紅移;超過90℃即有燒毀的危險(xiǎn)),。發(fā)光管的安裝,、科學(xué)合理的光學(xué)配光、燈體的密封等是十分重要的,。同時(shí),所設(shè)計(jì)的燈體結(jié)構(gòu)還要有利于大批量工業(yè)生產(chǎn),。
發(fā)光管的散熱是半導(dǎo)體燈要重點(diǎn)解決好的問題,。發(fā)光管是冷光源,不象氣體放電燈那樣產(chǎn)生灼熱的高溫,,但是,,當(dāng)今LED發(fā)光管光效的局限性本身也存在熱能其自身耐溫能力有限,所以必須將發(fā)光管工作時(shí)產(chǎn)生的熱量有效的散發(fā)到空氣中去,,保證發(fā)光管工作在安全的溫度下,,這樣半導(dǎo)體燈才能真正的體現(xiàn)出長(zhǎng)壽命的優(yōu)勢(shì)。
LED路燈選用發(fā)光管很重要,,當(dāng)今一些廠家使用集成封裝10W以上單顆,,組合制作路燈,存在光學(xué)配光難,、易產(chǎn)生眩光,、整體散熱困難等缺陷。也有用3W~5W的模塊,,其發(fā)光管計(jì)每瓦光效低,,也存在整體散熱問題,,與單顆1W相比同等光通量下價(jià)格優(yōu)勢(shì)也不明顯。綜合考慮,,選用大功率1W發(fā)光管比較合理,。從目前大功率發(fā)光管的技術(shù)水平來(lái)看,1W光效比較高,,用于照明節(jié)能優(yōu)勢(shì)明顯,,目前選用1W做路燈光源較為合理。
LED的光色選用也是一個(gè)值得重視的要素,。在道路照明的發(fā)展中,,存在著黃光和白光的使用比較。黃光就是現(xiàn)在主流的高壓鈉燈,,因?yàn)樗?jīng)濟(jì)節(jié)能,,同時(shí)又有著優(yōu)異的透霧性能,所以目前成為我國(guó)主流的路燈選擇,。雖然如此,,黃光卻也有著其先天不足:那就是色彩還原能力差。人們有這樣的感覺,,在鈉燈光下,,任何被照物的顏色都是偏黃而失真的。
白光的追求目標(biāo)是自然陽(yáng)光,。因?yàn)樗兄詈玫纳时憩F(xiàn)能力,,而陽(yáng)光又是一種偏暖的白光。所以,,如果能做到和日光相似的白光,,同時(shí)又能兼顧到黃光的經(jīng)濟(jì)節(jié)能的優(yōu)點(diǎn),那將是理想的夜間照明選擇,。白光的前期是金鹵燈,,盡管它擁有比黃光高幾倍以上的色彩表現(xiàn)能力,但是因?yàn)橥胳F性能差,、有效壽命低等一些難以克服的技術(shù)問題而沒有得到大規(guī)模的應(yīng)用,。而LED光源制作則可彌補(bǔ)這一缺陷。在LED光源的色溫使用選擇上放在3500K左右較為合適,,在明視覺和舒適度上符合照明要求,。而且在當(dāng)今LED的光效發(fā)展及性價(jià)比上是可行的,適合LED路燈的大面積推廣,。
對(duì)使用6000K以上的白光做路燈光源持有不同觀點(diǎn),,特別是做大功率160W以上,在快速路使用需持謹(jǐn)慎態(tài)度。按國(guó)家道路照明標(biāo)準(zhǔn),,快速路,、主干路必須采用截光型或半截光型燈具。
截光型燈具:燈具的最大光強(qiáng)方向與燈具向下垂直軸夾角在0°~65°之間,,90°角和80°角方向上的光強(qiáng)最大允許值分別為10cd/1000lm和30cd/1000lm的燈具,。且不管光源光通量的大小,其在90°角方向上的光強(qiáng)最大值不得超過1000cd,。
半截光型燈具:燈具的最大光強(qiáng)方向與燈具向下垂直軸夾角在0°~75°之間,,90°角和80°角方向上的光強(qiáng)最大允許值分別為50cd/1000lm和100cd/1000lm的燈具。且不管光源光通量的大小,,其在90°角方向上的光強(qiáng)最大值不得超過1000cd,。
因快速路道路長(zhǎng),路幅寬,,車流量大,,車速快,對(duì)視覺靈敏度要求高,。所以在照度,,色溫,道路上的亮度均勻度,,眩光等指標(biāo)要求高,。而為了要和400W高壓鈉燈去比,一味的去要求大功率,,高亮度,。且當(dāng)今LED不論是在光效還是在散熱成本上都有難度,性價(jià)比上推廣也難,。