LED路灯规划现在面对的技能难点
输出功率及光通量、二次光学规划、散热规划和电源体系规划是LED路灯规划现在面对的技能技能难点。
1、输出功率及光通量
输出功率及光通量进步还需求从大功率白光LED的外延技能、芯片工艺等根底层次进一步提高。在二次光学规划方面,LED的辐射方法有朗伯型、侧射型、蝙蝠翼型和聚光型几种。在路途照明范畴,依据规划经历朗伯型和蝙蝠翼型比较适用,经过二次光学规划,使得LED的光照规模、光度曲线契合路途照明的需求。
现在LED在路途灯具中运用的最遍及方法主要是在灯具内,在一个简直是平板的装置面(也是反光面)上,装上了矩阵式的LED,这种规划方法是不或许得到杰出的灯具配光的。
现在照明用LED的最大特色是具有定向发射光的功用,由于现在功率型LED简直都装有反射器,而且这种反射器的功率都显着高于灯具的反射器功率。别的,LED的光效检测时现已包括了自身反射器的功率。选用LED的路途灯具应尽或许地运用LED的定向发射光的特性,使路途灯具中的各个LED别离直接把光线射向被照路面的各个区域,再运用灯具反射器的辅佐配光,来完成很合理的路途灯具的归纳配光。
应该说,路途灯具要真实做到契合CJJ45-2006和CIE31以及CIE115规范的照度和照度均匀度要求,灯具内应包括三次配光的功用才干比较好地完成。,而带反射器的而且具有合理的光束输出视点的LED自身就具有杰出的一次配光功用。在灯具内,能依照路灯具高度及路面宽度规划各个LED的装置方位和发射光的方向就能完成杰出的二次配光功用。在此类灯具中的反射器,只作为辅佐的三次配光手法,来确保路途照度更好的均匀度。
在实践的路途照明灯具的规划中,可选用在根本设定每一个LED设射方向的前提下,把每一个LED用球形万向节固定在灯具上,当灯具运用于不同的高度和照耀宽度时,可经过调整球形万向节使每一个LED的照耀方向都到达满意的成果。在确认每一个LED的功率、光束输出视点时,可依据E(lx)=I(cd)/D(m)2(光强和照度间隔平方反比规律),别离计算出各LED在根本选定光束输出视点时应该具有的功率,而且能够经过调整各LED的功率以及LED驱动电路输出给每一个LED不同的功率来使每一个LED的光输出都到达估计值。这些调整手法都是选用LED光源的路途灯具所特有的,充分运用这些特色就能完成在满意路途路面的照度和照度均匀度的前提下下降照明功率密度,到达节能的意图。
2、LED路灯的散热
LED路灯的散热是需求要点处理的问题之一,不只直接关系到LED实践作业时的发光功率,而且由于LED路灯亮度要求高、发热量大,而且野外这种运用环境比较严苛,假如散热不好会直接导致LED快速老化,稳定性下降。由于在野外运用的路途灯具,应具有必定等级的防尘防水功用(IP),杰出的IP防护往往会阻碍LED的散热。处理这个彼此对立但又都得处理的两个问题是路途灯具规划时应重视的一个重要方面。在这一方面也是国内把LED应用于路途灯具中时出现不合格及不合理的状况最多的。国内现在运用中出现的不合格及不合理的状况根本有:
(1)对LED选用了散热器,但LED连线的接线端子及散热器的规划无法到达IP45及以上等级,无法满意GB7000.5/IEC6598-2-3 规范的要求。
(2)选用一般的路途灯具外壳,在灯具出光面内用矩阵式LED,这种规划虽然能满意IP实验,可是由于灯具内的不通风会形成在作业时,灯具内腔的温度会升高到50℃~80℃,在如此高的工况下,LED的发光功率是不或许高的,一起LED的运用寿命也将大打折扣计,实践上存在显着的不合理状况。
(3)在灯具内选用了外表电扇对LED及散热器进行散热,其进风口规划在灯具的下方,以避免雨水的进入,出风口规划鄙人射LED光源的四周。这样也能有用避免雨水的进入,别的散热器和LED(光源腔)不处于同一空腔内,这种规划如做的好,按灯具的IP实验要求,能顺畅经过。这一计划,不只处理了LED的散热问题,而且一起满意了IP等级的要求。
可是这种看似杰出的规划,实践上存在显着的不合理状况。由于在我国绝大多数路途灯具的运用场合,空中的飞尘量是较大的,有时会到达很大(例如起沙尘暴),这类灯具在一般条件下运用一段时间后(约三个月至半年),其内部散热器的缝隙内就会塞满尘埃,使散热器效果大打折扣,最终还会使LED因作业温度过高而运用寿命显着缩短。这一计划的缺乏是在于不能耐久杰出地运用。
要统筹路途灯具中LED的散热及IP防护,较合理的规划指导思想是
a、在要害的散热方位,选用导热板。导热板是在金属板的内部,均布有供冷媒活动的细导管,并在细导管内充有冷媒,当导热板的某一部位受热时,细导管内的冷媒会快速活动而使热量迅速地传导。好的导热板的热传导系数能够到达同厚度铜材板的8~12倍,虽然价格较高,但如在要害部位运用,对LED的散热将起到事半功倍的效果。
b、把灯具的外壳规划成散热器状。现在大部分的路途灯具外壳是铝材的,直接运用灯具外壳外面作为散热器既能够确保IP防护等级的要求,也能够得到很大的散热面积,别的,灯具外壳组成的散热器在有落尘时,能够经过天然的风雨而冲刷,然后可确保散热器作业的继续有用性。
3、LED路灯的电源体系
LED路灯的电源体系也与传统光源不同,LED所特需的恒流驱动电源,是确保其正常作业的一大柱石,简略开关电源的计划常会带来LED器材的损害。怎么使严密紧缩在一起的一组LED安全、可靠地作业也是调查LED路灯的一个目标。
LED对驱动电路的要求是能确保恒流输出的特性,由于LED正向作业时结电压相对改变区域很小,所以确保了LED驱动电流的稳定也就根本确保了LED输出功率的稳定。关于我国电源电压供给不稳定的现状,路途灯具LED的驱动电路具有恒流输出特性是十分必要的,可确保光输出稳定而且避免LED的超功率运转。
要想使LED驱动电路出现恒流特性,从驱动电路的输出端向内看,其输出内阻抗必定是高的。作业时,负载电流也相同经过这一输出内阻抗,假如驱动电路由降压、整流滤波后加直流恒流源电路或通用的开关电源加电阻电路组成,在其上必定也耗费很大的有功功率,所以此两类驱动电路在根本满意恒流输出的前提下,功率是不或许高的。正确的规划计划是选用有源电子开关电路或选用高频电流来驱动LED,选用上述两种计划能够使驱动电路在坚持杰出的恒流输出特性的前提下,仍具有很高的转化功率。
现在我国的路途灯具,根本都选用HID光源加配触发器和电感镇流器的形式,这一形式虽然存在能效较低及频闪的问题,但其可靠性是很高的。而选用电子驱动电路的LED灯具,在野外照明场合运用时,要挟其可靠性的一个重要方面是雷电感应问题。
众所周知,空中的闪电发射的是一广谱的无线电波,而架空的路途灯具供电线路,是杰出的承受无线。两根电源线接纳的同一闪电宣布的无线电波,对驱动电路来讲是归于共模搅扰信号,这种共模搅扰对地可达数佰伏到数千伏,很简单击穿驱动电路内的EMC接地电容或较小的对地(对外壳)的电气空隙,形成驱动电路的损坏。