LED路灯运用的开展现状与技能剖析(图)
LED 作为路灯的光源，它和传统路灯光源比较有许多长处。其一，LED 是一种半导体二极管，它的寿数十分长。当光通量衰减到80%时，其寿数到达了25000 小时。而金属卤化物灯的寿数在6000~12000 小时，高压钠灯的寿数是12000 小时。其二，LED 的根本结构是一块电致发光的半导体资料，放置在一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到维护内部芯线的作用，所以LED 的抗震功能好。其三、白光LED 的光色比高压钠灯好。在中间视觉水平下，人眼在高色温环境里比低色温环境更简单区别事物。白光LED 的显色性也比高压钠灯好许多，高压钠灯的显色指数只要20 右左，而白光LED 能够到达65~80。其四、LED 能完结较完美的调光功用。因为LED 的作业规模较大，其光输出和作业电流成正比，因而能够减小电流的方法来调光。别的，因为LED 进行频频开关对其没有太大的损害，LED 的调光还能够选用脉冲宽度调理的方法来得到，经过调理电压的占空比和作业频率，能够有用调理LED 的发光强度。其五、在灯具的光学系统内，LED 光源的光通量丢失最小。与传统光源不同，LED 是半空间发光的光源。高压钠灯或金属卤化物灯是全空间发光的光源，需求将一个半空间的出射光线改动180°方向投向另一半空间内。当咱们依靠反射器来完结时，反射器对光线的吸收和光源自身的挡光是不可避免的。而运用LED 作为光源，不会存在这方面的丢失，光线的利用率比传统光源高。终究，LED 光源不含有害金属汞，不象高压钠灯或金属卤化物灯在报废时对环境形成损害。
夜晚来暂时，你驾车行进在马路上，路灯忠实地陪同你，使你安全地回家。路灯带给你的视觉舒适感触首要来源于路面的亮度比较均匀，然后马路两头的人或物也能看见，使你能了解可能会突发的情况。路灯的照明到达了上述的要求时，它的配光必定是合理的。因而，假如你运用LED 路灯时，尽管它拥用较好光色、寿数长、调光功用等长处，它的配光水平依然是致关重要的。现在，LED 路灯刚刚起步，需求不断地完善，无论是路灯的光学结构规划，仍是散热技能，都还在不断改进中。
LED 路灯和运用传统光源路灯的光学规划方法是不同的。传统光源路灯是经过运用反射器将一个光源的光通量均匀分配到受照路面上。而LED 路灯的光源由十分多个LED 组成，经过规划每个LED 的投射方向，使受照路面取得均匀的照度。
现在，LED 路灯在次干路和支路上的运用远景十分好。次干路是城市中与骨干路结合组成路网，起集散交通作用的路途。次干路的照度要求到达15lx，照度均匀度0.4，均匀亮度要求到达1.0cd/m2，亮度总均匀度0.4，亮度纵向均匀度0.5，阈值增量≤10。到达节能水平的LED 路灯，在照明质量到达以上要求的一起照明功率密度应小于国家规范的规则，当车道数≥4 条时，照明功率密度≤0.70，车道数<4 条时，照明功率密度≤0.85。为满意上述要求，LED 路灯的配光形状应有严厉的要求。在马路的纵向，光束应投射到较远的当地，使得灯具的距离增大。在路灯的下方，光强应是最小的，跟着仰角γ 增大，光强I′增大。当I′和γ 满意必定的函数联系时，路面能得到均匀的照度。此函数联系如下：
当然，因为光学规划的复杂性，配光形状难以完全契合此函数联系，能够减小γ 角的投射规模，削减灯距离来得到均匀的照度。在马路纵向，最大光强度的投射方向与马路纵线应成必定的视点c，视点c 的巨细决定于马路的宽度，见图2。
在垂直于马路的方向上，路灯的配光曲线形状也能够按这个函数联系规划，γ 角的规模决定于马路的宽度(c=90º)和人行道的方位(c=270º)，见图3。
现在，在许多工厂规划的LED 路灯中也不乏有配光姣好的比方。比方图4 是一款120WLED 路灯的配光曲线。它的最大光强经过c 角15°，γ 角57.5°。c=0°、180、15°的配光曲线的形状接近于公式1 的函数联系式。此灯具用在四车道的次干路上，双侧对称安置，当灯杆高度为8 米，灯具距离30 米时，照明质量契合国家关于路途照明规范的要求，成果如表1。其照明功率密度(LPD)是0.70，也到达了对高压钠灯路灯的照明功率密度要求。
前面提到过LED 光源的半空间发光的特色，LED 光源在灯具内运用，光源光通量的丢失比高压钠灯或金属卤化物灯少。就现在来讲，LED 光源的光效达不到高压钠灯或金属卤化物灯的水平，即相同功率的光源，光通量没有高强度气体放电灯高。可是，因为LED 光源的半空间发光的特色，使得LED 灯具的光通量输出能够接近于高强度气体放电灯灯具水平。当路灯将光线照射到路面上，光线的投射方向只存在半个空间。高强度气体放电灯的发光空间占有了整个空间，见图5(a)。假如没有灯具，光源的上半空间光线悉数糟蹋。运用灯具，反射器能够将上半空间的光线反射到下半空间内，但反射器对光线的吸收作用，以及光线反射时遭到光源自身的遮挡转换成热能，或反射器对光线二次反射的再吸收，光源的一部分光线丢失了。
灯具功率是反映光源光线丢失程度的参数。从小功率高压钠灯路灯(70W~150W)光度功能情况来看，灯具功率一般处于65~75%的水平。以100W 高压钠灯为例，也便是说即便光源的光通量到达8000lm，路灯的光通输出有5200lm~6000lm。LED光源在这方面是具有优势的，LED 的发光只存在于半个空间，见图5(b)，在不必灯具的情况下，也能将光线100%投射到路面。对灯具需求规划的是在较小的视点规模内改动光线的投射方向，在这个过程中，光的丢失是细小的。现在，LED 路灯的光效到达了40~50lm/W，以100WLED 路灯为例，灯具光通量输出能够到达4000~5000lm。现在，LED 路灯才刚刚起步，信任不断地加强规划力气，路灯的配光会愈加优化，终究到达完美。
现在，LED 路灯还不能用于骨干路。骨干路是衔接城市各首要分区的干路，采纳机动车与非机动车分隔方式。机动车在骨干路上的行进速度比次干路快，照明水平比次干路高。骨干路的照度要求到达30lx，照度均匀度0.4，均匀亮度要求到达2.0cd/m2，亮度总均匀度0.4，亮度纵向均匀度0.7，阈值增量≤10。到达节能水平的路灯，应在照明质量应到达以上要求的一起照明功率密度应小于国家规范的规则，当车道数≥6 条时，照明功率密度≤1.05，车道数<6 条时，照明功率密度≤1.25。骨干路上大多运用250W 或400W 高压钠灯路灯，250W或400W 高压钠灯的光源光通量到达28000lm(250W)和48000lm(400W)。这种大功率路灯的灯具功率一般在75~85%之间，因而，灯具的光通量输出最低也有21000lm。以一盏250W高压钠灯路灯为例，灯具功率83.5%，配光曲线如图6 所示，其最大光强经过c 角10°，γ角70.0°。c=0°、180、10°的配光曲线的形状杰出。这款路灯可运用在四至六车道的骨干路，路面照明质量成果如表2。现在，光通量小是LED 路灯不能运用在骨干路上的首要原因。不同光通量层次的灯具应运用在不同等级的路途，不然，达不到节能的作用。
LED 作为新光源，应在照明设备中充分利用它的长处，改进它的缺陷。LED 是嵌入照明用具中运用的，因为LED 芯片的发热量大，在做成大功率灯具时遇到了困难。各公司现在正在尽力处理的课题之一便是“散热”。虽然发光功率越来越高，但LED 芯片的发热量依然很大。假如采纳散热办法，LED 芯片的温度就会过高、导致芯片自身及封装树脂功能的恶化，然后终究引起发光功率的下降和寿数的缩短。LED 最重要的功能便是“长寿数”，为了不影响这一目标，就需求设法将芯片上发作的热量散出去。改进LED 的发热问题是霸占大功率照明灯具的要害。
表2
关于LED 灯具的节能情况，关于不同的产品运用类型应区别知道。与传统光源比较，白光二极管不如单色光二极管在节能上有杰出的奉献。开端LED 用作仪器仪表的指示光源，后来各种光色的LED 在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛运用，发作了很好的经济效益和社会效益。以12 英寸的赤色交通信号灯为例，本来是选用低光效的140 瓦白炽灯作为光源，它发作2000 流明的白光。经赤色滤光片后，光丢失90%，只剩下200 流明的红光。
而在新规划的交通信号灯中，选用了18 个赤色LED 光源，包含电路丢失在内，共耗电14瓦，即可发作相同的光效。轿车信号灯也是LED 光源运用的重要范畴。1987 年，我国开端在轿车上装置高位刹车灯，因为LED 呼应速度快(纳秒级)，能够及早让跟随车辆的司机知道行进情况，削减轿车追尾事端的发作。白光二极管灯具的节能首要体现在小功率的、本来运用白炽光源的灯具，比方手电筒、筒灯等。LED 路灯一直在不断进步，脚步越走越快。期望在不远的将来，LED 路灯以优异的体现更广泛出现在城市的头绪中。
