中心議題:

• LED路燈製作的要點及思路分析

解決方案:

• 主幹路須采用截光型或半截光型燈具
• 在製作時考慮光學分析和散熱分析

suizhediqiunengyuandebuduanxiaohaoheziyuandepinfa
，wenshixiaoyingduirenleideweihai，daqihuanjingduidiqiudeyanzhongwuran，guojishangyaoqiujienengjianghaodehushengyuelaiyuegao。dangjinjieyuenengyuanpaizaishouwei
，erdaoluzhaomingyuezhanzhenggezhaomingyongdianliangde30％，與人們生產生活密切相關。城市鄉村道路將越開越多、越開越寬，需要大量各種節能燈具相配套
，隨著我國城市化進程的加快，綠色

、高效
、節能
，長壽命的 LED 路燈逐漸走入人們的視野。目前，LED 照明技術日趨成熟
，大功率LED光源功效已經達到100 lm/W以上 ，城市路燈照明節能改造成為可能。
 
針zhen對dui整zheng個ge朝chao陽yang產chan業ye的de商shang機ji，為wei了le抓zhua住zhu時shi機ji
，搶qiang占zhan更geng多duo的de市shi場chang，創chuang造zao更geng多duo的de效xiao益yi
，許xu多duo燈deng具ju公gong司si都dou在zai爭zheng相xiang開kai發fa各ge種zhong道dao路lu燈deng具ju來lai滿man足zu用yong戶hu的de需xu要yao，甚shen至zhi一yi些xie原yuan來lai不bu生sheng產chan照zhao明ming產chan品pin的de企qi業ye也ye紛fen紛fen上shang馬ma，但dan由you於yu照zhao明ming知zhi識shi的de感gan悟wu層ceng次ci差cha異yi
，造zao成cheng了le現xian在zai的de半ban導dao體ti燈deng具ju產chan品pin混hun亂luan局ju麵mian，一yi些xie企qi業ye產chan品pin還hai走zou入ru了le誤wu區qu
，給gei終zhong端duan客ke戶hu帶dai來lai了le很hen大da的de負fu麵mian影ying響xiang。

LED與傳統的照明燈不同

，它具有點光源、高亮度、窄光束輸出等特點。因此對LED新型燈具的設計人員將提出更高的要求。做LED路(lu)燈(deng)首(shou)先(xian)要(yao)考(kao)慮(lv)把(ba)有(you)限(xian)的(de)光(guang)通(tong)量(liang)充(chong)分(fen)的(de)利(li)用(yong)到(dao)有(you)效(xiao)的(de)照(zhao)射(she)範(fan)圍(wei)。路(lu)燈(deng)要(yao)求(qiu)是(shi)路(lu)麵(mian)照(zhao)明(ming)效(xiao)果(guo)，超(chao)出(chu)路(lu)麵(mian)的(de)空(kong)地(di)不(bu)是(shi)路(lu)燈(deng)照(zhao)明(ming)的(de)方(fang)式(shi)。因(yin)此(ci)，有(you)效(xiao)的(de)控(kong)製(zhi)光(guang)線(xian)的(de)分(fen)布(bu)範(fan)圍(wei)，使(shi)發(fa)光(guang)管(guan)發(fa)出(chu)的(de)光(guang)成(cheng)為(wei)一(yi)個(ge)長(chang)條(tiao)形(xing)光(guang)帶(dai)沿(yan)路(lu)麵(mian)方(fang)向(xiang)鋪(pu)展(zhan)
，同(tong)時(shi)也(ye)要(yao)兼(jian)顧(gu)眩(xuan)光(guang)的(de)產(chan)生(sheng)，在(zai)駕(jia)駛(shi)員(yuan)觀(guan)看(kan)燈(deng)具(ju)的(de)方(fang)位(wei)角(jiao)上(shang)，燈(deng)具(ju)在(zai)80°和90°高度角方向上的光強分別不得超過30cd/1000lm和10cd/1000lm，且不管光源光通量的大小，其在90°角方向上的光強最大值不得超1000cd。因此
，如果對出光角不加嚴格的控製就會產生強烈的眩光，某些高亮度LED產品甚至會對人體造成一定的光輻射危害。

路(lu)燈(deng)照(zhao)明(ming)是(shi)個(ge)係(xi)統(tong)工(gong)程(cheng)

，要(yao)做(zuo)好(hao)半(ban)導(dao)體(ti)路(lu)燈(deng)首(shou)先(xian)要(yao)清(qing)楚(chu)的(de)認(ren)識(shi)道(dao)路(lu)照(zhao)明(ming)的(de)標(biao)準(zhun)及(ji)要(yao)求(qiu)和(he)常(chang)規(gui)照(zhao)明(ming)燈(deng)具(ju)的(de)配(pei)光(guang)原(yuan)理(li)，球(qiu)形(xing)麵(mian)光(guang)的(de)反(fan)射(she)器(qi)和(he)點(dian)光(guang)源(yuan)的(de)合(he)理(li)配(pei)光(guang)差(cha)別(bie)之(zhi)處(chu)
，優(you)劣(lie)的(de)互(hu)補(bu)
，充(chong)分(fen)發(fa)揮(hui)LED點光源光束角的可控性優點及冷光源長壽命的優勢。

半導體LED光源結構上和光學特性上有自身的特點，因此，半導體路燈應該按照這些特點設計燈具，當今有些廠家采用傳統燈具外殼換(huan)個(ge)半(ban)導(dao)體(ti)的(de)燈(deng)芯(xin)
，用(yong)過(guo)渡(du)傳(chuan)導(dao)方(fang)式(shi)散(san)熱(re)是(shi)做(zuo)不(bu)出(chu)好(hao)燈(deng)的(de)。問(wen)題(ti)是(shi)燈(deng)體(ti)外(wai)部(bu)造(zao)型(xing)要(yao)結(jie)合(he)發(fa)光(guang)管(guan)的(de)散(san)熱(re)，而(er)散(san)熱(re)是(shi)靠(kao)麵(mian)積(ji)
，現(xian)有(you)常(chang)規(gui)照(zhao)明(ming)燈(deng)具(ju)的(de)表(biao)麵(mian)積(ji)是(shi)遠(yuan)遠(yuan)不(bu)夠(gou)的(de)“焦耳熱定律”是要具備良好的自然空氣對流環境。LED產品的工作溫度基本要控製在65℃以下（國際標準為80℃
，當LED工作溫度達到85℃時，光通量將下降一半

；波長變長，即紅移；超過90℃即有燒毀的危險）。發光管的安裝、科學合理的光學配光、燈體的密封等是十分重要的。同時，所設計的燈體結構還要有利於大批量工業生產。

發光管的散熱是半導體燈要重點解決好的問題。發光管是冷光源，不象氣體放電燈那樣產生灼熱的高溫
，但是
，當今LED發fa光guang管guan光guang效xiao的de局ju限xian性xing本ben身shen也ye存cun在zai熱re能neng其qi自zi身shen耐nai溫wen能neng力li有you限xian，所suo以yi必bi須xu將jiang發fa光guang管guan工gong作zuo時shi產chan生sheng的de熱re量liang有you效xiao的de散san發fa到dao空kong氣qi中zhong去qu
，保bao證zheng發fa光guang管guan工gong作zuo在zai安an全quan的de溫wen度du下xia
，這zhe樣yang半ban導dao體ti燈deng才cai能neng真zhen正zheng的de體ti現xian出chu長chang壽shou命ming的de優you勢shi。

LED路燈選用發光管很重要


，當今一些廠家使用集成封裝10W以上單顆，組合製作路燈，存在光學配光難、易產生眩光
、整體散熱困難等缺陷。也有用3W～5W的模塊，其發光管計每瓦光效低，也存在整體散熱問題，與單顆1W相比同等光通量下價格優勢也不明顯。綜合考慮，選用大功率1W發光管比較合理。從目前大功率發光管的技術水平來看，1W光效比較高，用於照明節能優勢明顯
，目前選用1W做路燈光源較為合理。

LED的(de)光(guang)色(se)選(xuan)用(yong)也(ye)是(shi)一(yi)個(ge)值(zhi)得(de)重(zhong)視(shi)的(de)要(yao)素(su)。在(zai)道(dao)路(lu)照(zhao)明(ming)的(de)發(fa)展(zhan)中(zhong)，存(cun)在(zai)著(zhe)黃(huang)光(guang)和(he)白(bai)光(guang)的(de)使(shi)用(yong)比(bi)較(jiao)。黃(huang)光(guang)就(jiu)是(shi)現(xian)在(zai)主(zhu)流(liu)的(de)高(gao)壓(ya)鈉(na)燈(deng)

，因(yin)為(wei)它(ta)經(jing)濟(ji)節(jie)能(neng)

，同(tong)時(shi)又(you)有(you)著(zhe)優(you)異(yi)的(de)透(tou)霧(wu)性(xing)能(neng)，所(suo)以(yi)目(mu)前(qian)成(cheng)為(wei)我(wo)國(guo)主(zhu)流(liu)的(de)路(lu)燈(deng)選(xuan)擇(ze)。雖(sui)然(ran)如(ru)此(ci)，黃(huang)光(guang)卻(que)也(ye)有(you)著(zhe)其(qi)先(xian)天(tian)不(bu)足(zu)：那(na)就(jiu)是(shi)色(se)彩(cai)還(hai)原(yuan)能(neng)力(li)差(cha)。人(ren)們(men)有(you)這(zhe)樣(yang)的(de)感(gan)覺(jiao)，在(zai)鈉(na)燈(deng)光(guang)下(xia)
，任(ren)何(he)被(bei)照(zhao)物(wu)的(de)顏(yan)色(se)都(dou)是(shi)偏(pian)黃(huang)而(er)失(shi)真(zhen)的(de)。白(bai)光(guang)的(de)追(zhui)求(qiu)目(mu)標(biao)是(shi)自(zi)然(ran)陽(yang)光(guang)。因(yin)為(wei)它(ta)有(you)著(zhe)最(zui)好(hao)的(de)色(se)彩(cai)表(biao)現(xian)能(neng)力(li)，而(er)陽(yang)光(guang)又(you)是(shi)一(yi)種(zhong)偏(pian)暖(nuan)的(de)白(bai)光(guang)。所(suo)以(yi)，如(ru)果(guo)能(neng)做(zuo)到(dao)和(he)日(ri)光(guang)相(xiang)似(si)的(de)白(bai)光(guang)，同(tong)時(shi)又(you)能(neng)兼(jian)顧(gu)到(dao)黃(huang)光(guang)的(de)經(jing)濟(ji)節(jie)能(neng)的(de)優(you)點(dian)，那(na)將(jiang)是(shi)理(li)想(xiang)的(de)夜(ye)間(jian)照(zhao)明(ming)選(xuan)擇(ze)。白(bai)光(guang)的(de)前(qian)期(qi)是(shi)金(jin)鹵(lu)燈(deng)

，盡(jin)管(guan)它(ta)擁(yong)有(you)比(bi)黃(huang)光(guang)高(gao)幾(ji)倍(bei)以(yi)上(shang)的(de)色(se)彩(cai)表(biao)現(xian)能(neng)力(li)，但(dan)是(shi)因(yin)為(wei)透(tou)霧(wu)性(xing)能(neng)差(cha)、有效壽命低等一些難以克服的技術問題而沒有得到大規模的應用。而LED光源製作則可彌補這一缺陷。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。而且在當今LED的光效發展及性價比上是可行的，適合LED路燈的大麵積推廣。

對使用6000K以上的白光做路燈光源持有不同觀點，特別是做大功率160W以上，在快速路使用需持謹慎態度。按國家道路照明標準，快速路
、主幹路必須采用截光型或半截光型燈具。
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截光型燈具：

燈具的最大光強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°角方向上的光強最大值不得超過1000cd。

半截光型燈具：

燈具的最大光強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°角方向上的光強最大值不得超過1000cd。

因yin快kuai速su路lu道dao路lu長chang
，路lu幅fu寬kuan，車che流liu量liang大da，車che速su快kuai，對dui視shi覺jiao靈ling敏min度du要yao求qiu高gao。所suo以yi在zai照zhao度du，色se溫wen，道dao路lu上shang的de亮liang度du均jun勻yun度du，眩xuan光guang等deng指zhi標biao要yao求qiu高gao。而er為wei了le要yao和he400W高壓鈉燈去比，一味的去要求大功率，高亮度。且當今LED不論是在光效還是在散熱成本上都有難度
，性價比上推廣也難。

光學分析：
 
現通過圖1可初步計算198W大功率LED路燈在12m高時的中心照度為：198*70/8609.9*18＝28.97Lux
，而400W鈉燈在12m高時的中心照度約為50Lux，如果考慮LED路燈的色溫和中間視覺效果，可以確認200W大功率LED路燈可以替換400W鈉燈，但如果純從照度計測得的數據來看
，200W大功率LED路燈依然不能夠替代400W鈉燈。
散熱分析（僅分析光源散熱）：

下圖2為40℃環境溫度最差自然對流下的光源散熱模擬圖：
散熱器的外形尺寸為600x440x54，此時基本保證最熱的大功率LED的節溫為68.6+20＝88.6℃<90℃，因此該散熱體積和麵積能夠保證大功率LED的散熱問題。
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圖3為散熱器的質量特性，由圖可知散熱器的重量約為10.87Kg。
圖4為鋼化玻璃的質量特性，由圖可知鋼化玻璃的質量約為2.03Kg。
如果考慮外形變化、電器盒質量以及電源質量等因素預計產品重量會超過20Kg，產品外形尺寸約900x440x90。

結論：

要確保大功率LED的安全使用，保證光源及電源的散熱條件，其燈具的尺寸會做的較大，增加了設計難度，相對成本也會提高。現今的LED色溫和光通量的局限性在大功率的安全製作及性價比上難以得到推廣。

建議采用雙燈頭的方式上路，既可解決寬幅路的照明要求又可方便采用分時供電，在安全上也將得到保證。