路燈照明 - LED路燈設計多方位探討

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個半導體的燈芯，用過渡傳導方式散熱是做不出好燈的。問題是燈體外部造型要結合發(fā)光管的散熱，而散熱是靠面積，現有常規(guī)照明燈具的表面積是遠遠不夠的“焦耳熱定律”是要具備良好的自然空氣對流環(huán)境。LED產品的工作溫度基本要控制在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(fā)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于大批量工業(yè)生產。

發(fā)光管的散熱是半導體燈要重點解決好的問題。發(fā)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(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)光管工作時產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，這樣半導體燈才能真正的體現出長壽命的優(yōu)勢。

LED路燈選用發(fā)光管很重要，當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(fā)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(yōu)勢也不明顯。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)光管的技術水平來看，1W光效比較高，用于照明節(jié)能優(yōu)勢明顯，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。黃光就是現在主流的高壓鈉燈，因為它經濟節(jié)能，同時又有著優(yōu)異的透霧性能，所以目前成為我國主流的路燈選擇。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。

白光的追求目標是自然陽光。因為它有著最好的色彩表現能力，而陽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，同時又能兼顧到黃光的經濟節(jié)能的優(yōu)點，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能力，但是因為透霧性能差、有效壽命低等一些難以克服的技術問題而沒有得到大規(guī)模的應用。而LED光源制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(fā)展及性價比上是可行的，適合LED路燈的大面積推廣。

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(tài)度。按國家道路照明標準，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。

因快速路道路長，路幅寬，車流量大，車速快，對視覺靈敏度要求高。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。