作者：原樸龍博士　　

　　輸出功率及光通量、二次光學設(shè)計、散熱設(shè)計和電源系統(tǒng)設(shè)計是LED路燈設(shè)計目前面臨的技巧技巧難點。

　　1、輸出功率及光通量
　　輸出功率及光通量提高還需要從大功率白光LED的外延技巧、芯片工藝等基礎(chǔ)層次進一步晉升。在二次光學設(shè)計方面，LED的輻射情勢有朗伯型、側(cè)射型、蝙蝠翼型和聚光型幾種。在道路照明范疇，根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗朗伯型和蝙蝠翼型比擬實用，通過二次光學設(shè)計，使得LED的光照范疇、光度曲線符合道路照明的需求。

　　目前LED在道路燈具中應(yīng)用的最廣泛情勢重要是在燈具內(nèi)，在一個幾乎是平板的安裝面（也是反光面）上，裝上了矩陣式的LED，這種設(shè)計方法是不可能得到良好的燈具配光的。

　　目前照明用LED的最大特點是具有定向發(fā)射光的功效，由于目前功率型LED幾乎都裝有反射器，并且這種反射器的效率都明顯高于燈具的反射器效率。另外，LED的光效檢測時已經(jīng)包含了自身反射器的效率。采用LED的道路燈具應(yīng)盡可能地利用LED的定向發(fā)射光的特征，使道路燈具中的各個LED分辨直接把光線射向被照路面的各個區(qū)域，再利用燈具反射器的幫助配光，來實現(xiàn)很公平的道路燈具的綜合配光。

　　應(yīng)當說，道路燈具要真正做到符合CJJ45-2006和CIE31以及CIE115尺度的照度和照度均勻度請求，燈具內(nèi)應(yīng)包含三次配光的功效才干比擬好地實現(xiàn)。，而帶反射器的并且具有公平的光束輸出角度的LED本身就具有良好的一次配光功效。在燈具內(nèi)，能按照路燈具高度及路面寬度設(shè)計各個LED的安裝地位和發(fā)射光的方向就能實現(xiàn)良好的二次配光功效。在此類燈具中的反射器，只作為幫助的三次配光手段，來保證道路照度更好的均勻度。

　　在實際的道路照明燈具的設(shè)計中，可采用在基礎(chǔ)設(shè)定每一個LED設(shè)射方向的條件下，把每一個LED用球形萬向節(jié)固定在燈具上，當燈具應(yīng)用于不同的高度和照射寬度時，可通過調(diào)劑球形萬向節(jié)使每一個LED的照射方向都達到滿足的成果。在斷定每一個LED的功率、光束輸出角度時，可根據(jù)E（lx）=I(cd)/D(m)2(光強和照度間隔平方反比定律)，分辨盤算出各LED在基礎(chǔ)選定光束輸出角度時應(yīng)當具備的功率，并且可以通過調(diào)劑各LED的功率以及LED驅(qū)動電路輸出給每一個LED不同的功率來使每一個LED的光輸出都達到預計值。這些調(diào)劑手段都是采用LED光源的道路燈具所特有的，充分利用這些特點就能實現(xiàn)在滿足道路路面的照度和照度均勻度的條件降落低照明功率密度,達到節(jié)能的目標。

　　2、LED路燈的散熱

　　LED路燈的散熱是需要重點解決的標題之一，不僅直接關(guān)系到LED實際工作時的發(fā)光效率，而且由于LED路燈亮度請求高、發(fā)熱量大，并且戶外這種應(yīng)用環(huán)境比擬苛刻，假如散熱不好會直接導致LED快速老化，穩(wěn)固性下降。由于在戶外應(yīng)用的道路燈具，應(yīng)具有必定等級的防塵防水功效（IP），良好的IP防護往往會妨礙LED的散熱。解決這個相互抵觸但又都得解決的兩個標題是道路燈具設(shè)計時應(yīng)關(guān)注的一個重要方面。在這一方面也是國內(nèi)把LED利用于道路燈具中時呈現(xiàn)分歧格及不公平的情況最多的。國內(nèi)目前應(yīng)用中呈現(xiàn)的分歧格及不公平的情況基礎(chǔ)有：

　　（1）對LED采用了散熱器，但LED連線的接線端子及散熱器的設(shè)計無法達到IP45及以上等級，無法滿足GB7000.5/IEC6598-2-3 尺度的請求。

　?。?）采用普通的道路燈具外殼,在燈具出光面內(nèi)用矩陣式LED,這種設(shè)計雖說能滿足IP實驗，但是由于燈具內(nèi)的不透風會造成在工作時，燈具內(nèi)腔的溫度會升高到50℃~80℃，在如此高的工況下，LED的發(fā)光效率是不可能高的，同時LED的應(yīng)用壽命也將大打折扣計，實際上存在明顯的不公平情況。

　?。?）在燈具內(nèi)采用了儀表風扇對LED及散熱器進行散熱，其進風口設(shè)計在燈具的下方，以避免雨水的進進，出風口設(shè)計在下射LED光源的四周。這樣也能有效避免雨水的進進，另外散熱器和LED（光源腔）不處于同一空腔內(nèi)，這種設(shè)計如做的好，按燈具的IP實驗請求，能順利通過。這一計劃，不僅解決了LED的散熱標題，而且同時滿足了IP等級的請求。

　　但是這種看似良好的設(shè)計，實際上存在明顯的不公平情況。由于在我國盡大多數(shù)道路燈具的應(yīng)用處合，空中的飛塵量是較大的，有時會達到很大（例如起沙塵暴），這類燈具在一般條件下應(yīng)用一段時間后（約三個月至半年），其內(nèi)部散熱器的縫隙內(nèi)就會塞滿灰塵，使散熱器后果大打折扣，最后還會使LED因工作溫渡過高而應(yīng)用壽命明顯縮短。這一計劃的不足是在于不能持久良好地應(yīng)用。

　　要兼顧道路燈具中LED的散熱及IP防護，較公平的設(shè)計領(lǐng)導思想是

　　a、在關(guān)鍵的散熱地位，采用導熱板。導熱板是在金屬板的內(nèi)部，均布有供冷媒運動的細導管，并在細導管內(nèi)充有冷媒，當導熱板的某一部位受熱時，細導管內(nèi)的冷媒會快速運動而使熱量敏捷地傳導。好的導熱板的熱傳導系數(shù)可以達到同厚度銅材板的8~12倍，雖說價格較高，但如在關(guān)鍵部位應(yīng)用，對LED的散熱將起到事半功倍的作用。

　　b、把燈具的外殼設(shè)計成散熱器狀。目前大部分的道路燈具外殼是鋁材的，直接利用燈具外殼外面作為散熱器既可以保證IP防護等級的請求，也可以得到很大的散熱面積，另外，燈具外殼組成的散熱器在有落塵時，可以通過自然的風雨而沖刷，從而可保證散熱器工作的持續(xù)有效性。

　　3、LED路燈的電源系統(tǒng)

　　LED路燈的電源系統(tǒng)也與傳統(tǒng)光源不同，LED所特需的恒流驅(qū)動電源，是保證其正常工作的一大基石，簡略開關(guān)電源的計劃常會帶來LED器件的損傷。如何使緊密壓縮在一起的一組LED安全、可靠地工作也是考核LED路燈的一個指標。

　　LED對驅(qū)動電路的請求是能保證恒流輸出的特征，由于LED正向工作時結(jié)電壓相對變更區(qū)域很小，所以保證了LED驅(qū)動電流的恒定也就基礎(chǔ)保證了LED輸出功率的恒定。對于我國電源電壓供應(yīng)不穩(wěn)固的現(xiàn)狀，道路燈具LED的驅(qū)動電路具有恒流輸出特征是十分必要的，可保證光輸出恒定并且防止LED的超功率運行。

　　要想使LED驅(qū)動電路浮現(xiàn)恒流特征，從驅(qū)動電路的輸出端向內(nèi)看，其輸出內(nèi)阻抗必定是高的。工作時，負載電流也同樣通過這一輸出內(nèi)阻抗，假如驅(qū)動電路由降壓、整流濾波后加直流恒流源電路或通用的開關(guān)電源加電阻電路組成，在其上必定也耗費很大的有功功率，所以此兩類驅(qū)動電路在基礎(chǔ)滿足恒流輸出的條件下，效率是不可能高的。準確的設(shè)計計劃是采用有源電子開關(guān)電路或采用高頻電流來驅(qū)動LED，采用上述兩種計劃可以使驅(qū)動電路在保持良好的恒流輸出特征的條件下，仍具有很高的轉(zhuǎn)換效率。

　　目前我國的道路燈具，基礎(chǔ)都采用HID光源加配觸發(fā)器和電感鎮(zhèn)流器的模式，這一模式雖說存在能效較低及頻閃的標題，但其可靠性是很高的。而采用電子驅(qū)動電路的LED燈具，在野外照明場合應(yīng)用時，要挾其可靠性的一個重要方面是雷電感應(yīng)標題。

　　眾所周知，空中的閃電發(fā)射的是一廣譜的無線電波，而排擠的道路燈具供電線路，是良好的接收無線。兩根電源線接收的同一閃電發(fā)出的無線電波，對驅(qū)動電路來講是屬于共模干擾信號，這種共模干擾對地可達數(shù)佰伏到數(shù)千伏，很輕易擊穿驅(qū)動電路內(nèi)的EMC接地電容或較小的對地（對外殼）的電氣間隙，造成驅(qū)動電路的損壞。