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摘要:本文对大功率的LED路灯的应用现状进行全面地分析，包括节能技术指标的相关技术指标，从而提出LED路灯主要技术指标的参考值，最后从大功率LED路灯的散热结构、控制装置等就如何提高光效与可靠性提出相对可靠的措施和方法。
关键词:大功率LED路灯；应用现状；分析
Abstract: In this paper, the high power LED lamp application status of comprehensive analysis, including the energy saving technology index the relevant technology of the index, it then puts forward the main technical indexes of LED lamp reference value, finally from the high power LED street light heat dissipation structure, control devices on how to improve the efficiency and reliability of relatively reliable, and putd forward measures and methods.
Key Words: high power LED street lamp; application status; analysis
中图分类号：U415.6文献标识码：A文章编号：
1大功率LED路灯应用概况
随着国家对节能减排的大力提倡，低碳经济也成为大势所趋，因此发展节能环保的科技产品一方面符合社会发展的大势所趋，另一方面也有着广阔的市场前景。我国照明产品的开发上取得了不错的成绩，其特点是使用寿命较长，并且节能高效。大功率的LED路灯就是这种产品中的佼佼者，从目前来看，已有上百家厂家在生产大功率的LED路灯，而且国家对于大功率的LED路灯也很提倡，开展了一系列的活动去促进这一产品在城市中的应用。大功率的LED路灯的开发技术还在不断地改进之中，其性能和以往相对也有了显著的提高，因此它在城市道路照明中的应用具有很大的发展前景。
根据相关部门机构的数据统计，大功率LED路灯的使用率在不断地提高，技术也越来越成熟。2007年光输出在2300lm以下的灯具的检测比例为20%左右，但到2008年它却下降到了7%，到2009年这一指数变为4.5%。这可以看出，小功率的路灯在逐渐地淡出人们的视野。与此同时，2007年光输出在7500lm到9000lm之间的灯具检测率为0，而2008年检测率而上升到8%，2009年则上升到12%。这反映了大功率的路灯还呈现不断地上升趋势。光输出率在10000ml以上的灯具2008年的检测率为0，而2009年的检测率则为8%，这说明大功率LED路灯应用越来越广泛，得到社会的普遍认可，并且有很好的可行性，以此也可以看出大功率的LED路灯正慢慢取代小功率的路灯。
2大功率LED路灯推广应用的核心价值和关健技术
大功率LED路灯推广的优势是它的节能环保以及超长使用时间，这也使得它在路灯应用上和其它路灯相比更有优势，除此之外，它的散热性能和控制装置也比较可靠，下面分别人能效、散热和配光三个方面对于LED路灯的应用价值进行探讨。
2.1大功率LED路灯的能效是节能的重要指标
LED路灯的能效是路灯质量指标的有效反映，它是灯具的光输出率与灯具的输入功率的比值。根據美国的相关部门的数据，使用A类LED路灯的最低能将为60ml/W，B类LED路灯的最高能效为80ml/W。与国外的LED路灯相比，国内的LED能效还有一定的差距，国内B路灯的最高能效为85ml/W，但这比高压钠灯的最高能效40ml/W已有显著的提高，因此可以看出它在能效上已经达到了很高的水平，不仅如此，它的光通利用率也非常高，下面是高压钠灯路灯能效相关参考，具体结果见下表。
表1 高压钠灯有效能效
高压钠灯功率(W) 高压钠灯初始通光量(lm) 高压钠灯睡灯有效能效(lm/W)
100 8500 43
10000 50
150 14500 49
17500 59
250 27000 58
33000 71
500 48000 65
56000 76
如果道路采用目前能效最好的LED路灯，那么至少可以节省10%~20%的耗能，但是，值得注意的是，大功率的高压钠灯路灯还没有被完全淘汰，它也有着自身的优势，如稳定性较强等。
2.2 LED路灯散热效果是提高LED路灯能效、减少光衰、提高使用寿命的关键
散热性能好是大功率LED路灯的另一优势，但从目前来看，LED散热设计还有待提高，相关技术还不太成熟。根据相关数据统计，现在使用的大功率的LED路灯的电光转换效率不到40%，超过60%的电能被浪费，而且当LED路灯灯芯温度上升时，它的电光转换效率会更低，因此，要想使LED路灯稳定地工作，不但要提高电光转换的效率，还要确保它在温度稳定的状况下工作，也就是提高路灯的散热效果。
LED路灯的散热包括两个方面，第一点是LED路灯灯芯的散热，第二点是灯芯外的二次散热。灯芯的散热主要是将灯芯产生的热量及时地通过散热器传导出去，然后通过二次散热装置使路灯灯芯的温度降低。在二次散热中，被动散热得到业内的普通认可，被动散热又分为散热管散热和散热器散热，散热管散热具有很好的散热效果，相对来说散热器散热的效果还有待提高，这都需要在今后的设计中不断地提高和改进，从而使路灯的散热性能更好。
除散热之外，对于路灯的防护十分重要，这主要是由于路灯长期暴露在空气中，自然条件比较恶劣，常有风雨高温的侵蚀，这也使得灯壳的设计要在保证路灯防护的同时，将灯芯所产生的热量及时散出，否则可能使路灯的寿命减少。
2.3 LED路灯的配光设计是满足道路照明功能要求和提高光通利用率的关键
配光设计对于LED路灯来说也十分重要，这主要是LED路灯不仅要满足道路的照明需求，它的光线的分配，眩光限制也必须符合道路照明的要求，而LED路灯的光强分布和投射角度的余弦成正比，因此还需要进行二次的配光设计，主要是使光线强度均匀分布，从而满足道路照明的需求，并且提高光通利用率。配光设计的方法有很多，这里主要介绍两种方法，第一种是弧形排列的LED路灯，其使用了轴对称的全反射透镜，第二种是平面排列的LED路灯，其使用了非对称的自由曲面透镜。两种方法都可以达到二次配光设计的要求并且提高光通利用率。当然，采用这两种方法还需考虑道路及路灯的实际情况，如路宽、路灯高度等。
3使用LED路灯应掌握的主要技术要求和技术参数
3.1 LED路灯应用应执行的现行国家标准目前与LED路灯有关的国家标准主要有:
1)道路与街路照明灯具安全要求(GB7000.5-2005/I EC 60598-2-3:2002)
2)道路与街路照明灯具性能要求(GB/T24822-2009)
3)普通照明用LED模块性能要求(GB/T24823-2009)
4)普通照明用LED模块测试方法(GB/T24824-2009)
5)道路照明用LED灯性能要求(GB/T24907-2010)
6)城市道路照明设计标准(CJJ45-2006)
3.2 LED路灯主要技术参数和参考值
虽然LED路灯具有较好的发展前景，但从目前的情况来说，国内的许多LED路灯的生产厂家产品还有待提高，很多路灯的信息并不明确，从而让消费者产生很多疑问，一般来说，能够反映LED路灯质量的一些技术数据有以下几个：LED路灯的能效、LED路灯的光输出率、LED路灯光强分布以及配光曲线和电功率的因数等。
综上所述，大功率LED路灯还在不断的发展之中，它的应用范围也在不断地扩大，随着相关技术的不断成熟，相信在不久的将来它将成为道路最主要的照明物，但需要设计者进行不断地努力，克服它自身的缺陷。
参考文献：
[1]庄四祥、张跃宗、梁鸣娟、卿笃碑.大功率LED路灯的散热结构设计和参数优化[J]《电子设计工程》2011年第4期，23-26
[2]王育忠、许晓辉、舒勇、卢志根.大功率LED路灯在高速公路照明中的应用[J]《中国交通信息化》2010年第11期，29-31
[3]刘红、赵芹、蒋兰芳、阮灵伟.集成式大功率LED路灯散热器的结构设计[J]《电子器件》2010年第4期，45-49
[4]李玉强、王阳、生南南、阳焱平、鄂加强.大功率LED路灯在南昌市中心城市街道上的运用[J]《照明工程学报》2010年第3期，33-36
[5]杨光.道路照明中大功率LED路灯散热方案的研究[J]《照明工程学报》2010年第1期，21-25
[6]蒋培兴.基于AT89C52的大功率太阳能LED路灯电路设计与仿真[J]《照明工程学报》2009年第4期，19-23
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词:大功率LED路灯；应用现状；分析
Abstract: In this paper, the high power LED lamp application status of comprehensive analysis, including the energy saving technology index the relevant technology of the index, it then puts forward the main technical indexes of LED lamp reference value, finally from the high power LED street light heat dissipation structure, control devices on how to improve the efficiency and reliability of relatively reliable, and putd forward measures and methods.
Key Words: high power LED street lamp; application status; analysis
中图分类号：U415.6文献标识码：A文章编号：
1大功率LED路灯应用概况
随着国家对节能减排的大力提倡，低碳经济也成为大势所趋，因此发展节能环保的科技产品一方面符合社会发展的大势所趋，另一方面也有着广阔的市场前景。我国照明产品的开发上取得了不错的成绩，其特点是使用寿命较长，并且节能高效。大功率的LED路灯就是这种产品中的佼佼者，从目前来看，已有上百家厂家在生产大功率的LED路灯，而且国家对于大功率的LED路灯也很提倡，开展了一系列的活动去促进这一产品在城市中的应用。大功率的LED路灯的开发技术还在不断地改进之中，其性能和以往相对也有了显著的提高，因此它在城市道路照明中的应用具有很大的发展前景。
根据相关部门机构的数据统计，大功率LED路灯的使用率在不断地提高，技术也越来越成熟。2007年光输出在2300lm以下的灯具的检测比例为20%左右，但到2008年它却下降到了7%，到2009年这一指数变为4.5%。这可以看出，小功率的路灯在逐渐地淡出人们的视野。与此同时，2007年光输出在7500lm到9000lm之间的灯具检测率为0，而2008年检测率而上升到8%，2009年则上升到12%。这反映了大功率的路灯还呈现不断地上升趋势。光输出率在10000ml以上的灯具2008年的检测率为0，而2009年的检测率则为8%，这说明大功率LED路灯应用越来越广泛，得到社会的普遍认可，并且有很好的可行性，以此也可以看出大功率的LED路灯正慢慢取代小功率的路灯。
2大功率LED路灯推广应用的核心价值和关健技术
大功率LED路灯推广的优势是它的节能环保以及超长使用时间，这也使得它在路灯应用上和其它路灯相比更有优势，除此之外，它的散热性能和控制装置也比较可靠，下面分别人能效、散热和配光三个方面对于LED路灯的应用价值进行探讨。
2.1大功率LED路灯的能效是节能的重要指标
LED路灯的能效是路灯质量指标的有效反映，它是灯具的光输出率与灯具的输入功率的比值。根據美国的相关部门的数据，使用A类LED路灯的最低能将为60ml/W，B类LED路灯的最高能效为80ml/W。与国外的LED路灯相比，国内的LED能效还有一定的差距，国内B路灯的最高能效为85ml/W，但这比高压钠灯的最高能效40ml/W已有显著的提高，因此可以看出它在能效上已经达到了很高的水平，不仅如此，它的光通利用率也非常高，下面是高压钠灯路灯能效相关参考，具体结果见下表。
表1 高压钠灯有效能效
高压钠灯功率(W) 高压钠灯初始通光量(lm) 高压钠灯睡灯有效能效(lm/W)
100 8500 43
10000 50
150 14500 49
17500 59
250 27000 58
33000 71
500 48000 65
56000 76
如果道路采用目前能效最好的LED路灯，那么至少可以节省10%~20%的耗能，但是，值得注意的是，大功率的高压钠灯路灯还没有被完全淘汰，它也有着自身的优势，如稳定性较强等。
2.2 LED路灯散热效果是提高LED路灯能效、减少光衰、提高使用寿命的关键
散热性能好是大功率LED路灯的另一优势，但从目前来看，LED散热设计还有待提高，相关技术还不太成熟。根据相关数据统计，现在使用的大功率的LED路灯的电光转换效率不到40%，超过60%的电能被浪费，而且当LED路灯灯芯温度上升时，它的电光转换效率会更低，因此，要想使LED路灯稳定地工作，不但要提高电光转换的效率，还要确保它在温度稳定的状况下工作，也就是提高路灯的散热效果。
LED路灯的散热包括两个方面，第一点是LED路灯灯芯的散热，第二点是灯芯外的二次散热。灯芯的散热主要是将灯芯产生的热量及时地通过散热器传导出去，然后通过二次散热装置使路灯灯芯的温度降低。在二次散热中，被动散热得到业内的普通认可，被动散热又分为散热管散热和散热器散热，散热管散热具有很好的散热效果，相对来说散热器散热的效果还有待提高，这都需要在今后的设计中不断地提高和改进，从而使路灯的散热性能更好。
除散热之外，对于路灯的防护十分重要，这主要是由于路灯长期暴露在空气中，自然条件比较恶劣，常有风雨高温的侵蚀，这也使得灯壳的设计要在保证路灯防护的同时，将灯芯所产生的热量及时散出，否则可能使路灯的寿命减少。
2.3 LED路灯的配光设计是满足道路照明功能要求和提高光通利用率的关键
配光设计对于LED路灯来说也十分重要，这主要是LED路灯不仅要满足道路的照明需求，它的光线的分配，眩光限制也必须符合道路照明的要求，而LED路灯的光强分布和投射角度的余弦成正比，因此还需要进行二次的配光设计，主要是使光线强度均匀分布，从而满足道路照明的需求，并且提高光通利用率。配光设计的方法有很多，这里主要介绍两种方法，第一种是弧形排列的LED路灯，其使用了轴对称的全反射透镜，第二种是平面排列的LED路灯，其使用了非对称的自由曲面透镜。两种方法都可以达到二次配光设计的要求并且提高光通利用率。当然，采用这两种方法还需考虑道路及路灯的实际情况，如路宽、路灯高度等。
3使用LED路灯应掌握的主要技术要求和技术参数
3.1 LED路灯应用应执行的现行国家标准目前与LED路灯有关的国家标准主要有:
1)道路与街路照明灯具安全要求(GB7000.5-2005/I EC 60598-2-3:2002)
2)道路与街路照明灯具性能要求(GB/T24822-2009)
3)普通照明用LED模块性能要求(GB/T24823-2009)
4)普通照明用LED模块测试方法(GB/T24824-2009)
5)道路照明用LED灯性能要求(GB/T24907-2010)
6)城市道路照明设计标准(CJJ45-2006)
3.2 LED路灯主要技术参数和参考值
虽然LED路灯具有较好的发展前景，但从目前的情况来说，国内的许多LED路灯的生产厂家产品还有待提高，很多路灯的信息并不明确，从而让消费者产生很多疑问，一般来说，能够反映LED路灯质量的一些技术数据有以下几个：LED路灯的能效、LED路灯的光输出率、LED路灯光强分布以及配光曲线和电功率的因数等。
综上所述，大功率LED路灯还在不断的发展之中，它的应用范围也在不断地扩大，随着相关技术的不断成熟，相信在不久的将来它将成为道路最主要的照明物，但需要设计者进行不断地努力，克服它自身的缺陷。
参考文献：
[1]庄四祥、张跃宗、梁鸣娟、卿笃碑.大功率LED路灯的散热结构设计和参数优化[J]《电子设计工程》2011年第4期，23-26
[2]王育忠、许晓辉、舒勇、卢志根.大功率LED路灯在高速公路照明中的应用[J]《中国交通信息化》2010年第11期，29-31
[3]刘红、赵芹、蒋兰芳、阮灵伟.集成式大功率LED路灯散热器的结构设计[J]《电子器件》2010年第4期，45-49
[4]李玉强、王阳、生南南、阳焱平、鄂加强.大功率LED路灯在南昌市中心城市街道上的运用[J]《照明工程学报》2010年第3期，33-36
[5]杨光.道路照明中大功率LED路灯散热方案的研究[J]《照明工程学报》2010年第1期，21-25
[6]蒋培兴.基于AT89C52的大功率太阳能LED路灯电路设计与仿真[J]《照明工程学报》2009年第4期，19-23
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。