LED路燈燈具開發(fā)關(guān)注點(diǎn)

張繼晃

(廈門通士達(dá)照明有限公司，廈門361100)

0 引言

能源居21世紀(jì)全球最關(guān)切議題之首，照明節(jié)能更被列為第一要?jiǎng)?wù)。道路照明由政府掌控，因應(yīng)節(jié)能環(huán)保趨勢，LED路燈的商機(jī)正在不斷升溫中。從照明觀點(diǎn)看道路分為汽車專用、一般街道、商店街、人行道四大類。一般所指的道路照明是指汽車專用道照明，主要功能是保障夜間道路的行人及車輛駕駛?cè)藛T能安全通行，尤其應(yīng)提供駕駛者看清道路形狀、行進(jìn)方向及周邊環(huán)境等，以正確辨視任何障礙物，預(yù)測行進(jìn)方向。道路照明對減少事故和犯罪起著非常重要的作用。

因道路照明的重要性，其設(shè)計(jì)考慮的重點(diǎn)包含照度充足、亮度均勻、光色宜人、低眩光、誘導(dǎo)行車、節(jié)能及維護(hù)便利等，故路燈應(yīng)具備高效率、照明利用率好、配光適當(dāng)、壽命長、防水防塵等特性，以實(shí)現(xiàn)安全可靠、節(jié)能、視覺適度、低光害及低維修率。

LED被視為21世紀(jì)之光，LED照明就像真空管到晶體管，及CRT到FPD，是革命性的突破，2007年以后LED發(fā)光效率不斷提高，1 W冷白光產(chǎn)品光效110 lm/W，日亞小晶率(20 mA)的實(shí)驗(yàn)室水準(zhǔn)甚至達(dá)249 lm/W，大量投入帶來驚人的成長速度，2008年北京奧運(yùn)會(huì)也為世人宣示LED照明時(shí)代的來臨。在取代室內(nèi)照明之前，目前最被看好的切入層面即是LED光源應(yīng)用于路燈模組的設(shè)計(jì)。由于具有超過50 000 h的長效壽命，可大幅降低日后維修成本，減少30% ～50%耗電量。此外LED路燈的絕佳控制性可充分利用，如調(diào)降初期照度、時(shí)控照度設(shè)定、自動(dòng)調(diào)光等可對道路節(jié)能效益再添一成。目前照明用白光LED在通常照明工作條件下的系統(tǒng)效率已超過40 lm/W，再加上LED制造成本大幅下降，所以照明用白光LED已具備應(yīng)用到一些照明領(lǐng)域的商用條件。但是目前制造照明LED的產(chǎn)業(yè)群體往往對照明電器基本知識和要求不了解，而傳統(tǒng)的照明燈具生產(chǎn)群體也往往缺乏對照明用LED特性的深入了解，在設(shè)計(jì)和運(yùn)用中沒有充分地利用LED特點(diǎn)，進(jìn)行揚(yáng)長避短，產(chǎn)生很多不合理的設(shè)計(jì)。

1 關(guān)于LED路燈

1.1 道路照明法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)

道路照明要求嚴(yán)格，全球各國的道路照明設(shè)置規(guī)范以及路燈性能標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)完整明確;標(biāo)準(zhǔn)一般包含照度以及均勻度(最小照度/平均照度)，CIE115提出參考規(guī)范，將道路分成四大類，路面基準(zhǔn)分為15，20，30，50 lx，均勻度為0.4。基于環(huán)境與文化因素影響，各國規(guī)范仍有差距。道路照明燈具的安全、性能和能效特性是評價(jià)道路照明燈具品質(zhì)的幾個(gè)重要方面，其相關(guān)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)包括產(chǎn)品安全標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品性能標(biāo)準(zhǔn)和光度測試方法標(biāo)準(zhǔn)。分段產(chǎn)品安全標(biāo)準(zhǔn):GB 7000.1-2007《燈具第 1部分:一般要求與試驗(yàn)》(idt IEC60598-1:2002)和 GB 7000.5-2005《道路與街路照明燈具安全要求》(idt IEC60598-2-3:2003)分段產(chǎn)品性能標(biāo)準(zhǔn):GB/T24827-2009《道路與街路照明燈具性能要求》，光度測試方法標(biāo)準(zhǔn):GB/T 9468-2008《燈具分布光度測量的一般要求》，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測試方法與CIE121一致。分段使用LED光源的燈具，除了符合上述兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)以外，還應(yīng)符合GB 7247.1-2001激光產(chǎn)品的安全第1部分:設(shè)備分類、要求和用戶指南(idt IEC 60825-1:1993)。關(guān)于LED燈具的檢測，IECEE已有OSM/CTL決議，其原則是對于LED燈具，首先要根據(jù)IEC60825-1判斷其類型，如果屬于1類或1M類的激光安全型LED，則不需要根據(jù)IEC60825-1檢驗(yàn)，反之則需要。燈具的光度性能由CIE(國際照明委員會(huì))出版物規(guī)定，涉及CIE 31-1978道路照明裝置的眩光和均勻度，CIE 33-1977道路照明裝置的折舊和維護(hù)，CIE 34-1977道路照明燈具和裝置數(shù)據(jù):光度測定、分類和性能，CIE 47-1977潮濕環(huán)境的道路照明，CIE 66-1984道路表面和材料，CIE 140-2000道路照明計(jì)算，CIE 180-2007發(fā)展中國家的道路運(yùn)輸照明。

道路/街路燈的照明要求(來自CJJ45-2006標(biāo)準(zhǔn))，表1中CJJ45-2006標(biāo)準(zhǔn)上對道路照明的規(guī)定，從道路照明要求看不同道路上應(yīng)采用的光度指標(biāo)，若道路主要為機(jī)動(dòng)車用的，路面應(yīng)以亮度評價(jià)，如道路以行人和非機(jī)動(dòng)車為主要服務(wù)對象的應(yīng)使用照度為指標(biāo)。由于行人關(guān)心的是對方來人的面孔和地面上的情況，因此要確定垂直面的照度或路面上的照度(水平照度)。

表1 CJJ45-2006標(biāo)準(zhǔn)上對道路照明的規(guī)定

在節(jié)能的前提下，日本對街道照明燈具定下參考準(zhǔn)則，其能源效率部分以200 W的照明燈具為界限，低于200 W發(fā)光效率為50 lm/W，其余高于60 lm/W，我國也將照明用功率密度(LPD，W/m2)列入法規(guī)，此政策將會(huì)加速高效率燈具的普及，也是LED路燈的機(jī)會(huì)。

臺灣積極推動(dòng)LED燈具法規(guī)制定，于2008年12月4日正式公布CNS15233《發(fā)光二極管道路照明燈具》標(biāo)準(zhǔn)。強(qiáng)調(diào)節(jié)能耐用、安全、配光性能等三大項(xiàng)，規(guī)定三級能效等級，最低燈具發(fā)光效率為45 lm/W，其次需通過50℃下連續(xù)測試360 h。安全上著重避免雷擊傷害，以及抗風(fēng)強(qiáng)度。配光上主要對光強(qiáng)度分布情況加以規(guī)范，產(chǎn)品必須確保路面照度均勻度，以確保路人安全。規(guī)范內(nèi)容主要包含基本性能(功率因數(shù)、輸入功率、電流諧波失真及電壓變動(dòng))，安全性(絕緣耐壓、IP、風(fēng)壓)，電磁干擾，光學(xué)特性(光色允許色偏范圍、配光)，發(fā)光效率，耐用可靠性(溫度循環(huán)及開關(guān)進(jìn)行8 000次)，耐久性等，此外，基于視覺適度考量不允許任一LED不亮或閃爍失效。標(biāo)準(zhǔn)最苛刻之處是需要進(jìn)行老化測試1 000 h后，再進(jìn)行3 000 h測試中，光通量不得小于原光通量的92%，且發(fā)光效率符合維持原標(biāo)準(zhǔn)90%。

DOE關(guān)于SSL產(chǎn)品能源之星認(rèn)證中對道路燈具的要求，DOE在2007年8月公布了第一批SSL產(chǎn)品能源之星認(rèn)證要求(共7個(gè)產(chǎn)品，3個(gè)室外和4個(gè)室內(nèi))后，在2008年8月又公布了包含道路/街路照明燈技術(shù)要求的補(bǔ)充產(chǎn)品的要求(共10個(gè)產(chǎn)品，5個(gè)室外和5個(gè)室內(nèi))。關(guān)于道路/街路照明燈技術(shù)要求如下(包含與第一批產(chǎn)品通用的技術(shù)要求):

(1)色度和色變化的要求，顏色的規(guī)定見表2，SSL產(chǎn)品達(dá)到能源之星要求的色度坐標(biāo)的要求，在DOE的 SSL規(guī)范中對道路/街路燈具的色溫沒有限制。

表2 色度、色變化和顏色的規(guī)定

圖1 色溫位置在色品圖中的表示

圖2 LED光衰和結(jié)溫關(guān)系曲線

(2)壽命(光衰)要求規(guī)定25 000 h和35 000 h兩檔。檢測方法是將SSL燈具點(diǎn)燃6 000 h后測光衰，試驗(yàn)時(shí)的燈不需老煉，每1 000 h測量一次，到6 000 h的光衰小于初始的94.1%，壽命大于35 000 h，光衰為初始的91.8%，壽命為25 000 h。

(3)電氣要求，表3為SSL燈具的電氣要求。

表3 SSL燈具的電氣要求

(4)能效要求:燈具的能效≥50 lm/W。

(5)配光要求最小光輸出:2 300 lm(初始);環(huán)帶流明密度:0°～90°為100%，光通量為80°～90°，最大占10%光通量;光束均勻性要求最大光強(qiáng)在55°～65°等。

(6)其他內(nèi)容為待機(jī)功耗要求不工作時(shí)不耗電，但與探測有否人員活動(dòng)的監(jiān)測設(shè)備合用的例外;保證從購買日起三年內(nèi)免費(fèi)修理替換光源或驅(qū)動(dòng)器，對住宅用燈具的保證日期從運(yùn)輸之日起算;燈具制造要附上燈具熱管理的說明﹑證書文件和試驗(yàn)過程;裝置要求LED光源的平均流明衰減到起始值的70%的時(shí)間最小是35 000 h;附著在建筑上功率大于13 W的SSL設(shè)備必須附有光控設(shè)備，能自動(dòng)啟閉，24 h內(nèi)可人工或自動(dòng)控制等。

1.2 LED路燈現(xiàn)狀

(1)LED路燈與傳統(tǒng)道路照明燈具比較，目前普遍采用的道路燈具光源是高壓鈉燈或金屬鹵化物燈，其最大特點(diǎn)是發(fā)光電弧管尺寸小，有很大光輸出，具有很高的光效，系統(tǒng)效率(包括配套電器)可達(dá)80～110 lm/W，但這類光源運(yùn)用在道路燈具中只有40%左右的光直接透過玻璃罩到達(dá)路面，其他光通過燈具反射器再射出燈具。傳統(tǒng)路燈存在明顯不足，一是燈具直接照射的方向上照度很高，明顯過度照明，次干道上可達(dá)50 lx以上;二是反射器的效率為50%～60%，60%左右的光輸出在燈具內(nèi)，損失了30%～40%后再投射到路面。此類燈具的總體效率在60～70%(極少部分國際品牌燈具效率可達(dá)80%)。綜合有效照明效率僅為50%，目前次干道的照明效果(照度及均勻度)基本達(dá)不到CJJ45-2006和CIE31，CIE115標(biāo)準(zhǔn)要求。LED作為路燈光源，它與傳統(tǒng)路燈光源比較有許多優(yōu)點(diǎn)，壽命長，抗震性能好，白光LED光色比高壓鈉燈好，能實(shí)現(xiàn)較完美的調(diào)光功能(LED進(jìn)行頻繁開關(guān)對其沒有太大影響，可以通過改變電流方法來調(diào)光，亦可采用脈沖寬度調(diào)節(jié)方法來調(diào)光，通過調(diào)節(jié)電壓占空比和工作頻率能有效調(diào)節(jié)LED發(fā)光強(qiáng)度)，燈具光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)LED光源光通量損失最小，LED光源不含有害金屬汞等。

(2)LED光源的道路燈具配光現(xiàn)狀，目前LED在路燈使用最普遍的形式主要有兩類:一類采用傳統(tǒng)的道路燈具外殼，只是在燈具內(nèi)裝在平板安裝面上矩陣式LED;另一類把多個(gè)LED集成在一個(gè)圓柱體上，光輸出密度接近高強(qiáng)度氣體放電燈，再利用燈具反射器進(jìn)行配光，但這種設(shè)計(jì)方式的燈具分布不會(huì)優(yōu)于傳統(tǒng)道路燈具，并且在一個(gè)很小區(qū)域內(nèi)集成高密度的LED，使LED散熱情況不良，不僅影響到LED的發(fā)光效率，而且影響到LED的使用壽命。利用傳統(tǒng)路燈燈頭改制的LED路燈，采用了鋁型材做散熱器，將整個(gè)光源和驅(qū)動(dòng)電路裝入鋁合金燈殼中，雖然解決了燈具的防護(hù)等級問題，但是整個(gè)光源是在密閉的燈殼中，燈具工作中所產(chǎn)生的熱量無法散發(fā)到空氣中，導(dǎo)致LED模塊和驅(qū)動(dòng)電路在極惡劣的環(huán)境中工 作，工作溫度急劇升高，LED隨著溫度的升高而出現(xiàn)死燈和光衰，驅(qū)動(dòng)器也因溫度高而燒毀，大大降低了燈具的可靠性和使用壽命(見圖2)。故此方案是不成熟的。要做好LED路燈，簡單地用傳統(tǒng)燈頭裝入LED光源是行不通的，見圖3。

圖3 傳統(tǒng)路燈改造成LED路燈

目前，LED路燈還不能用于主干路。主干路是連接城市各主要分區(qū)的干路，采取機(jī)動(dòng)車與非機(jī)動(dòng)車分隔形式。機(jī)動(dòng)車在主干路上的行駛速度比次干路快，照明水平比次干路高。主干路的照度要求達(dá)到30 lx，照度均勻度為0.4，平均亮度要求達(dá)到2.0 cd/m2，亮度總均勻度為0.4，亮度縱向均勻度0.7，閾值增量≤10。達(dá)到節(jié)能水平的路燈，應(yīng)在照明質(zhì)量達(dá)到以上要求的同時(shí)，照明功率密度應(yīng)小于國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，當(dāng)車道數(shù)≥6條時(shí)，照明功率密度≤1.05 W/m2，車道數(shù)＜6條時(shí)，照明功率密度≤1.25 W/m2。主干路上大多使用250 W或400 W高壓鈉燈路燈，250 W或400 W高壓鈉燈的光源光通量達(dá)到28 000 lm(250 W)和48 000 lm(400 W)。這種大功率路燈的燈具效率一般在75%～85%之間，因此，燈具的光通量輸出最低也有21 000 lm。以一盞250 W高壓鈉燈路燈為例，燈具效率為83.5%，配光曲線如圖4(a)所示，其最大光強(qiáng)通過 c角10°，γ 角70.0°。c為0°，180°，10°的配光曲線的形狀良好。這款路燈可用在四至六車道的主干路。目前，光通量小是LED路燈不能應(yīng)用在主干路上的主要原因。不同光通量檔次的燈具應(yīng)應(yīng)用在不同級別的道路上，否則達(dá)不到節(jié)能效果。

圖4 LED配光分布情況

(3)LED光源道路燈具驅(qū)動(dòng)現(xiàn)狀，LED對驅(qū)動(dòng)電路的要求是保證恒流輸出的特性，因?yàn)長ED正向工作時(shí)結(jié)電壓相對變化區(qū)域很小，所以保證LED驅(qū)動(dòng)電流的恒定也就基本保證了LED輸出功率的恒定。由于我國電源電壓供應(yīng)不穩(wěn)定的現(xiàn)狀，道路照明LED的驅(qū)動(dòng)電路具有恒流輸出特性非常必要，保證光輸出同時(shí)避免LED超功率運(yùn)行。目前很大一部分一類驅(qū)動(dòng)電路由降壓、整流濾波后加直流恒流源電路組成;另外一類采用通用開關(guān)電源加電阻電路組成，如此消耗很大的有功功率。所以此兩類驅(qū)動(dòng)電路在基本滿足恒流輸出特性的前提下，效率并不高。另外很大一部分不具備防雷擊功能。

(4)LED光源道路燈具散熱與IP防護(hù)現(xiàn)狀，LED的工作工況和散熱不僅直接關(guān)系到LED實(shí)際工作時(shí)的發(fā)光效率，而且還關(guān)系到使用壽命，而良好的IP防護(hù)也會(huì)妨礙LED的散熱。目前LED路燈很大一部分是在對傳統(tǒng)燈具進(jìn)行局部改造，燈具的熱量都集中在燈具光學(xué)腔內(nèi)，一方面違背了LED光源的特性，配光達(dá)不到要求，同時(shí)伴隨另一致命缺點(diǎn)散熱效果不好，嚴(yán)重影響光衰及壽命。因?yàn)椴捎脗鹘y(tǒng)燈具局部改造即使IP防護(hù)良好但影響LED散熱，而且某些燈具達(dá)不到IP65等級直接造成光源及電源短路失效。

2 LED路燈設(shè)計(jì)關(guān)注點(diǎn)及解決途徑

2.1 LED配光設(shè)計(jì)

LED路燈和使用傳統(tǒng)光源路燈的光學(xué)設(shè)計(jì)方式是不同的。傳統(tǒng)光源路燈是通過使用反射器將一個(gè)光源的光通量平均分配到受照路面上。而LED路燈的光源由多個(gè)LED組成，通過設(shè)計(jì)每個(gè)LED的投射方向，使受照路面獲得均勻的照度。LED的最大特點(diǎn)是具有定向發(fā)射光的功能，功率型LED裝有發(fā)射器，其效率明顯高于燈具反射器效率(一次配光)，LED道路燈具應(yīng)盡可能地利用LED的定向發(fā)射光特性，使各個(gè)LED分別直接把光射向被照路面(二次配光)，再利用燈具反射器的輔助配光(三次配光)，來實(shí)現(xiàn)合理的道路燈具綜合配光，以滿足CJJ45-2006和CIE31，CIE115標(biāo)準(zhǔn)照度和均勻度要求。因LED光源的半空間發(fā)光的特點(diǎn)，LED光源在燈具內(nèi)使用，光源光通量的損失比高壓鈉燈或金屬鹵化物燈少。就目前來講，LED光源的光效達(dá)不到高壓鈉燈或金屬鹵化物燈的水平，即相同功率的光源，光通量沒有高強(qiáng)度氣體放電燈高。但是，由于LED光源的半空間發(fā)光的特點(diǎn)，使得LED燈具的光通量輸出可以接近于高強(qiáng)度氣體放電燈燈具水平。當(dāng)路燈將光線照射到路面上，光線的投射方向只存在半個(gè)空間。高強(qiáng)度氣體放電燈的發(fā)光空間占據(jù)了整個(gè)空間，見圖4(a)。如果沒有燈具，光源的上半空間光線全部浪費(fèi)。使用燈具，反射器可以將上半空間的光線反射到下半空間內(nèi)，但反射器對光線的吸收作用，以及光線反射時(shí)受到光源自身的遮擋轉(zhuǎn)換成熱能，或反射器對光線二次反射的再吸收，使得光源的一部分光線損失了。燈具效率是反映光源光線損失程度的參數(shù)。從小功率高壓鈉燈路燈(70 W～150 W)光度性能狀況來看，燈具效率一般處于65%～75% 的水平。以100 W高壓鈉燈為例，光源的光通量達(dá)到8 000 lm，路燈的光通輸出為5 200 lm～6 000 lm。LED光源在這方面是具有優(yōu)勢的，LED的發(fā)光只存在于半個(gè)空間，見圖4(b)，在不用燈具的情況下，也能將光線100%投射到路面。對燈具需要設(shè)計(jì)的是在較小的角度范圍內(nèi)改變光線的投射方向，在這個(gè)過程中，光的損失是微小的。目前，LED路燈的光效達(dá)到了40～50 lm/W，以100 W LED路燈為例，燈具光通量輸出可以達(dá)到4 000～5 000 lm。相信通過不斷地加強(qiáng)設(shè)計(jì)力量，路燈的配光會(huì)更加優(yōu)化，最后達(dá)到完美。

各級政府都在大力推行節(jié)能減排，在室內(nèi)照明中，已經(jīng)強(qiáng)制執(zhí)行照明功率密度(LPD)的限值，我國道路照明節(jié)能認(rèn)證的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)《道路照明燈具節(jié)能認(rèn)證技術(shù)要求》提出了道路照明功率密度(LPD)的考核要求，其核心部分是在滿足道路路面照度與均勻度的前提下盡可能降低照明功率密度(單位:W/m2)，從而達(dá)到節(jié)能目的。以上設(shè)計(jì)思路正好迎合考核要求。

2.2 LED路燈的散熱

LED是嵌入照明器具中使用的，由于LED芯片的發(fā)熱量大，在做成大功率燈具時(shí)遇到了困難。各公司目前正在努力解決的課題之一就是“散熱”。雖說發(fā)光效率越來越高，但LED芯片的發(fā)熱量仍然很大。如果未采取散熱措施，LED芯片的溫度就會(huì)過高，導(dǎo)致芯片本身及封裝樹脂性能的惡化，從而最終引起發(fā)光效率的降低和壽命的縮短。LED最重要的性能就是“長壽命”，為了不影響這一指標(biāo)，就需要設(shè)法將芯片上產(chǎn)生的熱量散出去。改善LED的發(fā)熱問題是攻克大功率照明燈具的關(guān)鍵。目前較為實(shí)用的方案是把燈具鋁材外殼設(shè)計(jì)成散熱器狀，內(nèi)表面平整完后安裝光源鋁基板，鋁基板與內(nèi)表面之間采用導(dǎo)熱硅膠連接，以確保傳導(dǎo)散熱效果，外表面做成鰭狀散熱結(jié)構(gòu)，即使外殼落塵也可以通過自然風(fēng)雨沖刷，保證散熱工作的持續(xù)。另外，關(guān)鍵散熱位置可采用導(dǎo)熱板，導(dǎo)熱板是在金屬板的內(nèi)部，均布有供冷媒流動(dòng)的細(xì)導(dǎo)管，當(dāng)導(dǎo)熱板某一部位受熱時(shí)，細(xì)導(dǎo)管內(nèi)的冷媒會(huì)快速流動(dòng)使熱量迅速地傳導(dǎo)，好的導(dǎo)熱板熱傳導(dǎo)系數(shù)是同厚度銅材板的8～12倍。

另外，散熱鰭片對于小型的發(fā)熱器件是簡單有效的散熱單元，但是對于路燈這樣大功率的發(fā)熱設(shè)備，如果只是將散熱鰭片簡單地放大顯然是不科學(xué)的。根據(jù)最基本的熱學(xué)原理，大面積的散熱鰭片存在嚴(yán)重的熱島效應(yīng)，為了獲得需要的散熱效果，在隨著功率加大而同比加大散熱器尺寸的同時(shí)，需要額外增加散熱器尺寸，從而大大增加散熱器的尺寸和重量，導(dǎo)致燈具重量很大。

散熱材料的選擇，為了做好LED路燈，首先我們對散熱材料進(jìn)行選擇，目前散熱器所采用的基本為金屬材料，這主要出于三方面的考慮:導(dǎo)熱性能好、易于加工、易獲取。表4為散熱片常用材料與常見金屬材料的熱傳導(dǎo)系數(shù)，表4中列出的5種不同鋁合金中:AA6061與AA6063具有不錯(cuò)的熱傳導(dǎo)能力與加工性，適合于擠壓成形工藝，在散熱片加工中被廣為采用。ADC12適合于壓鑄成形，但熱傳導(dǎo)系數(shù)較低，因此散熱片加工中通常采用AA1070鋁合金代替，可惜加工機(jī)械性能方面不及ADC12。AA1050則具有較好的延展性，適合于沖壓工藝，多用于制造細(xì)薄的鰭片。

表4 常見金屬材料的熱傳導(dǎo)系數(shù)

2.3 LED路燈的驅(qū)動(dòng)

要確保LED的長壽命特性，LED路燈的驅(qū)動(dòng)顯得非常關(guān)鍵，同時(shí)其轉(zhuǎn)換效率顯得很重要。采用有源電子開關(guān)電路或高頻電流來驅(qū)動(dòng)LED可以使驅(qū)動(dòng)電路保持良好的恒流輸出特性，同時(shí)具有很高的轉(zhuǎn)換效率。但是電子驅(qū)動(dòng)電路的LED燈具，在戶外使用時(shí)，對其可靠性威脅最大的是雷電感應(yīng)問題。共模干擾對地可達(dá)數(shù)百伏到數(shù)千伏，很容易擊穿驅(qū)動(dòng)電路的EMC接地電容或較小對地的電氣間隙，造成驅(qū)動(dòng)電路損壞;同時(shí)產(chǎn)生的差模干擾電壓，也可達(dá)數(shù)百至3 000多伏，這一電壓可擊穿驅(qū)動(dòng)電路的電源整流二極管和印制線路板上不同極性電極間的電氣間隙，損壞驅(qū)動(dòng)電路。驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)具備壓敏電阻、傳導(dǎo)干擾(EMI)保護(hù)，同時(shí)LED驅(qū)動(dòng)電路各點(diǎn)對地的電氣間隙保持在7 mm以上，絕緣強(qiáng)度應(yīng)強(qiáng)化達(dá)到(4U+2750V)要求，使LED驅(qū)動(dòng)電路具有良好的抗雷電感應(yīng)能力。

2.4 LED路燈的IP防護(hù)

不僅要求LED光源部分具備IP65防護(hù)能力，同時(shí)驅(qū)動(dòng)部分也必須滿足IP65等級以上要求，既保證LED、驅(qū)動(dòng)工作安全，也是確保光輸出維持率。通常采用結(jié)構(gòu)防水設(shè)計(jì)加硅膠密封條方案，硅酮膠只能作為輔助防水方式，驅(qū)動(dòng)部分可采用灌封密封膠，不僅解決防水目的，而且可達(dá)到驅(qū)動(dòng)散熱目的。

3 LED路燈的其他關(guān)注點(diǎn)

LED路燈燈具結(jié)構(gòu)整體考慮，一體化設(shè)計(jì);LED光源的模組化設(shè)計(jì)，便于拼裝維護(hù)及散熱，盡可能由多模組光源組成大功率光源;LED光源光色的選擇;LED路燈光源腔與電源腔分離設(shè)計(jì);LED路燈配件材料選擇，如透鏡材料、散熱材料等;電源輸入端接線盒設(shè)計(jì)，考慮拆裝方便及安全，設(shè)計(jì)電源線接線盒同時(shí)注意防水;LED路燈抗風(fēng)壓要求，兼顧燈具總重量，迎風(fēng)面積設(shè)計(jì);LED路燈調(diào)光控制功能的實(shí)現(xiàn)，真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能;LED路燈與太陽能的完美結(jié)合，有效利用綠色能源;當(dāng)然作為戶外產(chǎn)品也要考慮產(chǎn)品的外觀設(shè)計(jì)，注意解決好白天景觀欣賞問題等等。

4 小結(jié)

LED應(yīng)用在道路照明中，充分發(fā)揮其定向光輸出特性，合理二次配光結(jié)合燈具反射器三次配光滿足道路照明設(shè)計(jì)要求，系統(tǒng)效率不斷提高，實(shí)現(xiàn)單位面積能耗比高壓鈉燈節(jié)約30%的目的，同時(shí)設(shè)計(jì)時(shí)在滿足IP防護(hù)的前提下，保證散熱可靠和持續(xù)有效，LED驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)具有高效率且完善EMC保護(hù)特性，同時(shí)應(yīng)滿足照明功率密度(LPD)指標(biāo)。隨著LED技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，LED路燈的應(yīng)用技術(shù)也在隨之進(jìn)步和發(fā)展，多數(shù)LED路燈產(chǎn)品達(dá)到或超過了國家道路照明標(biāo)準(zhǔn)。效果是明顯的，形勢是喜人的，前景是樂觀的。政府的大力支持，是LED照明技術(shù)發(fā)展的源動(dòng)力，應(yīng)注重驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)、散熱導(dǎo)熱系統(tǒng)、防護(hù)等級、加工工藝和美學(xué)設(shè)計(jì)等應(yīng)用技術(shù)的研究，努力提升LED燈具自身的穩(wěn)定性、可靠性。LED路燈的應(yīng)用，應(yīng)引入“實(shí)踐”的觀點(diǎn)，同時(shí)加強(qiáng)核心技術(shù)的研究與開發(fā)。

［1］臺交會(huì)光電系列活動(dòng)會(huì)刊，2009

［2］CJJ45-2006.城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)［S］

［3］上海市照明學(xué)會(huì)2008年年會(huì)論文集

［4］第四屆中國國際半導(dǎo)體照明會(huì)議論文集(2007年上海)

［5］GB 7000.1-2007.燈具 第一部分:一般安全與試驗(yàn)［S］

［6］GB 7000.5-2005.道路與街路照明燈具安全要求［S］

［7］GB/T24827-2009.道路與街路照明燈具性能要求［S］

［8］GB/T 9468-2008.燈具分布光度測量的一般要求［S］.光度測試方法標(biāo)準(zhǔn)

［9］海峽兩岸第十一屆照明科技與營銷研討會(huì)專題報(bào)告文集

［10］光源與照明，2010(1)