2022广州光亚展将于2022年6月9日-6月12日在中国进出口商品交易会展馆举行。今日广州国际照明展信息，诚邀您关注：

摘要：近年来，不少厂家相继推出大功率LED照明灯具，作为节能产品越来越多地应用于道路照明。本文简要讨论了LED路灯开发和应用中的几个问题。分析了LED光源在城市道路照明中的发展历程，以及实际应用中“光学设计、散热等主要技术、国家标准制定、产品标准化与通用性、应用效能”等问题。

目前，通过各种渠道，大家对LED光源的节能、环保（无汞）、使用寿命长、抗震性好、体积小、类似点光源，驱动简单。、光束集中、响应速度快等诸多优点，LED点光源已广泛应用于景观照明，这是有目共睹的不争的事实；在道路照明领域，LED路灯的应用发展迅速，正在逐步取代高压钠灯和金卤灯在道路照明中占据主导地位。

由于LED发光机理为冷光源，辐射光谱在可见光范围内，实际效率有望更接近理论值。与传统光源相比，LED光源体积小，是具有一定配光的微型灯具。白光LED具有良好的显色性和较高的色温照明灯具，用于道路照明以提高人们区分物体的能力。LED与传统光源在发光形式上的最大区别在于LED发出的光是有方向性的，LED发出的大部分光都可以直接射向被照面，利用率高高于传统光源。我们认为，在散热、光衰等一系列关键技术问题逐步解决，成本大幅降低后，LED光源在道路照明领域也具有良好的发展前景。2009年，中国科技部组织实施“十城万盏”计划，得到21个城市的积极响应，打造了巨大的LED路灯市场，应用试点示范工作如火如荼。

一、为LED道路照明灯具提供平台

为贯彻落实国务院关于节能减排的决定和建设部《绿色照明规划纲要》，确保武汉市道路照明标准化、系列化、通用化，按质量和现状LED道路照明产品，进行性能测试和评估。照明建设提供合格的LED路灯制造供应商，确保武汉道路照明设施的高水平建设和高效运行。

在为期一年的测试评估期内，按照相关标准，进行路面平均照度（Eav）、均匀度（UE）等12项数据测试。、色坐标、色度容差、显色指数等特性测试，以及灯具的低压线路谐波含量、接地措施、绝缘强度和IP等级的测试。实施半导体照明应用示范工程，是推进科技部“十城万盏”计划的重大举措。通过示范工程营造市场环境，带动市场需求。在武汉现有LED资源基础上，引进国内外先进的半导体照明技术和产品，鼓励国内外企业积极参与武汉半导体照明应用示范项目建设。推动武汉半导体照明技术融合创新。

二、LED光源在道路照明应用中的问题

在全球能源危机和环保压力的形势下，LED光源在道路照明中的应用成为近年来半导体照明行业的热点。LED器件产品在路灯上的应用，对技术有哪些特殊要求，LED路灯与目前的高压钠灯相比有哪些优缺点，如何解决这一系列问题值得我们认真对待学习和思考。

（一）光学设计和散热是LED路灯面临的主要技术难题

虽然大功率LED路灯的研发速度很快，但在应用中，仍然存在不同程度的低发光每瓦流明、二次光利用率低、系统光效低、光衰快、寿命短、色温。出现偏差、光色不一致一、驱动故障等一系列问题。其中，二次光学设计、散热设计和功率驱动系统设计等主要技术问题是提高发光效率和提高发光效率的关键。延长寿命。

半导体照明的配光系统也有待进一步发展。由于LED光辐射的方向性强，配光曲线难以满足道路照明蝙蝠翼的配光要求。领域推广应用的技术瓶颈。香港理工大学姜金波博士介绍了LED路灯的两种配光设计：第一种LED路灯采用轴对称全反射透镜或反射镜，LED透镜模组排列在曲面上产生一个矩形的光分布。. 全反射透镜的引入可以大大提高光的利用效率，但弧形LED模组的排列方式，让大功率LED的散热设计和机械结构更加麻烦。第二种LED路灯采用非对称自由曲面透镜，可以直接通过单个LED光学元件完成矩形配光。整体灯头只需将矩形配光的LED模组简单排列在一块平板上即可。这种LED路灯在机械结构、散热和功率控制方面都比较简单。只需添加不同数量的 LED 模块即可。采用非对称自由曲面二次光学元件，可以直接在单个LED模组上实现LED路灯的矩形配光。整体路灯只需要将这些LED模组阵列排列在同一个方向，就可以简化路灯的结构、散热和控制电源的设计。目前，LED的辐射形式有朗伯、侧射、蝙蝠翼、矩形、蝶形和聚光。通过二次光学设计，LED的照度范围和光度曲线满足道路照明的需要。

因为LED半导体光电器件是热敏元件，它散发的热量需要被灯管有效带走，否则PN结温度升高，半导体器件寿命降低1倍。 PN结温度每升高10度。LED芯片的高温导致芯片本身和封装树脂的性能恶化，最终导致发光效率下降和寿命缩短。因此，散热是LED灯具设计中另一个亟待解决的关键技术。

(二）相应的国标是LED照明市场健康发展的保障

LED的光电特性和热特性与传统光源有很大不同，这使得现有LED的测量无法完全应用传统光源的测量方法。目前，LED在产品规格或尺寸方面缺乏相应的标准，导致产品种类繁多，尺寸不标准，市场不规范。产品的多样性也使得企业无法集中精力进行量产。制定相关的LED标准已成为行业的迫切需求。目前，全国照明电器标准化技术委员会制定的《通用照明用LED国家标准和行业标准》已经颁布实施。

（三）产品的标准化和通用化是大规模使用的基础

目前推出的LED路灯在外观、LED发光颗粒的排列和数量、外形尺寸和驱动电路的内部设计等方面存在差异。例如，单颗LED的功率和数量不同，从1瓦到5瓦不等；光分布不同，如蝙蝠形、矩形、蝴蝶形等；二次光学加工；驱动包括专用驱动IC和非电解电容；封装包括多芯片封装和单芯片封装；技术电路包括模块、组大功率、芯片集成大功率、点阵式大功率等。电源组件有内置集成电源和外置电源两种，散热技术也有自己的优势，

三、应用功效低是LED照明大规模应用的最大障碍

目前，LED路灯的成本仍远高于高压钠灯。LED路灯的价格从4000元到8000元不等，甚至更高，而一套进口品牌高压钠灯（包括灯具和成套电光源）的价格不超过1500元。. 就目前的情况来看，LED路灯显然太贵了，价格高达3-5倍。因此照明灯具，即使LED路灯的耗电量低于高压钠灯，但由于价格远高于高压钠灯，LED替代高压钠灯的成本回收期路灯还是会很长。

计算得到的光源路平均照度约为Eav=8lx；道路照度均匀度约为 UE=0.25. 计算得到的光源道路平均照度约为 Eav=11lx；道路照度均匀度约为 UE =0.27.根据CJJ45-2006《城市道路照明设计标准》要求，二级道路照度不低于10lx，均匀度不应低于0.35。

从实际测试数据可以看出，采用120w LED光源，照度刚好可以满足城市道路照明设计标准，但均匀度不能满足。在相同的道路条件下，如果使用250W高压钠光源进行测试，最大道路照度可以达到35lx以上。如果使用更好的灯具，道路平均照度可以达到25lx，均匀度可以达到0.4。

从一次性投资来看，120W​​ LED灯是普通高压钠灯的2~3倍。显然，使用LED光源进行道路照明是浪费钱，照明效果也不是很好。

四、结束语

就目前高品质LED的应用而言，高压钠灯的节能效果已经有所体现。如果光效从前几年的30-80lm/W提高，有可能赶超高压钠灯。使用LED光源路灯时，切忌浮躁、急功近利，也不要过度扩张其效率。作为设计师，我们需要做的工作应该根据每个光源的特点，在不同的地方充分发挥其优势。我们深信，LED路灯的发展优势将在城市照明建设中得到广泛应用。（来源：光环游世界）

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