通过案例分析LED路灯的发展利弊

文章摘要：4、LED灯具可实现0~100%连续调光，可根据环境光照及交通状况灵活调整光输出，在保证照明质量的同时降低不必要的功耗。采用传统钠灯及金卤灯的路灯，一般只能实现小范围的调光控制，应用中不可避免的受到其最低工作电压要求的局限性。 5、LED灯具寿命长，在良好的散热条件下可达50,000小时，光衰小，有效降低维护工作，减少运行成本。 但在实际运行中，我们发现LED路灯的应用在现阶段仍然存在一些制约因素，正是这些原因在一定程度上阻碍了LED在道路照明方面的发展。 1、 配光设计问题：LED路灯的配光设计，是LED路灯的难点之一。路灯的配光有其特点，首先为平衡良好的均匀度和经济性，灯具的配光应较宽，灯

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　　4、LED灯具可实现0~100%连续调光，可根据环境光照及交通状况灵活调整光输出，在保证照明质量的同时降低不必要的功耗。采用传统钠灯及金卤灯的路灯，一般只能实现小范围的调光控制，应用中不可避免的受到其最低工作电压要求的局限性。

　　5、LED灯具寿命长，在良好的散热条件下可达50,000小时，光衰小，有效降低维护工作，减少运行成本。

　　但在实际运行中，我们发现LED路灯的应用在现阶段仍然存在一些制约因素，正是这些原因在一定程度上阻碍了LED在道路照明方面的发展。

　　1、 配光设计问题：LED路灯的配光设计，是LED路灯的难点之一。路灯的配光有其特点，首先为平衡良好的均匀度和经济性，灯具的配光应较宽，灯杆的间距应尽可能的宽，而不只是打亮灯具下方的区域，同时又必须严格控制炫光，和考虑环境系数。

　　2、LED光输出方向性好，在提供更高配光效率可能的同时也对灯具配光部件的设计及制造提出了更高要求，为获得合理的配光，我们可以采用多种光学手段进行设计，透镜，反射碗，棱镜等，但是光学设计难度相当大。

　　本案例中，LED灯具配光虽然经过一定的优化设计，但经现场实测发现：尚能基本满足道路照明的使用要求，但路面照度偏低，均匀度较差，斑马效应明显，有较大的眩光。而且电子驱动器可靠性、稳定性问题仍存在。

　　由于历史原因，国内现有的很多照明产商大多缺乏对LED光学特性的深入了解，特别在路灯方面缺乏光学设计的专业能力，同时又受制于LED芯片目前的光效水平。这些都是目前主要的制约LED路灯的发展因素。

　　2、散热问题。LED的工作状态和散热设计不仅直接关系到LED实际发光效率，也关系到实际使用寿命。

　　通常我们所说的LED芯片光效是指结温在25?C时的芯片光效，由于散热设计和环境温度的影响，在实际使用中，结点温度往往会大大高于25?C，所以会导致光效大幅下降。以结温25?C 时100lm/W的芯片为例，实际使用中可能只有60-70lm/W。

　　LED是个光电器件，其工作过程中只有15%～25%的电能转换成光能，其余的电能几乎都转换成热能，使LED的温度升高。在大功率LED中，散热是个不容忽视的问题。例如，1个10WLED若其光电转换效率为20%，则有8W的电能转换成热能，若不加散热措施，则LED的结点温度会急速上升，当其结温(TJ)上升超过最大允许温度时，LED芯片会因过热而损坏。因此在大功率LED灯具设计中，除配光设计外还有就是散热设计。

　　目前最常见的散热方式是通过灯具结构散热片的设计，以期达到增加热传导散热面积。本项目LED路灯即采用散热片设计。但由于道路照明的应用环境一般都比较恶劣，尘埃较大且金属表面腐蚀氧化等原因，在安装初期尚能满足需求，维持较低的工作温度，但长期使用散热片之间难免积聚灰尘且散热片高低不平无法被天然雨水冲走，必然在一定程度上影响灯具内光源及电器散热，从而导致LED路灯使用实际寿命的缩短。另外也有通过散热风煽强制循环散热的设想，显然由于路灯所处环境相对室内要恶劣的多，微型散热风煽寿命很难达到要求。

　　3 维护问题。LED的一大优势是长寿命，大功率LED芯片的寿命可达50,000小时，大都管理部门在选用LED路灯时，除考虑节能经济性外，往往同时考虑到其免维护或少维护的优点。但实际上LED芯片的寿命可以达到50,000小时，并不意味LED灯具的整体寿命可以达到50,000小时。其中，很大的瓶颈在于其他电子元器件的寿命，比如国内大多驱动电源的寿命仅有20,000小时。如果LED路灯的驱动电源设计未经特别设计，则整灯寿命也就仅为20,000小时。

　　目前LED路灯灯具的结构设计均为一体化设计，即其相关器件无法在现场更换，无论是LED光源损坏或是电源故障，一有问题则必须整灯拆除更换，维护工作成本大大增加。由于LED产品的升级换代速度很快，许多接口又没有国标约束，随着芯片更大功率的出现，一般厂家很难保证在1年或若干年后是否还会生产现有的产品。届时产品的备品包括维护就成为运行维护部门棘手的问题，一条路一种路灯现象会愈来愈多。

　　所以，成熟的LED路灯产品除了有精准的配光设计，有效的散热功能，可靠的电子驱动，还应凸显模块化设计理念，要考虑到更新换代的空间及方便检修和长期维护的连续性。

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