1洲敢、散熱及防護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計

根據(jù)光通量(流明)和輻射通量(瓦)的當(dāng)量關(guān)系，1W的輻射通量在最理想的情況下(黑體輻射)可以產(chǎn)生683 lm的光通量牙饲。所以纤厨，即使LED的光效在不斷提高(已達(dá)到120 lm/W以上)，也不能將全部能量轉(zhuǎn)化為光能輸出景絮，而其余的都轉(zhuǎn)化成了熱能守镰。從長遠(yuǎn)來看，LED燈具的散熱問題將是一個長期存在的問題说悄。LED路燈的散熱是需要重點(diǎn)解決的問題之一猖右，不僅直接關(guān)系到LED實(shí)際工作時的發(fā)光效率，而且由于LED路燈亮度要求高合圃、發(fā)熱量大稽橱，并且戶外使用環(huán)境比較苛刻，如果散熱不好會直接導(dǎo)致LED快速老化砂猿，穩(wěn)定性降低谷庐。在戶外使用的道路燈具耙屹，還應(yīng)具有一定等級的防塵防水功能(IP)，良好的IP防護(hù)往往會妨礙LED的散熱拘绳。解決這個相互矛盾但又都得解決的兩個問題是道路燈具設(shè)計時應(yīng)關(guān)注的一個重要方面抗俄。

在我國絕大多數(shù)道路燈具的使用場合，空中的飛塵量是較大的世舰，有時會達(dá)到很大(例如起沙塵暴)动雹，這類燈具在一般條件下使用一段時間后(約三個月至半年)，其內(nèi)部散熱器的縫隙內(nèi)就會塞滿灰塵跟压，使散熱器效果大打折扣胰蝠，最后還會使LED因工作溫度過高而使用壽命明顯縮短。

要兼顧道路燈具中LED的散熱及IP防護(hù)震蒋，較合理的設(shè)計理念是：

a茸塞、在關(guān)鍵的散熱位置，采用導(dǎo)熱板查剖。導(dǎo)熱板是在金屬板的內(nèi)部翔横，均布有供冷媒流動的細(xì)導(dǎo)管，并在細(xì)導(dǎo)管內(nèi)充有冷媒梗搅，當(dāng)導(dǎo)熱板的某一部位受熱時禾唁，細(xì)導(dǎo)管內(nèi)的冷媒會快速流動而使熱量迅速地傳導(dǎo)。好的導(dǎo)熱板的熱傳導(dǎo)系數(shù)可以達(dá)到同厚度銅材板的8~12倍无切，雖說價格較高穗狞，但如在關(guān)鍵部位使用，對LED的散熱將起到事半功倍的作用客净。

b凭衩、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冀烘，直接利用燈具外殼外面作為散熱器既可以保證IP防護(hù)等級的要求慌位，也可以得到很大的散熱面積，另外纬惶，燈具外殼組成的散熱器在有落塵時子宵，可以通過自然的風(fēng)雨而沖洗，從而可保證散熱器工作的持續(xù)有效性诽闲。

2彪性、恒流驅(qū)動電路設(shè)計

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)動電源科请，是保證其正常工作的一大基石稍记，簡單開關(guān)電源的方案常會帶來LED器件的損傷。如何使緊密壓縮在一起的一組LED安全、可靠地工作也是考察LED路燈的一個指標(biāo)靠抑。

LED對驅(qū)動電路的要求是能保證恒流輸出的特性量九，因?yàn)長ED正向工作時結(jié)電壓相對變化區(qū)域很小，所以保證了LED驅(qū)動電流的恒定也就基本保證了LED輸出功率的恒定颂碧。對于我國電源電壓供應(yīng)不穩(wěn)定的現(xiàn)狀荠列，道路燈具LED的驅(qū)動電路具有恒流輸出特性是十分必要的，可保證光輸出恒定并且防止LED的超功率運(yùn)行稚伍。

要想使LED驅(qū)動電路呈現(xiàn)恒流特性弯予，從驅(qū)動電路的輸出端向內(nèi)看戚宦，其輸出內(nèi)阻抗一定是高的个曙。工作時，負(fù)載電流也同樣通過這一輸出內(nèi)阻抗受楼，如果驅(qū)動電路由降壓垦搬、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，在其上必定也消耗很大的有功功率艳汽，所以此兩類驅(qū)動電路在基本滿足恒流輸出的前提下猴贰，效率是不可能高的。正確的設(shè)計方案是采用有源電子開關(guān)電路或采用高頻電流來驅(qū)動LED河狐，采用上述兩種方案可以使驅(qū)動電路在保持良好的恒流輸出特性的前提下证摩，仍具有很高的轉(zhuǎn)換效率。

3若战、二次配光光學(xué)設(shè)計

二次光學(xué)設(shè)計是決定LED路燈的配光曲線诡亥、輸出光效、均勻度瞪澈、以及眩光指數(shù)的一項重要技術(shù)卑裹。在二次光學(xué)設(shè)計方面，LED的輻射形式有朗伯型脓额、側(cè)射型蜒媳、蝙蝠翼型和聚光型幾種。在道路照明領(lǐng)域搬混，根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗(yàn)朗伯型和蝙蝠翼型比較適用古贡，通過二次光學(xué)設(shè)計，使得LED的光照范圍拾点、光度曲線符合道路照明的需求桶淡。

目前LED在道路燈具中使用的最普遍形式主要是在燈具內(nèi)，在一個幾乎是平板的安裝面(也是反光面)上寥掐，裝上了矩陣式的LED靴寂，這種設(shè)計方式是不可能得到良好的燈具配光的。

照明用LED的最大特點(diǎn)是具有定向發(fā)射光的功能，因?yàn)槟壳肮β市蚅ED幾乎都裝有反射器百炬，并且這種反射器的效率都明顯高于燈具的反射器效率褐隆。另外，LED的光效檢測時已經(jīng)包括了自身反射器的效率剖踊。采用LED的道路燈具應(yīng)盡可能地利用LED的定向發(fā)射光的特性庶弃，使道路燈具中的各個LED分別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輔助配光德澈，來實(shí)現(xiàn)很合理的道路燈具的綜合配光歇攻。

綜上討論，在實(shí)際的道路照明燈具的設(shè)計中梆造，可采用在基本設(shè)定每一個LED設(shè)射方向的前提下缴守，把每一個LED用球形萬向節(jié)固定在燈具上，當(dāng)燈具使用于不同的高度和照射寬度時镇辉，可通過調(diào)整球形萬向節(jié)使每一個LED的照射方向都達(dá)到滿意的結(jié)果屡穗。在確定每一個LED的功率、光束輸出角度時娶恕，可根據(jù)E(lx)=I(cd)/D(m)2(光強(qiáng)和照度距離平方反比定律)揖漫，分別計算出各LED在基本選定光束輸出角度時應(yīng)該具備的功率，并且可以通過調(diào)整各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(dá)到預(yù)計值篓释。這些調(diào)整手段都是采用LED光源的道路燈具所特有的垄坡，充分利用這些特點(diǎn)就能實(shí)現(xiàn)在滿足道路路面的照度和照度均勻度的前提下降低照明功率密度,達(dá)到節(jié)能的目的。