LED照明的設計及應用

趙婷婷++常興

摘 要

本文主要就LED照明在城市道路設計中的應用進行闡述，通過對LED照明的實際設計與應用過程中的實例，對LED照明的發光效率、配光曲線、燈具系統壽命等方面進行客觀地分析，提出了對LED照明應用過程中的質量控制方式，為LED在城市道路照明中的發展起到推動。

【關鍵詞】LED照明 應用 設計

LED照明是綠色節能光源，其特點是具有節能環保、響應迅速、使用壽命較長等優點，在一些應急照明與交通信號等領域有許多的成功應用先例。我國現在對于節能減排不斷的進行深入實施，而LED作為綠色照明的代表，越來越多的應用到城市道路照明當中。但是在實際的應用過程中，LED照明還存在一定的制約，在某種程度上對LED的照明發展起到了阻礙。

1 概述

某市從07年開始至今，在城市的照明設計中使用LED燈進行試點。我們根據其已經建成的照明工作為例 ：道路寬度為9米和12米的城市次干路，我們設計應用了8米140W和10米180W LED路燈，燈間距為30米。

在LED照明安裝完成后，我們進行了照度的測試，發現兩條路平均照度（Eav）分別為29.12lx和30.42lx；照度均勻度（UE）為0.48和0.52。所以在使用LED照明過程中，可以滿足城市次干道的照明要求，其均勻度也可以滿足。有較高色溫和顯色性，對周邊景物突顯、辨識度高，但因色溫過高，視覺感過于陰冷，舒適感較差，且電源存在可靠性與穩定性的問題。通過一年的使用后，我們再進行實測，發現照度明顯偏低，呈現“斑馬效應”，光衰較明顯。通過測試的結果我們可知，LED照明的應用評估達不到實際應用，存在許多的問題，與理論上的結果具有明顯的差異。

2 配光設計問題

現在城市的道路照明對地道路的配光評價標準，從傳統的照度均勻到現在的亮度均勻為主。配光曲線反映了燈具在空間某個截面上光強與發光角度的關系。理想中的配光曲線應該在設計時，對于燈具所需要的安裝高度與燈桿間的距離進行考慮，根據路面的寬度等具體參數，對道路照明的質量進行評價，評價時還需要參考路面的照度、閾值增量等，如果配光系統的設計達不到合理的要求，那么其后期的照明效果就會較差，不能達到高效、節能的照明目的。

3 LED路燈的光效及散熱

LED照明的散熱問題，不僅與LED的實際發光效率相關，LED的實際壽命有關系。一般LED照明的使用是需要進行嵌入式的，由于其自身的熱量較大，使得其在使用過程中的散熱問題較為重要。LED照明在使用過程中如何更好的進行散熱是現在應用LED照明的重要問題，LED照明的工作溫度與光源的使用壽命及光衰具有重要的關系。

現在的LED照明已經散熱方面做了一定的優化，但是隨著LED在道路的照明過程中存在一定的應用環境差等問題，例如道路照明中存在灰塵與金屬表面的腐蝕，所以LED照明在初始安裝時，會有較穩定的使用效果，并且其工作時的溫度也較低，但隨著使用年限的增加，一些散熱片上會發生灰塵的積聚，就會對燈具有散熱與照明產生影響，長此以往，LED照明的使用壽命就會減弱。

4 LED路燈模塊的可靠性

4.1 電源系統穩定性

LED照明中的重要組件是驅動電源，如果驅動電源產生故障，那么照明器的使用也會產生問題。經過我們多次的現場實踐，發現整燈熄滅或是損壞時，或是因個別的LED燈球的死燈現象的產生，其原因多是因為LED電源自身的故障所引起的。

4.2 其他電子元器件、組件的壽命

LED照明的使用壽命，應該是整燈的使用壽命，具有多種因素影響，一般是由于LED光源的組合、控制電路配套的元器件等等，如果LED照明所選擇的元器件的質量較差，那么燈具系統在運行時，其穩定性與可靠性就會較差，后期所產生的故障的概率就會非常大，這也對LED照明的運行可靠性產生了影響。

5 性價比問題

隨著LED技術的不斷發展，價格隨之下降，但與高壓鈉燈相比其造價仍舊較高，所以存在節能不節錢的情況。現階段LED與鈉燈相比，價格是其二到四倍之間。LED照明的耗電量是鈉燈的二分之一，但其安裝成本較高，使得城市道路照明中使用LED的成本回收周期較長，且由于LED燈的質量多變，所以與實際的宣傳存在一定的區別，這就造成了使用LED燈的總體性價比較低。

所以LED照明如果想要在城市道路照明中使用，就需要不斷的提升自身的質量，保證其技術指標的穩定性，才能在城市道路照明中不斷的應用。

6 維護問題

現在LED照明多為一體化的設計，所以進行內部的元器件更換時，無法現場進行。當LED光源產生故障與損壞時，需要對整個燈體進行拆除與更換，這就造成了后期維護成本的增加。而且我國現在對于LED照明沒有一個統一的技術標淮，所以LED產品的質量參差不齊，不同廠家的產品不能通用，造成了后期的維護產生一定的困難。

7 結束語

城市照明中的LED應用，具有技術要求高的特點，由于其是功能性的照明產品，所以LED照明在道路照明中進行應用時，需要對一些關鍵性的問題進行解決，例如：眩光控制、燈具配套等。且LED燈具配光曲線、利用系數等計算資料很少，不利于道路照明設計選用。近年來，隨著LED燈具設計地不斷優化和完善，LED路燈在次干道及支路的應用也日趨成熟，而廣泛應用于城市主干道還需進一步探索。

參考文獻

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作者簡介

趙婷婷，女，陜西省西安市人。現為陜西凌云電器集團有限公司機電公司工程部助理工程師。研究方向為電子信息科學與技術。

作者單位

陜西凌云電器集團有限公司 陜西省寶雞市 721000