LED路灯产品设计介绍

LED路灯产品设计介绍研发系统LED项目部研发系统LED项目部高效节能环保安全可靠研发系统LED项目部内容介绍LED产品的定义LED产品的特点LED产品的优点LED路灯的示范工程1、经济效益2、环境效益3、社会效益LED产品技术指标1、标准2、散热3、散热技术4、散热方式5、散热设计空气对流散热式大功率LED路灯灯具驱动电路的优化设计LED光源的模组化设计热压拔风效应设计二次光学系统和配光曲线的设计产品结构产品型/特点/外观尺寸应用范围参考标准研发系统LED项目部LED产品定义：路灯是城市照明的重要组成部分，传统的路灯常采用高压钠灯，高压钠灯360度发光，光损失大的缺点造成了能源的巨大浪费。当前，全球的环境在日益恶化，各国都在发展清洁能源。而随着国民经济的高速增长，我国能源供需矛盾日渐突出，电力供应开始存在着严重短缺的局面，节能是目前所急需解决的问题。因此，开发新型高效、节能、寿命长、显色指数高、环保的LED路灯对城市照明节能具有十分重要的意义。道路照明与人们生产生活密切相关，随着我国城市化进程的加快，LED路灯以定向发光、功率消耗低、驱动特性好、响应速度快、抗震能力高、使用寿命长、绿色环保等优势逐渐走入人们的视野、成为目前世界上最具有替代传统光源优势的新一代节能光源，因此，LED路灯将成为道路照明节能改造的最佳选择。研发系统LED项目部LED产品特点：LED路灯与常规高压钠灯路灯不同的是，大功率LED路灯的光源采用低压直流供电、由GaN基功率型蓝光LED与黄色荧光粉合成的高效白光二极管，具有高效、安全、节能、环保、寿命长、响应速度快、显色指数高等独特优点，可广泛应用于城市道路照明。外罩可用PC管制作，耐高温达135度，耐低温达-45度。发光二极管(LightEmittingDiode，简写为LED)是基于半导体PN结形成的用微弱的电能就能发光的高效固态光源，在一定的正向偏置电压和注入电流下，注入P区的空穴和注入N区的电子在扩散至有源区后经辐射复合而发出光子，将电能直接转化为光能。研发系统LED项目部LED产品优点：1、LED路灯本身的特性——光的单向性，没有光的漫射，保证光照效率。2、LED路灯有独特的二次光学设计，将LED路灯的光照射到所需照明的区域，进一步提高了光照效率，以达到节能目的。3、LED的光源效率目前已达110-130lm/W，而且还有很大的发展空间，理论值达250lm/W。而高压钠灯的发光效率是随功率增加才有所增加，因此，总体光效LED路灯比高压钠灯强；(这个总体光效是理论上的，实际上250W以上高压钠灯的光效高于LED）。4、LED路灯的光显色性比高压钠灯高许多，高压钠灯显色指数只有23左右，而LED路灯显色指数达到75以上，从视觉心理角度考虑，达到同等亮度，LED路灯的光照度平均可以比高压钠灯降低20%以上，（参照英国道理照明标准）。5、LED路灯的光衰小，一年的光衰不到3%，使用10年仍达到道路使用照度要求，而高压钠灯光衰大，一年左右已经下降30%以上，因此，LED路灯在使用功率的设计上可以比高压钠灯低。研发系统LED项目部6、LED路灯有自动控制节能装置,能实现在满足不同时段照明要求情况下最大可能的降低功率，节省电能。Spark智能LED路灯可实现电脑调光，分时间段控制，光线控制，温度控制，远程控制，自动巡检等人性化功能。7、LED是低压器件，驱动单颗LED的电压为安全电压，系列产品单颗LED功率都为1瓦，所以它是一个比使用高压电源更安全的电源，特别适用于公共场所（例如：路灯照明、厂矿照明、汽车照明、民用照明等）。8、每个单元LED小片只有很小体积，所以可以制备成各种形状的器件，并且适合于易变的环境。9、寿命长：能使用5万小时以上，提供三年的质量保证。不足之处就是电源的寿命得不到保证。10、光效高：采用≥100LM以上的芯片，相对于传统高压钠灯能节能75%以上。LED产品优点：研发系统LED项目部11、安装简便：无需加埋电缆无需整流器等，直接将路灯灯头安装于灯杆接上或者将光源嵌套原有灯壳。12、散热控制出色：夏天温度控制在45度以下，并采用被动散热方式，夏天的散热保障不足。13、质量可靠：电路电源全部采用高质量元器件，每颗LED都有单独过流保护，无需担心损坏。14、光色均匀：不加透镜，不以提高亮度而牺牲均匀光色，从而保证无光圈光色均匀。15、LED不含有害金属汞，不像高压钠灯或金属卤化物灯在报废时对环境造成危害。综合上述原理，大功率LED路灯的节能效果显著，代替高压钠灯可节电60%以上。（有待考究）维护成本低：相对于传统路灯，LED路灯维护成本极低，经过比较，不到6年即可收回全部投入成本。LED产品优点：研发系统LED项目部LED路灯示范工程：LED路灯改造效益主要在于通过应用、发现和解决半导体照明产品在实际应用中出现的问题。需要参与的城市根据自身特点，寻找合适的产品与应用领域，建立相应的运营模式，通过一段时间的试运行，发现其中的不足之处，最终总结归纳出相对合理有效的解决方案。因此，无论是通过应用促进技术创新，还是以新的商业模式带动应用，都有其巨大的实践价值。研发系统LED项目部1、经济效益：名称250W替代对比LED路灯400W替代对比LED路灯灯类HPS-250WLED90WHPS-400WLED148W灯泡功率（W）25090400148电源功率（W）801013020实际耗电功率（W）330100530168日耗电量（度/日）3.961.26.362.0年耗电量（度/年）1445.44382321.4730电费（元/年）1329.77402.962135.69671.60维护（元/年）20002000灯泡（元/年）10002000总费用（元/年）1629.77402.962535.69671.60两组数据分别节省：1226.81元/年，1864.09元/年（电费0.92元/度）研发系统LED项目部2、环境效益：项目数值（100W/盏）数值（168W/盏）备注节省标准煤(kg/年)368.577615.6600.374kg/度减少SO2的排放/年(kg/年)10.84118.1080.011kg/度减少CO2的排放/年(kg/年)375.476627.1830.381kg/度研发系统LED项目部3、社会效益：1.节能减排大力响应国家节能减排政策,实现国务院提出的在“十一五”期间单位生产总值能耗降低20%左右，主要污染物排放总量减少10%的约束性指标。2.城市形象使用科技含量较高节能环保的绿色照明，有助于城市整体形象的提升。3.照明质量与传统路灯相比，LED路灯显色指数高，真实反映路况和环境状况，大大提高道路照明的质量。4.利国利民响应国家政策，推动节能减排、提升城市品味、提高照明质量，实实在在利国利民的政府实事。研发系统LED项目部LED产品技术指标：目前，LED照明技术日趋成熟，大功率LED光源功效已经达到100lm/W以上，这使得城市路灯照明节能改造成为可能。LED路灯，特别是大功率LED路灯，正以迅猛的速度冲击传统的路灯市场。大功率LED路灯顾名思义是功率大于30瓦以上，采用新型LED半导体光源的路灯。目前LED路灯的标准一般是路面照度均匀度（uniformityofroadsurfaceilluminance)的平均照度0.48。光斑比值1：2，符合道路照度。（实际1/2中心光斑达到25LUX,1/4中心光强达到15LUX，16米远的最低光强4LUX，重叠光强约6LUX。目前市场路灯透镜材料为改良光学材料，透过率≥93%，耐温-38－+90度，抗UV紫外线`黄化率30000小时无变化等特点。它在新型城市照明中有非常好的应用前景。对深度的调光，且颜色和其他特性不会因调光而变化。太阳能LED路灯就是指采用太阳能硅板为供应电源的LED路灯。研发系统LED项目部LED产品技术指标：一、标准：1.光的转化率17%，（每平方太阳能量为1000W，实际利用效率为170W）2.目前市场路灯透镜材料为改良光学材料，透过率≥93%，耐温-38－+90度。3.LED路灯透镜，主要用于LED路灯的透镜，光斑为矩形，材料是PMMA光学材料，透过率≥93%，耐温-38－+90度，抗UV紫外线`黄化率30000小时无变化等，4.路面照度均匀度（uniformityofroadsurfaceilluminance)的平均照度0.48。光斑比值1：25.符合道路照度。（实际1/2中心光斑达到25LUX,1/4中心光强达到15LUX，16米远的最低光强4LUX，重叠光强约6LUX。研发系统LED项目部LED产品技术指标：6.它在新型城市照明中有非常好的应用前景。对深度的调光，且颜色和其他特性不会因调光而变化。7.适应湿度：≤95尽管LED路灯的发展速度迅猛，但led路灯的标准却相对滞后。在全球范围内，LED的路灯标准也不是都没有，像LED路灯的欧洲标准现在就有。事实上，各地区对LED路灯的标准，在指标上不尽相同，LED路灯要在标准上符合销售区的要求，因此投标LED路灯工程要深入研究当地的LED路灯标准，只有这样才会在激裂的市场竞争中占有一席之地。研发系统LED项目部二、散热：传统LED路灯设计主要设计重点在LED的流明数上，而对LED灯具的散热则的关注较少。实际上，LED的流明数正在迅速的增加。2011年量产LED的单瓦流明数已经达到150流明，而且这一数值还在快速地增长。与之对应的传热学理论体系已经成熟，我们可以使用的传热手段也基本明确：传导、对流、辐射和相变传热。因此，在传热或者说散热问题上，我们可以采取的措施是可见的、有限的。研发系统LED项目部三、散热技术：目前的灯具通常采用单一的外部散热器，通常是用鳍片式自然散热的和通过风扇强制散热的，分别具有散热效率低和故障率高的缺点，同时导致灯具成本高涨。重量太大。重量在路灯系统上十分重要，因为路灯高有9米，若太重危险性就增加，尤其遇到台风、地震都可能产生意外.目前我司采用全球首创的通风式散热技术，通风结构的路灯灯头，内部带有散热器的型腔（如图中1所示）与配套使用的密闭式灯杆一起形成一种通风结构，气流从灯具后座的进气孔（如图中3所示）、通过电源腔（如图中4所示）、散热器腔（如图中1所示）到灯头格栅出口处（如图中5所示）将热气流全部排出到大气中。，同时在重量和体积上也有所改进。研发系统LED项目部四、散热方式：LED路灯的散热方式主要有：自然对流散热、加装风扇强制散热、热管和回路热管散热等。加装风扇强制散热方式系统复杂、可靠性低，热管和回路热管散热方式成本高。而路灯具有户外夜间使用、散热面位于侧上面以及体型受限制较小等有利于空气自然对流散热的优点，所以LED路灯建议尽可能选择自然对流散热方式。研发系统LED项目部五、散热设计：LED路灯散热设计中存在的问题有：散热翅片面积随意设定，散热翅片布置方式不合理，灯具散热翅片的布置没有考虑到灯具的使用方式，影响到翅片效果的发挥，强调热传导环节、忽视对流散热环节，尽管众多的厂家考虑了各种各样的措施：热管、回路热管、加导热硅脂等等，却没有认识到热量最终还是要依靠灯具的外表面积散走，.忽视传热的均衡性，如果翅片的温度分布严重不均匀，将会导致其中一部分的翅片没有发挥作用或作用很有限。研发系统LED项目部空气对流散热式大功率LED路灯灯具空气对流散热式大功率LED路灯灯具。其目的是解决大功率LED灯具散热问题，提出一种空气对流散热式大功率LED路灯灯具，它包括有灯头组件、灯具散热体组件和灯尾组件，灯具散热体组件为弧弦形壳体，两端开口，其弧面具有自清洗功能。两侧面为通孔，与灯头灯座为一个惯通体，当灯具温度升到一定程度后便会发生拔风效应。使整个灯具内腔形成空气对流。热排放效率高。此整灯和组件目前已申报国家发明专利、实用新型专利和外观专利。研发系统LED项目部驱动电路的优化设计直流9V—30V或市电交流84V—264V宽电压输入驱动电路设计。精准的恒流输出，使每颗大功率LED光源工作在恒定不变的额定电流