高功率LED路灯照明

GXF360 2018-04-11

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前言：LED路灯光源是冷光源，虽然不像白炽灯那样，电能转光能的效率低至2%～3%，但是也只有30%左右的水平，因此LED在工作情况下发热量也不低。这种情况下，如果再加上室外环境温度较高情况，LED灯具模块的散热问题必须考虑。LED光源产生的高热会对光源的寿命产生影响，如果在生产制造的封装环节芯片上沾染了粉尘，将会大大降低LED光源的寿命，因此，我们一般需要在万级无尘环境下进行LED灯具的封装，保证封装环节的质量。LED光源封装的另一个问题是散热，路灯中用到的LED光源通常达到几十瓦至几百瓦，而散热问题的解决是封装的关键。为了达到这个目的，我们仍旧需要加强LED封装技术的改良突破，制造出可以满足现代道路照明灯具的LED光源。

1 高功率LED技术

在现代路灯设计中，业界通常要使用高性能的发光二极管LED灯源，单个光源功率从10瓦到100瓦灯。LED光源技术经过一段时间的发展已经进入一个相对成熟的阶段，但是，在目前在研制大功率几十瓦至几百瓦的光源时，需要加强研制适用于大功率LED光源芯片的热电阻。在LED封装热阻的驱动下加强LED模块电阻，芯片的电阻能够决定系统稳态所能承受的最大功率值。研究人员在进行LED灯的封装设计时，应当考虑LED晶粒分布范围不应太大，同时需要对后续的发光面积加强研究，此外还得对产品的应用加以限制，诸如此外还有很多因素需要考虑，特别是在应用程序中进行表面处理。LED封装想要提高功率，必须加强传统的高功率的LED封装。塑料成型的导体包装载体框架，也被称为芯片，但是一个连续的金属导体是无法满足多个串联需求的，如果想要提高电直接并联的LED晶粒精密度的可靠性和寿命，需要针对不同的包装类型进行对应的驱动设计。

2 大功率LED有代表性的典型例子

高功率LED的封装封装结构对基板材料的热导率要求较高。典型的高功率LED封装需要用大功率LED芯片，然后根据其结构载体的差异来区分所应当选择的基板材料。无论是高导热陶瓷板还是金属材料，都需要板上的芯片封装。但是因为高导热基板的选择，进一步由于成本问题而被限制。比如选择具有低导热的通孔陶瓷，导热通孔需要烧结金属直径；此外，目前为止更先进的做法，是利用半导体硅材料为梁，达到热电分离的目的，同时具有高的功率密度。随着LED芯片性能和功率密度的制造水平的提高，逐渐在所有领域中都取代了传统光源。一个光学镜头需要包装材料，高温稳定的封胶体已通过不同的硅衬进行了选择，除了加工主要是受到折射率反射的光学性质的影响，还影响了光分布的光学质量和效率。在维护稳定时，需要符合需要良好透光度的光学镜片，镜头的设计提供了更好的质量，有良好的光学性能，如使坐标分布均匀等，一个光学透镜的设计，通常能够实现大角度光灯，要适应形式的需要。大型光学视角另一个好处是有助于更好的发光提取，提高了光学效率的价值。一个光学材料有临界点。此外，整个温度分布都受到限制，现在，作为热源，在整个模块的右侧需要安装很明显的散热片，周围空气的温度分布也明显好转，热阻受到均匀性的影响，确定换热翅片的利用率。环路热管蒸发器的热量要从热管散发，高功率LED灯工作介质流动，吸收热量后蒸发。根据冷凝蒸发器的热释放速率，可以使用多孔材料。进入蒸发器重复原有过程，被冷却。热管是补充物质，热管和热板会出现热导率，但在远的地方很容易消失。最大的限制是板和散热片的热管冷却，在水平或垂直方向可以进行热传输，但只有在室内才能进行。

垂直传播方向会有限制，冷却系统形式的高功率LED照明灯目前市场上的厂商不多，应该选择6～8个LED模块相结合，实现多模块大功率LED路灯的使用。利用水平空间使用热管。热管市场达到最高的单模块160瓦，除了可以使用遥控器解决高热流密度问题，包括传热，反重力热管和柔性问题等，加强管与灯的使用，可以有效降低灯的总重量。通过热管，在灯下在LED模块设置一个大面积的热带。这样灯的外观也对更加美观，提高热管模块的一般标准传输的温度。

3 大功率LED路灯特点

顾名思义，大功率LED路灯的单个模块功率超过1瓦，使用新的半导体光源，大功率LED路灯，有以下不同的特点：

1、LED路灯本身的特性——发出的光是单向的，不易扩散，使照明效率提高；

2，大功率LED路灯的二次光学设计可以单独设计出一个独有的LED灯，照亮所需的空间，进一步提高照明效率，以达到节能目的；

3、LED光源芯片的发光效率目前已经最高达到了200lm/W，随着科技的发展，封装技术的更加成熟，未来仍有较大的发展空间；而传统路灯光源中的高压钠灯，这么多年发展下来始终在90～120lm/W的水平，因此高压钠灯发光效率对比LED路灯有一定的差距。

4、大功率LED灯的显色指数（Ra值）大大高于传统高压钠灯，通常情况下，高压钠灯的Ra值只有23左右，而LED路灯的Ra值能达到75以上，这样的好处就是，在相同的环境条件下，从视觉心理的角度，LED光源能够加强同一亮度的照明效果。

5、大功率LED灯的光损失值大约在3%左右，与街上使用高压照明灯相比仍略有下降，同等条件下，大约一年能下降30%左右，因此，LED路灯在设计时，可以选用相对高压钠灯较小功率的光源，据研究显示，一个150W的LED路灯光源就可以替代传统250W的高压钠灯光源，这里面可以看出，LED光源的节能潜力是巨大的。

6、大功率LED路灯具有节能自动控制装置，配合智能照明节能技术，可以通过调节模块在不同时间、不同场合的情况下调节最大照明功率，从而达到节约能源的效果。

7、LED器件驱动的单个LED的电压是确定的，是1瓦，所以它可以使用于安全电源，特别适用于公共场所（例如：路灯照明、工矿照明，汽车照明等）；

8、每个单元LED模非常小，可制成各种形状的器具，因此在不同的环境中都可以用上。

9、安装简便：无整流埋电缆，没有直接安装的路灯光源嵌套。

10、散热控制好：夏季工作温度在45度左右，被动冷却。

11、质量可靠：所有电路使高品质的元件，每个LED都有单独的保护，无需担心一下子整体全部损坏。

12、没有透镜，光分布均匀，不牺牲的光亮度，因此避免了光圈颜色分布不均匀的问题。