《LED路灯培训》PPT课件.ppt

LED在道路照明中的应用 及其关键技术 聚光科技聚光科技 p道路照明的主要指标 p几种主要光源的性能 pLED作为道路照明光源的优势 pLED道路照明应用设计中的关键技术 报告提纲 一、道路照明的主要指标 GB 7000.5-200 道路与街路照明灯具安全要求 道路照明灯具光度要求灯具一般安全要求与试验规定照明灯具的爬电距 离和电气间隙、接地要 求和防尘防水等级等 GB7000.1-2002GB7000.1-2002 灯具一般安全要求与测试灯具一般安全要求与测试 CJJ45-2006CJJ45-2006 城市道路照明设计标准城市道路照明设计标准 灯具的布置方式、安装高度和间距可按下表 经计算后确定 配光类类型 截光型 半截光型 非截光型 布置方式 安装高度 H(m) 间间距 S(m) 安装高度 H(m) 间间距 S(m) 安装高度 H(m) 间间距 S(m) 单侧单侧 布置 HWeff S3H H 1.2Weff S3.5H H 1.4Weff S4H 双侧侧 交错错布置 H 0.7Weff S3H H 0.8Weff S3.5H H 0.9Weff S4H 双侧侧 对对称布置 H 0.5Weff S3H H 0.6Weff S3.5H H 0.7Weff S4H p道路照明的主要指标（摘自城市道路照明标准CJJ45-2006） 主要指标： 亮度(照度) 亮度(照度)均匀性 眩光 环境比 光空间分布 光通量 另有寿命、安全等指标：必须的基本指标 光利用率 功率 光效 二、几种主要光源的性能 光源种类类辐辐射光 谱谱效率 K (lm/W) 镇镇流器 效率 光辐辐 射效 率 可见见 辐辐射 百分 比 光效 (lm/W ) 光效的理论/ 技术极限 (lm/W) 光效很难提高的原因 白炽炽灯154100%48%20%15辐射中红外光谱太多，反射红外 线的方法可略增加 荧荧光灯28990%( 电子镇 流器） 4585%100荧光粉能量转换 效率原理性低 高压钠压钠 灯 33890%( 电子镇 流器) 47%75%120热损 耗大，辐射光谱中含较大非 可见光谱 金卤卤灯28890%51%70%100热损 耗大，辐射光谱中含较大非 可见光谱 LED355当前光效约60120 lm/W355 （假定外量子 效率=100%） 发展潜力大 1 各种光源的光效比较 光源种类发光面 积 发光立体角价格备注 白炽灯较大4不适合道路照明 荧光灯很大4不适合道路照明 高压钠 灯大4低 目前道路照明 的主流光源 金卤灯较小4略高 小批量用于道路 照明 LED很小2略高小批量用于道路 2 各种光源的配光比较 3 几种主要光源的其它性能比较 测试项 目白炽灯荧光灯高压汞灯高压钠 灯LED 发光效率lm/w151005012090-120 寿命Kh28-106-202020 显色指数998045237080 驱动电 路简单中复杂复杂中 安全性一般一般差差高 可靠性差差一般一般高 调光性能好差差差很好 方向性差很差差差好 环保性一般汞污染汞污染汞污染好 价格很低一般一般一般很高 4 LED的特点 潜在高光效 体积小 窄光谱 LED不同的光效阶段， 有不同的应用领域 三 LED作为道路照明光源的优势 1、 LED具有潜在的高光效 理论上：可获得R+G+B的白光 x，y 均接近0.33， Ra约87， 辐射光谱流明效率：355lm/W R+G+B 白光方式兰光LED + 黄色荧光粉方式 理论上：兰光LED+黄色荧光粉： x，y 均接近0.33，Ra=75 流明辐射光谱效率：320lm/W 理论极限：290lm/W （考虑到荧光粉能量转换极限效率80%） 2、 LED道路照明灯具的可实现很高的光利用率 A、 LED出射光为2立体角，无光源遮挡现象 2、 LED道路照明灯具的可实现很高的光利用率 B、LED接近点光源，易于做光学设计，且可实现较高的光利用率 3、道路照明亮度下：以中间视觉评价 人眼的光谱灵敏度 随亮度水平而发生 变化： 暗视觉与明视觉下光源光通量 变化比率： 70*(1+40%)=98lm/W70lm/WLED 120*(1-30%)=84lm/W120lm/W高压钠灯 中间视觉下的光效明视觉下的光效光源 举例：道路照明属中间视觉状态，光源光效的变化： 明视觉 暗视觉 四、LED道路照明应用设计关键技术 三项关键技术： 1、光学设计：提高灯具效率 2、散热设计：提高光效、降低光衰、延长寿命 3、驱动器设计：提高整体效率与使用寿命 二次光学设计不理想灯具光束角小 照明效果欠佳，“斑马效应” 常规布灯间距 无二次光学设计圆形照明亮斑 减小布灯间距 成本增加 利用效率低 单侧布置单侧布置 双侧交错布置双侧交错布置 双侧对称布置双侧对称布置 中心对称布置中心对称布置 横向悬索布置横向悬索布置 路面光斑形状 中心过亮 逸散光多 能量浪费 矩形亮区契合道路走向 照度均匀合理分配能量 按投射方式分类： （1）单个LED模块投照（2）多个LED模块分区域投照 1、提高灯具效率：通过二次光学设计实现 1、提高灯具效率：通过二次光学设计实现 按二次光学元件分类： (1)、LED+反光杯(3)、LED+反光杯+透镜(2)、LED+透镜 光输出的温度敏感性：0.4%/C 寿命的温度敏感性：每上升10C，寿命减少一半！ 2、散热设计：提高光效、降低光衰、延长寿命 热管技术：散热效率最大化， 但价格高，且仍旧需要散热器； 风冷技术： 散热效率高，但风扇也消耗能量，且易坏 自然散热： 依靠散热器传导散热，效率最低，但综合最优 。 散热方案 基于有限元分析的散热设计基于有限元分析的散热设计 LED结温测试方法 效率； 功率因数； 谐波； EMC。 实现方式： AC/DC单级恒流驱动（效率较高） AC/DC电源模块+DC/DC恒流驱动模块（通 用性较强） Buck降压 Boo