XLampXT-E路灯参考设计-CreeInc

1、 ? 2010 cree, inc.版版版版版版版版版版版版版版版版版版版版版版版版版cree 版 cree 版版版xlamp 版版 cree, inc.版版版版版版 cld-ap132 rev 0cree? xlamp? xt-e led 路灯参考设计cree, inc.4600 silicon drivedurham, nc 27703美国电话： +1.919.313.5300应用说明版权所有 ? 2013 cree, inc.保留所有权利。本文所列信息若有更改，恕不另行通知。cree?、 cree 徽标和 xlamp?均为 cree, inc.的注册商标， sc3 technology?

2、 led platform为cree, inc.的商标。如需了解产品规格，请参阅上提供的数据手册。如需了解保修信息，请发送电子邮件至，联系 cree销售部。其他商标、产品和公司名称均为其各自所有者的财产，并不意味着特定的产品和或供应商的认可、赞助或关联。前言中国北京市、美国加利福尼亚州洛杉矶市、意大利阿佩基奥市等各地政府相继实施了以led 节能路灯替换传统路灯的项目。全球各地方政府、大学和公共事业公司纷纷利用基于led 的路灯和走廊灯来节省能源，降低维护成本，进而从中获取众多优势。本应用说明详细介绍使用cree xlamp xt-e led实现 type iii 光强分布的原型路灯的设计。xl

3、amp xt-e led是采用 sc3 technology? 新一代 led 平台构建而成，为此类户外照明应用带来了卓越的照明性能和照明质量。与传统灯具相比，采用xlamp xt-e led的路灯可以提供众多优势，包括更高的能效、更佳的照明效果以及更长的使用寿命。依托xt-e led的高效率，使用此款led 制作的路灯替代采用现有技术的路灯已然成为一项切实可行的方案。用户完全承担因依赖本应用说明中的任何信息所产生的风险。cree 及其附属公司对有关本文件中的信息或任何按照本参考设计制造的led 灯或灯具（包括但不限于不侵犯cree 或第三方的知识产权的灯或灯具）不作任何保证或声明，亦不承担任

4、何相关法律责任。如果灯具制造商根据任何cree 应用说明或参考设计进行全部或部分的产品设计，则该制造商必须全权负责确保其产品符合所有适用的法律和行业要求。目录前言 .1设计方法目标 .3六步骤法 .31. 确定照明要求 .32. 确定设计目标 .73. 估算光学系统、热系统和电气系统的效率.84. 计算所需的 led 数量 .115. 考虑所有设计方案.116. 完成最后步骤：实施和分析.12结语 .17特别鸣谢 .18材料清单 .182xlamp xt-e路灯参考设计版权所有 ? 2013 cree, inc.保留所有权利。本文所列信息若有更改，恕不另行通知。cree?、cree 徽标和 x

5、lamp?均为cree, inc.的注册商标， sc3 technology? led platform为cree, inc.的商标。如需了解产品规格，请参阅上提供的数据手册。如需了解保修信息，请发送电子邮件至，联系cree 销售部。 xt-e 路灯较之传统的高压钠（hps ）灯和金卤（ mh ）灯，具有诸多优势。? 更低的能耗? 无需预热? 无嗡鸣声或闪烁? 无水银? 更长的使用寿命? 更佳的显色性? 无换灯成本，换灯成本往往是路灯应用中的一项重要开支。图 1: led 路灯安装图3xlamp xt-e路灯参考设计版权所有 ? 2013 cree, inc.保留所有权利。本文所列信息若有更改

6、，恕不另行通知。cree?、cree 徽标和 xlamp?均为cree, inc.的注册商标， sc3 technology? led platform为cree, inc.的商标。如需了解产品规格，请参阅上提供的数据手册。如需了解保修信息，请发送电子邮件至，联系cree 销售部。 设计方法目标在“ led 灯具设计指南”中1，cree 提出了一个用于制作led 灯和灯具的六步骤框架。我们的设计均采用该框架，表1中简要回顾了本设计指南的主要内容。步骤说明1. 确定照明要求? 设计目标可根据现有灯具或应用的照明要求确定。2. 确定设计目标? 根据应用的照明要求明确设计目标。? 明确会对设计造成影

7、响的任何其他目标，如特殊光学或环境要求。3. 估算光学系统、热系统和电气系统的效率? 设计目标将对光学系统、热系统和电气系统设定限制。? 可以依照这些限制条件对各个系统的效率进行正确的估算。? 结合照明目标和系统效率的信息，可推算出灯具所需的led 数量。4. 计算所需的 led 数量? 根据设计目标和估算的损耗，设计人员能计算出满足设计目标所需的led 数量。5. 考虑所有设计方案并从中选出最佳方案? 在任何设计中，都有许多方法可实现各个目标。? led 照明是一个新领域，因此适用于常规照明光源的假设可能并不适用于led 照明。6. 完成最后步骤? 完成电路板布局。? 通过制作灯具原型，来测

8、试各个设计选择。? 确保设计达到所有设计目标。? 利用原型来进一步改进灯具设计。? 记录观察结果和改进想法。图 1: cree 六步骤框架六步骤法此项目的主要目标是制作一个基于高效xlamp xt-e led、能够产生 type iii光束图样的 120 w路灯。市售高强度气体放电（hid ）路灯系统的光通量和光强分布图样因供应商、灯具型号及镇流器类型的不同而有很大差异。此款120 w led灯具的设计目标是获得近似于典型 250 - 400 w hid系统的光度性能。1. 确定照明要求表2 列出了路灯设计需要考虑的特性，并按重要性顺序排列。1 led 灯具设计指南，应用说明ap15 ， xt

9、-e路灯参考设计版权所有 ? 2013 cree, inc.保留所有权利。本文所列信息若有更改，恕不另行通知。cree?、cree 徽标和 xlamp?均为cree, inc.的注册商标， sc3 technology? led platform为cree, inc.的商标。如需了解产品规格，请参阅上提供的数据手册。如需了解保修信息，请发送电子邮件至，联系cree 销售部。 重要性特征单位关键照度分布英尺烛光（ fc ）/ 勒克斯（ lx）电功率瓦（ w ）寿命小时回收期月光通量流明（ lm ）光效lm/w重要工作温度c工作湿度% 相对湿度相关色温（ cct ）k显色指数（ cri ）100

10、点尺度易于安装图 2: 针对高棚灯具分级排列的设计准则图2 、图 3 和图 4显示了定向 xlamp xt-e led在此应用中的优势。非定向高压钠灯和金卤灯无法将其所有光线全部照射到目标照明区域，导致灯具内部存在损耗。定向xt-e led则可以将其所有光线全部照射到目标区域，进而将灯具内部损耗减至最低，甚至完全消除损耗。由于这一差异，xt-e led与高压钠灯或金卤灯之间的流明没有多大可比性。图 2: 典型金卤灯光强分布图 3: 典型金卤路灯光强分布图 4: 典型高功率 led 光强分布图图图表5xlamp xt-e路灯参考设计版权所有 ? 2013 cree, inc.保留所有权利。本文所

11、列信息若有更改，恕不另行通知。cree?、cree 徽标和 xlamp?均为cree, inc.的注册商标， sc3 technology? led platform为cree, inc.的商标。如需了解产品规格，请参阅上提供的数据手册。如需了解保修信息，请发送电子邮件至，联系cree 销售部。 照明工程协会（ies ）针对户外灯具制定了光强分布分类系统和灯具分类系统（ lcs ）。光强分布范围为type i（窄角对称型配光）至type vs （近于正方形的对称型配光）。ies 将type iii光强分布定义为“以最低点为端点的 25和35之间具有最大光强”的“宽角非对称型配光”，如图5所示。

12、对于既要照亮道路又要照亮路侧人行道的路灯，此类型光强分布非常有用。图 5: type iii光强分布lcs 将灯具或灯的光通分布细分为三个立体角，而每个角又分为次级立体角。每个次级立体角的光线强度可用于对某特定情形下的灯具进行比较和评估。图6 显示了这些次级立体角2。后照光（ b）部分表示照射到与目标照射区域相对的邻近位置的侵入光。上照光（u ）部分形成人为天空辉光。眩光（g）（如图中前照光（ f）部分所示）会损害视力。低强度的眩光只是令人不适，但高强度的眩光则会使视线模糊，严重妨碍视觉功能。图 6: lcs 立体角ies 和国际暗天协会（international dark-sky asso

13、ciation，ida ）已联合发布灯光法规范本（model lighting ordinance，mlo ）， 帮助地方政府确立与侵入光、天空辉光和眩光相关的户外照明标准3。mlo 采用了 ies 在照明手册第十版及ies tm-15-11中对户2 ida 与ies 联合发布之灯光法规范本与用户指南（joint ida - ies model lighting ordinance（mlo ）with user guide）， 2011 年6月15 日， /pdf/mlo/mlo_final_june2011.pdf3 同上。volume 2: issue 1 : 200

14、9 international dar关键词bvhbacklight very high （超高强度后照光）uhuplight high （高强度上照光）fvhforward light very high （超高强度前照光）bhbacklight high （高强度后照光）uluplight low （低强度上照光）fhforward light high （高强度前照光）bmbacklight medium （中强度后照光）fmforward light medium （中强度前照光）blbacklight low （低强度后照光）flforward light low （低强度前照光）图

15、图6xlamp xt-e路灯参考设计版权所有 ? 2013 cree, inc.保留所有权利。本文所列信息若有更改，恕不另行通知。cree?、cree 徽标和 xlamp?均为cree, inc.的注册商标， sc3 technology? led platform为cree, inc.的商标。如需了解产品规格，请参阅上提供的数据手册。如需了解保修信息，请发送电子邮件至，联系cree 销售部。 外灯具后照光、上照光和眩光（bug ）分类的定义4。mlo 定义了五个照明区每个区所适用的光线强度限值。表3 介绍了 mlo 所定义的 照明区5。照明区推荐的使用场所或区域照明区划分注意事项lz-0照明

16、区 0 应用于不需要永久照明的区域，使用此区时，其照明强度和照明时间有所限制。lz-0 通常包括尚未开发的空地、野生公园和动植物保护区以及天文台附近区域，或者保护黑暗环境至关重要的任何其他区域。对于此区的任何永久性照明设备，应进行特别检查。一些农村社区可能选择对住宅区应用lz-0 。对于荒野区、公园和动植物保护区以及未开发的农村，建议以此作为默认区。包括野生动物保护区及廊道。lz-1照明区 1 适合需要较低强度环境照明的区域。这些区域通常包括单户和双户住宅社区、乡镇中心、商业园及夜间活动通常比较有限的其他商业或工业/ 储存区。也可能包括公园和其他自然景致中已开发的区域。对于农村和低人口密度住宅

17、区域，建议以此作为默认区。包括单户或双户住宅区、农业区、农村住宅区、商业园以及其中已开发区域包括动植物保护区的空地。lz-2照明区 2 适合需要中等强度环境照明的区域。这些区域通常包括多户住宅区、 机构住宅区、学校、教堂、医院、宾馆/ 汽车旅馆、内有夜间活动丰富的重要住宅区的商业和 / 或商务区、服务于邻近居民的娱乐和运动场所和/ 或以住宅为主的综合开发区。可包含被划分为lz-1 区的区域中的户外销售或工业区。对于轻型商用设备业务区和高人口密度或综合住宅区，建议以此作为默认区。包括邻近商业区、教堂、学校和附近的康乐设施，以及夜间使用需求或照明需求适中的轻工业区。lz-3照明区 3 适合需要较高

18、强度照明的区域。这些区域通常包括商业走廊、高人口密度城郊商业区、城镇中心、综合区、夜间活动比较丰富的工业用途区及货运场和火车站、使用频率较高的娱乐和运动场所、地区购物中心、汽车经销点、 加油站及其他夜间活动较多的外部零售区。对于大城市商业区，建议以此作为默认区。包括商业区、商务综合区以及重工业和/ 或制造业区。lz-4照明区 4 适合需要很高强度环境照明的区域。lz-4 应仅用于特殊情况，大部分城市都不宜采用此区。lz-4 可用于极不寻常的安装环境，例如高人口密度娱乐区和重工业区。不是默认区。包括高人口密度商业或工业区。图 3: mlo 定义的照明区每个 bug 部分对应的最大流明水平如表4、

19、表 5 和表6所示6。次级立体角b0b1b2b3b4b5后照光 / 侵入光bh110500100025005000 5000bm2201000250050008500 8500bl110500100025005000 5000图 4: 后照光额定值（最大照明区流明）次级立体角u0u1u2u3u4u5上照光 / 天空辉光uh010505001000 1000ul010505001000 1000图 5: 上照光额定值（最大照明区流明）4 户外灯具分类系统（luminaire classification system for outdoor luminaires）， ies tm-15-11，w

20、/store/product/luminaire-classification-system-for-outdoor-luminaires-1103.cfm5 ida 与ies 联合发布之灯光法规范本与用户指南（joint ida - ies model lighting ordinance（mlo ）with user guide），同前。6 户外灯具分类系统（ luminaire classification system for outdoor luminaires），附录 a，同前。表表表7xlamp xt-e路灯参考设计版权所有 ? 2013 cree, in

21、c.保留所有权利。本文所列信息若有更改，恕不另行通知。cree?、cree 徽标和 xlamp?均为cree, inc.的注册商标， sc3 technology? led platform为cree, inc.的商标。如需了解产品规格，请参阅上提供的数据手册。如需了解保修信息，请发送电子邮件至，联系cree 销售部。 次级立体角g0g1g2g3g4g5眩光/ 令人不适的光fvh10100225500750 750bvh10100225500750 750fh66018005000750012000 12000bh110500100025005000 5000图 6: type iii灯具的眩

22、光额定值（最大照明区流明）mlo 针对户外照明设备安装制定了两套评估系统。一套评估方法指定待照明场所的流明限值。另一评估方法指定不同安装参数条件下，每个照明区的 b、u和g值。这样，可以根据待照明场所的照明区，对具有不同bug 额定值的灯具进行评估。例如，路灯是安装于靠近还是远离物业界线的位置，将确定是需要较高还是较低的b额定值。能源之星目前对路灯还没有相关要求，不过，designlights consortium对户外杆型 /悬臂式灯具提出了一定要求，如表7所示7。特征应用户外杆型 / 悬臂式道路和区域用灯具户外杆型 / 悬臂式装饰用灯具最小光输出1000 lm1000 lm区域流明密度 1

23、00%： 0 90 ， 10%： 80 90 65% ：0 90 最小灯具光效70 lm/w60 lm/w允许的相关色温（依照ansi c78.377-2008） 5700 k 5700 k最小显色指数6565l70 流明维持率50000小时50000 小时最短灯具保修期5 年5年图 7: designlights consortium对高棚灯具的要求2. 确定设计目标表8 列出了本项目的设计目标。灯具光效目标值旨在展示xlamp xt-e led在此应用中的性能。功率目标值旨在体现以120 w led路灯作为 250 - 400 w高压钠路灯和金卤路灯替代品的行业趋势。流明输出目标值是上述两

24、项目标值的乘积。7 技术要求表 2.0 版，/solidstate.manufacturer.requirements.php表表8xlamp xt-e路灯参考设计版权所有 ? 2013 cree, inc.保留所有权利。本文所列信息若有更改，恕不另行通知。cree?、cree 徽标和 xlamp?均为cree, inc.的注册商标， sc3 technology? led platform为cree, inc.的商标。如需了解产品规格，请参阅上提供的数据手册。如需了解保修信息，请发送电子邮件至，联系cree 销售部。 特征单位最低目标预定目标照度分布i

25、es type iiiies type iii功率w120 90光输出lm10800 10800相关色温（ cct）k57005700显色指数（ cri ）75 75功率因数0.9 0.9图 8: 设计目标本参考设计不是针对特定照明区或安装位置而制定，我们也没有设定特定的bug 额定值设计目标。3. 估算光学系统、热系统和电气系统的效率我们采用 cree 的“产品特性工具”（简称“pct ”）来确定本设计的驱动电流8。对于 10800流明的目标，我们估算光效为90% ，驱动电源效率为 90% 。我们还估算焊点温度（tsp）为 50 c。图7 中突出显示的 pct输出是本参考设计所考虑的方案。对

26、于r3 或r4 通量代码，在 500 - 650 ma时， 56 - 70个xt-e led的光输出足以满足设计目标。为使用最少数量的led 来满足设计目标，我们使用56 个工作电流为 650 ma的xt-e led。图 7: led 数量和驱动电流对应的 pct 输出设计理念本路灯设计使用现有的led 路灯外壳和散热片。xt-e 路灯是一种模块化设计，其中，14 个xlamp xt-e led安装于一个矩形散热片上，形成一个模块。模块数量及每个模块上的led 数量可以进行相应的调整，以获得不同的光输出水平。二次光学元件用于获得所需的光束 图样。二次光学元件与散热片之间的o 形环提供环境保护。

27、驱动电源位于不锈钢路灯外壳内部远离散热片的位置。8 可访问以下网址获取 pct：system:10,80090%型号通量r3 122tsp (oc)50r4 130tsp (oc)50价格-$ -$ 型号通量价格系统总通量系统led数量系统光效系统功率系统总通量系统led数量系统光效系统功率0.35011554.698103.7111.47512312.398110.4111.4750.40011099.584100.6110.34211827.384107.2110.3420.45012250.98497.7125.35110878.570104.1104.4590.50011133.370

28、95117.13411863.370101.3117.1340.55012023.77092.5129.96112812.17098.6129.9610.60012881.77090.1142.9310981.15696114.3440.65010966.95687.9124.824116865693.6124.8240.70011602.15685.7135.39212362.95691.3135.3920.75012217.35683.6146.06313018.55689.1146.0630.80012808.15681.7156.811136485687156.811电流（a）led

29、1led 2cree xlamp xt-e awt x14cree xlamp xt-e awt x14target lumens :optical efficiency:图表9xlamp xt-e路灯参考设计版权所有 ? 2013 cree, inc.保留所有权利。本文所列信息若有更改，恕不另行通知。cree?、cree 徽标和 xlamp?均为cree, inc.的注册商标， sc3 technology? led platform为cree, inc.的商标。如需了解产品规格，请参阅上提供的数据手册。如需了解保修信息，请发送电子邮件至，联系cree 销售部。 散热要求适当的热管理是确保任

30、何基于led 的灯或灯具设计获得成功的重要因素。和大多数基于led 的灯具设计一样，此路灯设计也需要使用散热片进行散热。本设计中的散热片（如图8 所示）由铝型材制成，一侧加工为平坦表面，与定制的金属芯印刷电路板（mcpcb）之间具有出色的热接触。平坦表面边缘附近的凹槽便于安装硅酮o 形环。 o 形环具有环保密封功能，防止led 接触污染物。图 8: xt-e 路灯散热片本原型路灯设计不仅包含散热片，而且路灯外壳也位于散热路径中。这样有助于使热量最大限度地传递至环境中。此外，路灯外壳顶部和底部均有通气孔，便于气流流经散热片。外壳内部散热片彼此之间有一定的距离，便于空气流通。正式投产的路灯其顶部可

31、能没有此类通气孔。取而代之的是对外壳顶部加以设计，使之在允许气流通过的同时，还可避免碎屑进入。为了验证本设计的散热性能，cree 进行了热模拟。图9 显示了在 25 c常温工作环境下以稳定状态运行时模块横截面的热模拟情况。模拟焊点温度为 46 c。图10xlamp xt-e路灯参考设计版权所有 ? 2013 cree, inc.保留所有权利。本文所列信息若有更改，恕不另行通知。cree?、cree 徽标和 xlamp?均为cree, inc.的注册商标， sc3 technology? led platform为cree, inc.的商标。如需了解产品规格，请参阅上提供的数据手册。如需了解保修

32、信息，请发送电子邮件至，联系cree 销售部。 图 9: xt-e 路灯模块热模拟二次光学元件为满足 type iii光束图样的要求，我们与ledlink optics inc.合作，专为本设计定制了二次光学元件9。如图 10 所示，每个 led 的光学元件的效率均为90% 。14 个光学元件模制到一个矩形光学模块中，光学模块安装到散热片上。光学模块将光学元件置于7 x 2 模型中，且每个光学元件均位于相应的led 上方。图 10: xt-e 路灯光学元件的 2个视图图 11: xt-e 路灯光学模块驱动电源电子元件对于本路灯设计，cree 选择使用通用输入电压恒流驱动电源，如图12 所示10

33、。此驱动电源的防护（ip ）等级为 ip65 。驱动电源位于路灯外壳内部远离散热片的位置。9 model ll14cr-aoc65150202，ledlink optics inc.，www.ledlink-10 model hlg-120h-48a，mean well isa, inc.，图图图11xlamp xt-e路灯参考设计版权所有 ? 2013 cree, inc.保留所有权利。本文所列信息若有更改，恕不另行通知。cree?、cree 徽标和 xlamp?均为cree, inc.的注册商标， sc3 technology? led platform为cree, inc.的商标。如需了

34、解产品规格，请参阅上提供的数据手册。如需了解保修信息，请发送电子邮件至，联系cree 销售部。 图 12: xt-e 路灯驱动电源4. 计算所需的 led 数量 pct输出表明，56 个xlamp xt-e led的光输出足以满足设计目标。为确保在满足dlc 要求的同时，获得最佳光效，我们为本参考 设计选择冷白光 led ，如表 9中黄色部分所示。有赖于此款xt-e led 光源的定向性及125 的光束发散角度，直射向灯具开口的光通量要高于高压钠灯或金卤灯的球面照明轮廓。通过选用中级光通量分档的led ，我们确保了使用市场上随处可以买到的led 即可达到本设计的目标。xlamp xt-e标准套

35、件代码 - 白色色度最小光通量（ lm ）（350 ma时）*订购代码套件相关色温（cct ）代码通量（lm ）无最小显色指数最小显色指数为 70最小显色指数为 80ansi 冷白（ 5000 k 8300 k ）516200 kr5139xteawt-00-0000-000000h51xteawt-00-0000-00000bh51r4130xteawt-00-0000-000000g51xteawt-00-0000-00000bg51xteawt-00-0000-00000hg51r3122xteawt-00-0000-000000f51xteawt-00-0000-00000bf51xt

36、eawt-00-0000-00000hf51r2114xteawt-00-0000-00000he51536000 kr5139xteawt-00-0000-000000h53xteawt-00-0000-00000bh53r4130xteawt-00-0000-000000g53xteawt-00-0000-00000bg53xteawt-00-0000-00000hg53r3122xteawt-00-0000-000000f53xteawt-00-0000-00000bf53xteawt-00-0000-00000hf53r2114xteawt-00-0000-00000he5350620

37、0 kr5139xteawt-00-0000-000000h50xteawt-00-0000-00000bh50r4130xteawt-00-0000-000000g50xteawt-00-0000-00000bg50xteawt-00-0000-00000hg50r3122xteawt-00-0000-000000f50xteawt-00-0000-00000bf50xteawt-00-0000-00000hf50r2114xteawt-00-0000-00000he50图 9: xt-e led订购代码5. 考虑所有设计方案从全球大量的 led 路灯项目可以看出，led 路灯的设计方法可谓

38、不计其数。本参考设计只是展示基于xlamp xt-e led的优质路灯的一种设计方法。另外还有众多现代风格、传统风格和装饰风格的路灯设计。图表12xlamp xt-e路灯参考设计版权所有 ? 2013 cree, inc.保留所有权利。本文所列信息若有更改，恕不另行通知。cree?、cree 徽标和 xlamp?均为cree, inc.的注册商标， sc3 technology? led platform为cree, inc.的商标。如需了解产品规格，请参阅上提供的数据手册。如需了解保修信息，请发送电子邮件至，联系cree 销售部。 6. 完成最后步骤：实施和分析本部分展现了 cree 使用自

39、己的 xlamp xt-e led制作原型路灯所采用的方法，并阐述了光学和电气结果。原型制作详细信息此原型设计的本质是组装四个led 模块，每个模块均带有14 个xlamp xt-e led，然后将模块与驱动电源组装在一起，制作一个基于led 、具有 type iii光束图样的路灯。原型制作步骤详述如下。1. 我们验证组件尺寸，以确保正确的匹配。2. 遵照 xlamp xt系列 led 的建议11，我们使用相应的焊膏，根据回流温度曲线将14 个xt-e led以串联形式回流焊接到每块 mcpcb上。3. 使用异丙醇清洁焊剂残留物。4. 在mcpcb的背面涂抹一层薄薄的导热化合物12，并用螺丝将

40、 mcpcb固定到散热片上。请参阅cree 的化学相容性应用说明，了解可安全用于 xlamp led的化合物13。5. 将驱动电源直流输出线从每个散热片的孔中穿出，并焊接到mcpcb上相应的端接焊盘。图13 显示的是此步骤完成后的模块。然后，将四个模块并联。图 13: 安装到散热片上的 led 和mcpcb6. 给led 通电以测试连接并验证led 可点亮。7. 由于路灯是在户外环境工作，因此led 可能会接触有害的物质。为避免这一点，我们在每个散热片的凹槽中安装了一个硅酮o 形环。这样可以避免污染物进入led mcpcb与光学模块之间。和导热化合物一样，硅酮o 形环也适合与 xlamp le

41、d一起使用14。8. 将光学模块安放到每个散热片上并用螺丝予以紧固，如图14 所示。11 cree xlamp xt系列led 焊接和处理，应用说明 ap107 ， timtronics silver ice 710ns， cree xlamp led化学相容性，应用说明 ap63 ， 同上。图13xlamp xt-e路灯参考设计版权所有 ? 2013 cree, inc.保留所有权利。本文所列信息若有更改，恕不另行通知。cree?、cree 徽标和 xlamp?均为cree, inc.的注册商标， sc3 technology? led platform为cree, inc.的商标。如需了解

42、产品规格，请参阅上提供的数据手册。如需了解保修信息，请发送电子邮件至，联系cree 销售部。 图 14: 安装到散热片上的 led 模块9. 用螺丝将模块紧固到外壳上。10. 用螺丝将驱动电源紧固到外壳上。11. 闭合外壳并使用随附的夹子予以紧固。12. 进行最后的测试。结果散热结果为验证散热片的散热性能，我们使用热电偶测得稳态焊点温度为46 c。此散热性能与热模拟情况完全一致。根据实测焊点温度，结点温度（tj）可计算如下。tj = tsp + （led 功率 *led 热阻）tj = 46 c +（1.95 w）/ * 5 c/w）tj = 56 cled 估算寿命我们采用环境保护署（epa

43、 ）的 tm-21计算器来确定在1 a 输入电流、 46 c 表面温度条件下xlamp xt-e led的计算寿命和报告寿 命15。cree 的xt-e lm-80数据集在 55 c、85 c和105 c 条件下的持续有效时间为6048 小时。 tm-21 方法将预测寿命限定为lm-80数据集持续有效时间的六倍。对于 xt-e led，报告的 l70 （6k ）寿命超过 36000小时，计算的 l70 （6k ）寿命为 2518000小时，因此，我们预计xt-e 路灯的 l70 寿命会轻松超过 50000 小时（每个 led 均在 650 ma的电流下工作）。15 能源之星 tm-21 计算器

44、可通过以下网址获取：/tm-21calculator。图14xlamp xt-e路灯参考设计版权所有 ? 2013 cree, inc.保留所有权利。本文所列信息若有更改，恕不另行通知。cree?、cree 徽标和 xlamp?均为cree, inc.的注册商标， sc3 technology? led platform为cree, inc.的商标。如需了解产品规格，请参阅上提供的数据手册。如需了解保修信息，请发送电子邮件至，联系cree 销售部。 光学结果通过对 60 分钟稳定时间过后稳态下的原型路灯进行测试，我们获得了表10 中的结果16。路灯可以非常有

45、效地提供所需的ies type iii照度分布。 xlamp xt-e led具有宽广的色度范围，通过选择正确的xt-e led分档，可以满足各地方政府的不同要求。特征单位结果照度分布ies type iii功率w119灯具光效lm/w97光输出lm11541相关色温（ cct）k5700显色指数（ cri ）80功率因数0.97图 10: xt-e 路灯稳态结果图15 中的测角极坐标图显示，xt-e 路灯具有始终如一的光束形状和ies type iii光强分布。图 15: xt-e 路灯的测角极坐标图（单位：最高坎德拉）我们使用 dialux软件模拟道路上所安装的xt-e 路灯产生的照明效果

46、17。图 16 显示了路灯的模拟安装位置。插图显示了安装位置的各个 尺寸。路灯之间的模拟距离为三十米。图17 显示了模拟道路的尺寸。16 测试在 cree 的上海技术中心使用 1.5 米积分球和 a类测角计进行。路灯的ies 文件可在 dialux 4.9，dial gmbh，www.dail.de 图表15xlamp xt-e路灯参考设计版权所有 ? 2013 cree, inc.保留所有权利。本文所列信息若有更改，恕不另行通知。cree?、cree 徽标和 xlamp?均为cree, inc.的注册商标， sc3 technology? led platform为cree, inc.的商标

47、。如需了解产品规格，请参阅上提供的数据手册。如需了解保修信息，请发送电子邮件至，联系cree 销售部。 图注(1) 10.0 m(2) 1.3 m(3) 0(4) 1.5 m0.0030.00 m0.0021.00 m图 16: xt-e 路灯模拟安装位置图 17: xt-e 路灯模拟道路的尺寸图18 显示了一段道路上12 个xt-e 路灯的模拟照明效果，道路每侧各6个路灯，两侧一一相对。图注颜色fclx000.353.750.707.51.0511.251.39151.7418.752.0922.52.4426.252.7930图 18: dialux模拟的xt-e 路灯美国国家道路照明标准

48、惯例（american national standard practice for roadway lighting）18推荐了多种道路照明评估方法。 照度法可以评估照射到路面的光线强度，并根据道路类型和路面及行人流量给出相应的推荐值。表11 显示了照度法推荐值及与照度法相关的 xt-e 路灯评估结果。推荐值适用于由深色沥青铺就、行人流量较高的城市快速路。均匀度比是通过将平均照度值与最小值进行比较，衡量道路照度的均匀性。光度耗散比表示阻挡驾驶员视线的眩光。这两个比值的推荐值是允许的最大值。18 美国国家道路照明标准惯例（american national standard practice

49、for roadway lighting），ansi/iesna rp-8-2000图图图16xlamp xt-e路灯参考设计版权所有 ? 2013 cree, inc.保留所有权利。本文所列信息若有更改，恕不另行通知。cree?、cree 徽标和 xlamp?均为cree, inc.的注册商标， sc3 technology? led platform为cree, inc.的商标。如需了解产品规格，请参阅上提供的数据手册。如需了解保修信息，请发送电子邮件至，联系cree 销售部。 最小照度均匀度比eavg/emin光度耗散比lvmax/lavgrp-8-2000推荐值14 lx3.00.3x

50、t-e 路灯评估结果20 lx1.70.1图 11: 使用照度法评估 xt-e 路灯亮度法可以通过确定驾驶员方向路面反射的光线强度来评估道路的“亮度”，并根据道路类型和路面及行人流量给出相应的推荐值。 表12 显示了亮度法推荐值及与亮度法相关的xt-e 路灯评估结果。推荐值适用于由深色沥青铺就、行人流量较高的城市快速路。均匀度比是通过将平均亮度值与最小值进行比较，衡量道路亮度的均匀性。这两个比值的推荐值是允许的最大值。最小平均流明均匀度比lavg/lmin光度耗散比lvmax/lavgrp-8-2000推荐值1.0 cd/m23.00.3xt-e 路灯评估结果1.2 cd/m21.50.1图 12: 使用亮度法评估 xt-e 路灯根据 dialux 模拟部分的计算结果显示，xt-e 路灯的相关参数评估结果均优于照度法