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LED路燈面臨的主要技術(shù)問題(二)

2024-08-07 10:44:05
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要想使LED驅(qū)動(dòng)電路呈現(xiàn)恒流特性,從驅(qū)動(dòng)電路的輸出端向內(nèi)看,其輸出內(nèi)阻抗一定是高的。工作時(shí),負(fù)載電流也同樣通過這一輸出內(nèi)阻抗,如果驅(qū)動(dòng)電路由降壓、整流濾波電路加直流恒流源電路或通用的開關(guān)電源加電阻電路組成,則在其上必定也消耗很大的有功功率,所以,此類驅(qū)動(dòng)電路在基本滿足恒流輸出的前提下,效率是不可能高的。正確的設(shè)計(jì)方案是采用有源電子開關(guān)電路或采用高頻電流來驅(qū)動(dòng)LED,采用這兩種方案可以使驅(qū)動(dòng)電路在保持良好的恒流輸出特性的前提下仍具有很高的轉(zhuǎn)換效率綜合以上對LED路燈在市場前景及技術(shù)問題方面的分析可以看出,影響其應(yīng)用的因素如下。

①LED路燈造價(jià)較高,不利于推廣普及。當(dāng)前同等照度設(shè)計(jì)的LED光源價(jià)格大約相當(dāng)于傳統(tǒng)光源的4倍(不過在路燈產(chǎn)品中,光源部分占總成本的比例并不高,所以在工程安裝中的成本提高比例也不會太高,應(yīng)用的空間還是比較大的),雖然目前初步解決了LED路燈的散熱問題,但是過高的價(jià)格和過重的燈頭仍然會阻礙LED路燈的普及。

②照明角度偏小,不均勻,顯色指數(shù)偏低,光學(xué)、散熱設(shè)計(jì)復(fù)雜。在當(dāng)前技術(shù)下的光通量還不夠,光效太低,品質(zhì)難以保證。LED路燈模塊化的可靠性仍需提高,驅(qū)動(dòng)電路等因素也會造成LED路燈的失效。

③無論是單點(diǎn)光源還是多點(diǎn)光源的LED路燈都存在著散熱難的問題。一盞采用250W高壓鈉燈的路燈,由于技術(shù)較成熟,散熱控制得好,即使工作5000h,光衰仍然較小,發(fā)光效率還可以達(dá)到70%以上。以目前的技術(shù),在相同條件下大功率LED路燈由于散熱問題不易解決,光衰較大,發(fā)光效率會下降到30%。如果想用加大電壓、電流的方法提高光效,很容易造成LED芯片出現(xiàn)早衰現(xiàn)象。

④LED路燈射程短,因此還需要進(jìn)一步加強(qiáng)LED路燈在較高高度下應(yīng)用的研究工作。

⑤光源維護(hù)不方便,市場上沒有標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品配購,需要送至原生產(chǎn)廠家維修,且需整套更換。

⑥原建設(shè)部制定的路燈設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(CJ45-2006)于2007年7月1日開始執(zhí)行,其中未提到使用LED路燈的問題。在此,相關(guān)部門要組織有關(guān)人員認(rèn)真討論,采用LED路燈是否符合上述設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)或需要提出哪些補(bǔ)充修改意見作為正式的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求。

⑦沒有統(tǒng)一LED光源標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)前設(shè)計(jì)和制造標(biāo)準(zhǔn)比較混亂,損壞比例高,影響了LED壽命長的優(yōu)勢。

⑧LED路燈目前面臨的主要問題是無標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,無法全面推廣,其中LED用于路燈的幾個(gè)主要參數(shù)(如色溫、顯色性和眩光等)尚未確定。

⑨目前未制定采用LED路燈的路面測試方法標(biāo)準(zhǔn),未制定LED路燈的燈具(含LED燈)標(biāo)準(zhǔn),未提出LED路燈的主要參數(shù)(包含色溫、顯色指數(shù)、眩光、發(fā)光強(qiáng)度或照度、角度以及熱阻和可靠性等指標(biāo))要求,未制定LED路燈的燈具測試方法標(biāo)準(zhǔn)。

目前,照明用LED的***大特點(diǎn)是具有定向發(fā)射光的功能,因?yàn)楣β市蚅ED幾乎都裝有反射器,并且這種反射器的效率都明顯高于燈具的反射器效率。另外,LED在光效檢測時(shí)已經(jīng)包括了自身反射器的效率。采用LED的道路燈具應(yīng)盡可能地利用LED定向發(fā)射光的特性,使燈具中的各個(gè)LED分別直接把光線射向被照路面的各個(gè)區(qū)域,再利用燈具反射器的輔助配光來實(shí)現(xiàn)很合理的道路燈具的綜合配光。應(yīng)該說,要真正滿足符合CJ45-2006、CI31以及CIE115標(biāo)準(zhǔn)的照度和照度均勻度要求,燈具內(nèi)應(yīng)包含三次配光的功能。而帶反射器并且具有合理的光束輸出角度的LED本身就具有良好的一次配光功能。在燈具內(nèi),按照路燈高度及路面寬度設(shè)計(jì)各個(gè)LED的安裝位置和發(fā)射光的方向就能實(shí)現(xiàn)良好的二次配光功能。在此類燈具中的反射器只作為輔助的三次配光手段來保證道路照度更高的均勻度。

在實(shí)際的道路照明燈具設(shè)計(jì)中,可在基本設(shè)定每一個(gè)LED投射方向的前提下,把每一個(gè)LED用球形萬向節(jié)固定在燈具上,當(dāng)燈具使用于不同的高度和照射寬度時(shí),可通過調(diào)整球形萬向節(jié)使每一個(gè)LED的照射方向都達(dá)到滿意的效果。在確定每一個(gè)LED的功率、光束輸出角度時(shí),可根據(jù)E(kx)=(cd)D(m)(光強(qiáng)和照度距離平方反比定律),分別計(jì)算出各個(gè)LED在基本選定光束輸出角度時(shí)應(yīng)該具備的功率,并且可以通過調(diào)整各個(gè)LED的功率以及LED驅(qū)動(dòng)電路輸出給每一個(gè)LED的功率來使每一個(gè)LED的光輸出都達(dá)到預(yù)計(jì)值。這些調(diào)整手段都是采用LED光源的道路燈具所特有的,充分利用這些特點(diǎn)就能在滿足路面照度和照度均勻度的前提下降低照明功率密度,達(dá)到節(jié)能的目的。

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