文档介绍：LED路灯隧道灯在道路照明中的应用
一、前言
中国照明网技术论文·LED照明
随着LED的光通量超过100lm/W,LED作为功能性照明逐渐被重视,很多国内外的厂商对LED灯具进行了研究。虽然LED道路照明灯具的有效光通量逐渐满足了道路照明要求,但是LED毕竟是一种新型的照明光源,还需要很多研究人员对其进行深入研究。
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二、LED灯具的相关性能研究
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本文主要对道路照明用LED灯的三个方面进行了阐述和研究:灯具散热、灯具配光和灯具的安全。
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(一)灯具的散热
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LED芯片几乎20%的能量转化为光,而80%的能量却以热的形式释放出来,而LED的电压,光通量,光效都会随着温度的升高而线性降低,如图1,图2和图3。
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图 1 光通量随温度的变化曲线
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图2 电压随温度的变化曲线
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图3 光效随温度的变化曲线
另外灯具散热效果也将直接影响灯具的使用寿命,如图4所示。
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图4 使用寿命与结温的关系
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所以如何有效的散热对于发展LED道路照明的关键,主要涉及四个方面:传导(材料热传导系数,施加温度等)、对流(对流换热系数和环境流体温度,表面热流量),辐射(加快辐射的材料)、材料性能(热应力应变分析,热疲劳分析,热致结构失效分析等)。
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对于传导:1、使用快速传热的材料如热管,铜,铝等;2、减小界面热阻;对于对流:1、增大与空气的接触面积;2、加大材料的热容;3、增加对流等。对于辐射:1、采用新型的辐射材料,可以使低于100度的散热器辐射效率升高。对于材料性能:主要考虑热应力应变分析,热疲劳分析,热致结构失效分析等。考虑到上述因素,可设计出较合理的灯具结构(双重散热结构),如图5所示。
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图5 合理散热结构的灯具
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上述灯具设计采用热管通过LED集成模块背面将LED模块的热量快速抽运到灯具两侧,有可上下通风的散热片对其散热;另外一部分热量可由LED模块背后的散热器进行散热。
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(二)灯具配光
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由于道路的差异,需要设计出具有不同配光曲线的灯具,并不是一种配光就可满足不同的需要,但是目前应用较多的,使用量较大的还是如图6所示蝙蝠翼式配光。
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图6 LED路灯的配光效果
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(三)灯具的安全性能
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除了IP等