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大功率LED路灯灯具效率主要取决于哪些因素?
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大功率LED路灯灯具效率主要取决于哪些因素?

来源:东莞七度照明 发布日期:2018.01.11 阅读:1407

    当前我国正在创建资源节约型、环境友好型社会,“绿色照明”的概念也在逐步深入人心。随着科技的不断进步,半导体材料应用技术的高速发展,小功率LED光源已广泛应用于的景观照明,大功率LED路灯也凭借越来越多特点和优势引起各个道路照明场所所应用,广泛应用于:城市道路、人行道、广场、学校、公园、庭院、居住区,厂区以及其他需要室外照明的场所,

大功率LED路灯灯具效率分析
     LED路灯灯具和使用传统光源灯具的光学设计方式是不同的,如何利用LED光源自身的特点来提高LED灯具的灯具效率是LED灯具设计中必须考虑的关键因素;LED路灯灯具设计前期的模拟照度计算是LED灯具配光设计的关键步骤,其目的是将实际要求与模拟计算的结果对比, 再结合灯具外形结构、散热情况等其它条件来决定LED路灯灯具中的LED 光源种类、数量、功率、透镜种类、排布方式等。通过分析LED 灯具的照度计算过程来确定影响LED灯具效率的重要因素从而提高LED 灯具效率。

影响大功率LED路灯灯具效率的主要因素和提升灯具效率的方法
    通过LED灯具的照度计算分析可以看出LED芯片所发出的光通量与透镜的每流明光强值的曲线即配光曲线是影响LED灯具的照明效果的两个最重要的要素。以下通过讨论这两个参数来分析如何提高LED 灯具的灯具效率。

1、LED灯珠在LED路灯灯具内部的排列方式
    大功率LED光源相对于传统光源具有很好的方向性, 目前用光束角来定义LED 的发光角度。国外一般将光束角定义为Full Width Half-Maximum (FWHM),即1/2最大光强值所对应的角度值,两边角度值的夹角即为光束角。LED 是以50%光强值作为边界,有很多光线从光束角以外发射出去,若以光束角作为照明界线这部分光就是浪费,如果充分利用这部分光就会实现提高灯具效率目的。因此在设计LED 灯具时应充分考虑其光束角的特性,利用其方向性好的特点,通过设计LED 芯片的相对位置、倾斜角度、争取将绝大多数光线发射到灯具外部,从而提高大功率LED 灯具的灯具效率。

2、LED灯珠的光通量输出
    结点温度是影响LED芯片的光通量输出的关键因素,LED 的光通量输出随着结温的上升而降低。LED厂家的技术参数手册列出LED 在结点温度为25 ℃ 时的光通量值,而大多数安装在灯具内的LED 芯片由于受到灯具散热条件的限制都具有较高的结点温度,一般结温在75 ℃~90 ℃之间。当结温大于25 ℃时,光通量肯定比LED 技术参数手册给出的值少。以某品牌的XR-E 大功率LED 的结温与光通量输出的关系为例(见图1),当LED 芯片的结温在85 ℃左右时,依照此图光通量输出为25 ℃时85%。因此在设计灯具中应通过散热设计尽量降低LED芯片的结点温度以提高LED 芯片的光通量输出, 从而达到提高灯具效率的目的。



(图一:结点温度曲线)



3、LED路灯灯具灯珠的透镜
    透光率是LED 透镜的一项重要技术参数,直接影响到透镜的使用效果。目前在大功率LED 灯具中通常使用的透镜为全反射式透镜,国内外知名LED 透镜厂家可以将这种透镜的透光率达到89%, 即LED 光源所发出的全部光通量一般有10%以上的损耗。这些损失的光可以被分为三种(见图2): LED 的正上方透镜表面所反射的光、被透镜吸收的光、通过LED 透镜侧面被折射的光。


(图二:透镜光线分布图)


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