LED應(yīng)用于照明領(lǐng)域，是目前我國(guó)乃至世界照明界的熱門(mén)話(huà)題，通過(guò)從業(yè)人員的不斷努力，目前照明用白光LED在通常的照明工作條件下的系統(tǒng)效率（包括驅(qū)動(dòng)電路），已達(dá)到40lm/w，再加上照明用LED制造成本的大幅下降，所以照明用白光LED已具備應(yīng)用到一些照明領(lǐng)域的商用條件。

但是，由于我國(guó)從計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)代以來(lái)很多年的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)分布所造成的局面，使得目前制造照明LED的產(chǎn)業(yè)群體往往缺乏對(duì)照明電器基本知識(shí)和要求的了解，而傳統(tǒng)的照明燈具生產(chǎn)群體也往往缺乏對(duì)照明用LED特性的深入了解，在設(shè)計(jì)和應(yīng)用中沒(méi)有充分地利用LED的特點(diǎn)，進(jìn)行揚(yáng)長(zhǎng)避短的使用，所以造成了在照明LED應(yīng)用到照明裝置中時(shí)，產(chǎn)生很多不合理的錯(cuò)誤設(shè)計(jì)。

本文就目前照明用LED應(yīng)用于道路燈具中的一些主要問(wèn)題，提出如下的見(jiàn)解。

一、照明用LED在道路燈具中使用的特長(zhǎng)

1. 普通道路照明燈具的現(xiàn)狀和缺陷

目前道路燈具中普遍采用的光源是高壓鈉燈或金屬齒化物燈，這兩種光源的最大特點(diǎn)是，發(fā)光的電弧管尺寸小，由尺寸很小的電弧管產(chǎn)生很大的光輸出，并且具有很高的光效，前者包括配套電器，可達(dá)110 lm/w，后者包括配套電器可達(dá)80 lm/w。但這類(lèi)光源應(yīng)用在道路燈具中時(shí)，只有40%左右的光是直接透過(guò)玻璃罩到達(dá)路面的，其他的光是通過(guò)燈具反射器再投射出燈具的，目前普遍采用此類(lèi)光源的傳統(tǒng)燈具基本都存在兩個(gè)不足。

一是燈具直接照射的方向上照度很高，在次干道上可達(dá)50 lx以上，這一區(qū)域?qū)儆诿黠@的過(guò)度照明，而兩個(gè)燈具的光照交叉處的照度僅為燈下照度的40%～20%。

二是此類(lèi)燈具的反射器的效率一般僅為50%~60%，所以有60%左右的光輸出在燈具內(nèi)，是在損失了40%~30%后再投射到路面上的。 此類(lèi)燈具的總體效率一般都在70%左右（國(guó)際著名品牌的此類(lèi)道路燈具其效率可達(dá)到80%），并且上述的過(guò)度照明區(qū)域中過(guò)多的照度也屬于浪費(fèi)。

此類(lèi)燈具的總體效率一般都在70%左右（只有國(guó)際著名品牌的此類(lèi)道路燈具其效率可達(dá)到80%），并且上述的過(guò)度照明區(qū)域中過(guò)多的照度也屬于浪費(fèi)。綜合分析上述傳統(tǒng)的道路燈具其綜合的有效照明效率（扣除過(guò)度照明部分）僅為50%。也因?yàn)樯鲜鲈颍壳拔覈?guó)次干道的照明效果（路面照度和照度的均勻度）基本都達(dá)不到CJJ45-2006和CIE31以及CIE115標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2.目前采用LED光源的道路燈具的配光現(xiàn)狀

目前LED在道路燈具中使用的最普遍形式主要有兩類(lèi)，一類(lèi)是采用傳統(tǒng)的道路燈具外殼，只是在燈具內(nèi)，在一個(gè)幾乎是平板的安裝面（也是反光面）上，裝上了矩陣式的LED，這種設(shè)計(jì)方式是不可能得到良好的燈具配光的。

另一類(lèi)是把多個(gè)LED集成在一個(gè)圓形的區(qū)域內(nèi)（區(qū)域直徑大約為30mm~40mm），使這一小區(qū)域的光輸出密度接近高強(qiáng)度氣體放電燈，再利用燈具反射器進(jìn)行配光，但這種設(shè)計(jì)方式的燈具分布光度也不會(huì)優(yōu)于傳統(tǒng)的道路燈具，并且由于在一個(gè)很小的區(qū)域內(nèi)集成了高密度的LED，使LED的散熱情況明顯不良，不僅影響到LED的發(fā)光效率，而且也往往影響到LED的使用壽命。

3.照明用LED的特長(zhǎng)及應(yīng)用

目前照明用LED的最大特點(diǎn)是具有定向發(fā)射光的功能，因?yàn)槟壳肮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的光效檢測(cè)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的定向發(fā)射光的特性，使道路燈具中的各個(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(lái)實(shí)現(xiàn)很合理的道路燈具的綜合配光。

應(yīng)該說(shuō)，道路燈具要真正做到符合CJJ45-2006和CIE31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才能比較好地實(shí)現(xiàn)。，而帶反射器的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)，能按照路燈具高度及路面寬度設(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(lèi)燈具中的反射器，只作為輔助的三次配光手段，來(lái)保證道路照度更好的均勻度。

目前各級(jí)政府都大力推行節(jié)能減排，在室內(nèi)照明中，已經(jīng)強(qiáng)制執(zhí)行照明功率密度（LPD）的限值。我國(guó)的道路照明節(jié)能認(rèn)證的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)《道路照明燈具節(jié)能認(rèn)證技術(shù)要求》將在明年初完成，該技術(shù)要求提出了道路照明功率密度（LPD）的考核要求，其核心部分是在滿(mǎn)足道路路面的照度和照度均勻度的前提下盡可能地降低照明功率密度（單位：W/m2），從而達(dá)到節(jié)能的目的。

上述采用LED的道路燈具的設(shè)計(jì)思路正是迎合了《道路照明燈具節(jié)能認(rèn)證技術(shù)要求》考核要求。目前加拿大政府已經(jīng)按道路照明功率密度（LPD）的要求，推行其道路照明節(jié)能工作，估計(jì)在不遠(yuǎn)的將來(lái)會(huì)有更多的國(guó)家按LPD的要求推行其道路照明節(jié)能工作。

在實(shí)際的道路照明燈具的設(shè)計(jì)中，可采用在基本設(shè)定每一個(gè)LED設(shè)射方向的前提下，把每一個(gè)LED用球形萬(wàn)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(guò)調(diào)整球形萬(wàn)向節(jié)使每一個(gè)LED的照射方向都達(dá)到滿(mǎn)意的結(jié)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（lx）=I（cd）/D（m）2 （光強(qiáng)和照度距離平方反比定律），分別計(jì)算出各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(guò)調(diào)整各LED的功率以及LED驅(qū)動(dòng)電路輸出給每一個(gè)LED不同的功率來(lái)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)就能實(shí)現(xiàn)在滿(mǎn)足道路路面的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。

結(jié)論語(yǔ)

LED作為一種新穎的固體光源，具有生產(chǎn)過(guò)程及產(chǎn)品幾乎無(wú)污染，不怕震動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)0~100%的連續(xù)調(diào)光，可在特低電壓下工作，可連續(xù)工作于開(kāi)關(guān)、閃斷的工作狀態(tài)以及其輸出光具有定向性等諸多的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，近年來(lái)在其光效和光色上的明顯進(jìn)步已使它能進(jìn)入商業(yè)化應(yīng)用，但是在設(shè)計(jì)使用時(shí)一定要充分關(guān)注LED的特點(diǎn)，進(jìn)行揚(yáng)長(zhǎng)避短的應(yīng)用，才能取得預(yù)期的良好效果。

目前的LED應(yīng)用在道路燈具中，應(yīng)充分發(fā)揮其具有定向光輸出的功能，利用每一單個(gè)LED特定光束輸出角度和不同的光強(qiáng)輸出以及安裝方向的合理設(shè)計(jì)和燈具反射器的作用，實(shí)現(xiàn)三次配光，最大限度地利用LED的直射光和定向性來(lái)保持LED發(fā)射光的充分利用，保持道路照明的均勻性，以此來(lái)防止局部區(qū)域的過(guò)度照明，彌補(bǔ)自身發(fā)光效率的不足，使系統(tǒng)效率得到可觀的提高，在次干道上可取得在照度滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求的前提下，其單位面積的照明能耗比采用高壓鈉燈的燈具節(jié)能約30%的成績(jī)。但LED就現(xiàn)在的能效水平以及輸出光強(qiáng)水平，作為商業(yè)應(yīng)用在主干道路作為主照明，尚有不少差距。 另外，采用LED作為光源的道路燈具，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)在滿(mǎn)足IP防護(hù)的前提下，保證散熱的可靠和持續(xù)有效，LED驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)具有高效率且完善的EMI和EMS的防護(hù)特性。具備這些特點(diǎn)的LED道路燈具不僅照明功率密度（LPD）指標(biāo)好，而且具有輸出光無(wú)頻閃的優(yōu)點(diǎn)，這對(duì)于運(yùn)動(dòng)物的照明是十分有益的。