LED路灯配光方案比较分析[附图].docx
1.ED语灯配光方案比较分析I吃图Ied(1.ightEmittingDiode)是21世纪具有竞争力的新型固体光源,与传统光源相tt具有体枳小、寿命长、转耗低、限制敏速等优势。在道路照明中，随着白光1.ED技术的发展，电粒1.ED的光通不断地高，1.ED取代传统光源用于1.ED路灯将成为趋势。光源在空间各个方向的光强分布印为配比。1.ED路灯配光是使光线尽可能投射到被照路面各个区域，获得符合道路照明要求的光分布，1.ED路灯配光设计是否精确到位是其能否替代传雉路灯的笑键因素之一。探讨1.ED路灯配光对今后1.ED道路照明的系统设计探讨具有重要意义。1 1.ED窗灯配光的特点和要求1.1 1.ED路灯配光形态特点在道路照明中,假如没有对1.ED路灯光源配光.熙熠在路身上的光型为面积较大的圆形光遂，会有部分光破落到路面之外而没有披利用，。为了满意对珞面的亮度、照度、匀称度的要求,目尽可能使得大部分光都分布在道跪面上以提高灯光的利用率，期减不必要的奢侈，通常须要对1.ED窗灯进行配光，1.ED药灯输出的光线照理在踣面上所形成的光型或光班以矩形为佳.。图I1.EC路灯配光示意图1.2 道路照明标准配光要求依据城市道路照明设计标准要求，道路解明中道路分为快速路与主干路、次干路、支路，1.ED道塔照明配光要求标准值应符合表1的规定。表1砥路照明标准信目前的1.ED路灯探讨主要兜中在次干路和支路上的应用,光通量小是1.ED路灯不能应用在主干药上的主要缘由。在主干窗上的应用处有待1.ED技术的探讨和发展。表1逑路照明标准值1.3 1.ED路灯的配光曲展发光强度的空间分布通京称为配光曲坡。在路灯的下方.光强应是掇小,睡着仰角θ增加.光强I增加。函数关系为；即配光曲线表达式。迫路照明单一灯具的志向配光曲或示意图。由于光学设计困雄性，配光形态琳以完全符合函数关系，可以履小Cheta;角的投射范困.削减灯目的间距来得到与称照度。一般来说,希望在配光后能实现宽向度的GdqU。；嫣5S*&rdquo；形配光。图2志向配光曲线2 1.ED路灯配光方案及分析1.ED路灯的配光方案在道跻照明要求的基册上进行,同时要考虑限制眩光和考虑环堞系鼓。对世降照明来说,光效和配光曲线是两个审要参数.目前1.ED第灯配光的方案主要有以下基本形式.2.1 1.EDgg灯的一次配光在功率型：,ED制造Si程中,封装时采纳透康工艺可提高光效率、削减光输出损失、变更光输出特性，1.ED的封装透镜工艺与大功率的1.ED路灯照明一次配光有肯定的吴亲。通过良好的封装携镣的设计,1.ED可以荻得较好的光输出特性。采纳双头透填封袋的1.ED配光，可以将单粒1.ED的光强编出曲线改造成&ldqu。；家蝠登Sdquo;形,以便进一步实现隹个路灯整体光强输出曲线的Cdquo;拓幅冀以dquo;形配光。双头透境一次配光结构和配光曲战.该透镜的设计成为其一次配光核心。图3双头透镜封装的1.ED配光结构和配光曲展示怠图2.2 1.ED路灯的二次配光对1.ED路灯中的大功率1.ED果纳透镜或反光器进一步变更输出光特性,即为1.ED跑灯的二次配光。1.ED路灯的二次配光主要有以下状况。采纳全反射摄锲的1.ED二次配光。光由相对光密介质射向相对光IK介质,当人射向大于临界角时可发生全反射,利用这一原理设计轴对称全反射援康。例如.使得光荣角娈更为±30°范围内，有利于进一步的配光设计。全反射援康。采纳自由曲面透镜的1.ED二次配光。该设计中，采纳了XY轴方向上非对称长方形配光的自由曲面光学元件。例如,在X移上产生±60°的匀称分布的配光,满意道路的长度方向的照明要求，在丫岫上产生±；30°；匀称分布的配光，得到具有矩形光照效果的1.ED&ldqu。；娓蝠巩&rdqu。；形配光。自由曲面设计中西过包括有微分方程法、多管数优化法、多表面同时设计法和剪切法来获得光源光坡分布与照用目标面光线分布匹田。自由曲面透惯。图4全反射透镜图5自由曲面透绕采纳外H透填和反光器的1.ED二次配光。选择合适的透馍和掂物面的反光器，使出射光统满点肯定的要求。外置搪绕和反光器结合。图6外置透慢和反光器的1.ED示意图2.3 1.ED路灯的三次配光1.EC路灯的三次配光是在大功率1.ED一、二次配光完成的基础上，通£1对多个1.ED(单元模组)叠加和空间排列实现，以满怠道路照限平均亮度、平均照度和与棕宸的要求。三次配光有以下几种方式。平面式配光1.ED路灯设计时采纳XY方向非对称的矩形配光的自由曲面光学元件(携镜或反光杯).由于矩形配光在单个1.ED光学元件上已完成.所以整个1.ED路灯只需将该1.ED膜组排列在平板上即可。图7(a为1.ED路灯的平面三t配光示意。2弧面式配光多个1.ED排列组成一个1.ED模组，1.ED模组上的1.ED是采纳轴对标的全反熨的透镜或反光杯进行配光的,通过猫绕型反光杯配光的络射向宽度足以潼盖道路宽度。将1.ED限蛆排列在迎面上，,通赳调整史倒可以在道路方向上产生近乎于矩形光型。图71.EC路灯的三次配光示意图(3)多折面式配光1.ED光或具有良好的方向性,为获汨较好的箔错配光,分别设计各俎的1.ED投射方向负员照耀各自区域.较为简洁的方式是果纳V字型圆方式。在多折面式配光设计时,路灯中各组的大功率1.SD分别安装在不同平面上，通过调整各组相对角度枭获得路灯的光输出特性和近似矩形照明效果,满意道路照明标;隹中的要求。图7(C)为多折面式1.EDgg灯示怠图。(4发光杯式田光通过1.ED反射器的设计来获得造灯灯光的输出特性。为单个1.ED单独设计XY轴方向非对称的反射器.此方案类似于平面式配光，不同的是运用自由曲面反光器.使其荻得光脩出接近于&ldqu。；蜗退我Sdqu。；形，计多个反射器并排列同样可以得到较好的道路照明效果。2.4 1.ED路灯配光方案分析无论实行何种技术手段或方案，就1.ED荏灯配光来说,其光输出特性满怠夜间道您照明标准要求.该技术或方案且有良好的运用价值。上述配光各有优映点,如表2所示。一种1.ED语灯配光方案往往须妾进行多次配光的组合和反复设计，以达到道路照明的标准。®1.ED一次配光（燃镜药装和灯具的二次配光的蛆合、1.ED的二次配光单元和灯具的三次配光的组合、1.ED路灯的反射器二次田光等。表2配光方案的对比目前，功率型白光1.ED正朝着单片大功率的方向发展,由于芯片散热瓶颈制约，采纳多芯片组合封装的剪片大功率1.ED的触耙相对困难，光效相对较低。所以.综合考虑封装、散热、光效、显色等因素,簿常法释单个1.ED功率在2瓦至数瓦、光效为90-1001mW的产品，通过多粒阵列混联方式来达到总体功率要求，1.ED路灯配光方面则通过在同一平面合理排列具有较好一次配光的1.ED,并对该平面的1.ED整体应用自由曲面光学元件（透镜或反光杯）进行二次配比，以达到道路照职配光要求。该方案削减了1.ED路灯总体的配光次数,即削减了1.ED谕出光的损失,提高了灯具的效率；简化了灯具的相对设计、加工隧度；保证了路面匀称度、照度、光更；便于整体设计。因此该方案且有良好的探讨前事.1.ED路灯配光设计是1.三D姮路照用应用的尖钳之一。本文主要分析了1.ED路灯的配光方案.对各方案的优除点迸行了比较.认为基于自由曲面光学元件的配光设计方案具有良好的发展前景。1.ED路灯的配光在1.ED道珞照明中具有重要怠义。陇看1.ED技术的不断发展，1.ED路灯应用于燃路照明的前景将更加广袤。
