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LED隧道灯具的特点及影响产品的技术因素

来源:yaorong  日期:2018-05-14  

1.1LED光源的选择

LED光源应选用较好的LED芯片,比如可选用大品牌的LED芯片并且经原厂封装(金球导热方式、共晶方式等,这些封装方式较科学,导热性能高),质量上更有保证,在光效、寿命、光衰等方面会有较好的性能,且高水平的LED芯片材料含杂质较少、电子空穴富余率较高,这样在加电的过程中始终保持高光效,衰减较少。国际品牌的LED芯片量产可以达到130lm/W以上,而且还有很大的发展空间。目前国内LED灯具产品良莠不齐,为了规范和推广LED照明产品,完成半导体照明产品应用示范工程项目,国家发改委、住建部、交通运输部制定和颁布了《半导体照明产品技术要求(2010版)》,做为国家LED照明产品的的技术标准。

1.2LED单颗功率的选择

大功率LED有5~200W等,优点是成本低,缺点是散热不好、光效低、灯具眩光严重。

小功率LED有0.1W等,优点是散热较好,缺点是线路复杂、不易配光。

目前,1W左右LED介于以上两者之间,从使用寿命、灯光调节、经济性能等各方面考虑,选用1W左右LED各方面都比较合适,性能价格比可达到最优。

1.3散热

要充分发挥LED的优势,与LED的结温以及散热器设计有很大的关系。LED结温增加光衰就加大,寿命缩短,光输出也就降低。比如采用空气对流式的散热结构,能较有效地将热能散出去,那整灯的寿命、光衰、光效等能显示出优势。目前大多数LED封装后,用回流焊的方式把LED贴在铝基板PCB上,铝基板上与履铜皮下有一层导热绝缘膜,此膜的导热系数有1、2、3。目前高水平的灯具都要求绝缘膜导热系数≥2。铝基板与散热器之间的连接一般采用导热胶,这种胶高水平的要求大于1。散热的导热通道及散热器的散热面积一般要求35cm2/W以上。这样综合散热水平体现在P-N结的结温上。好的导热通道及较高的散热面积可使P-N结的保温保证在80℃以下。LED的寿命可达到50000h光衰≤30%(采用Lumileds、CREE及Nichia的LED管子的情况下)。

1.4灯具重量

为了达到良好的散热效果往往需要很大的散热板,这样灯具重量就会很重,极大地影响了维修的方便性和运行安全。

不同产品、不同生产厂采用了不同的架构来优化灯具的散热,国内知名厂家已通过本身的设计,优化散热的方案,从而在确保灯具散热的同时降低灯具的重量,所以灯具的重量也是一个衡量灯具好坏的标准。

1.5LED灯具的整灯光效

整灯光效主要与以下几个方面有关:

(1)电源效率,LED一般都是配恒流驱动,国内主流的是隔离电源,一般效率是0.8。

(2)光学效率,整灯都有一定的光学要求,都要有一些光学器件,如透镜,反射罩,高的效率是0.9。

(3)热效率:LED长期通电工作发热,节温会升高,LED的光效和节温都是有关系的,节温越高光效越低,一般的0.8。整灯光效是在与传统照明相比或者替换传统照明以及节能评估上的重要指标。

(4)科学的LED灯具二次光学设计。LED发光管为定向发光,完全不同于传统高压钠灯、白炽灯的球形发光方式,因此必须设计符合LED光源的特殊光学组件,以提高灯具的光输出,同时保证在实际使用中可以获得很好的均匀性。

必须研究适合于隧道照明的LED管出光角度及透镜,使灯具出光照到路面的效率最高。灯具的光学组件设计需要考虑隧道现场灯具安装的高度、间距等因素,特别是要考虑隧道不同区段灯具安装间距均不相同等因素,因此对用于不同的应用场合,灯具应采用不同角度的光学镜头或反光装置,以保证在满足不同区段灯具出光角度的前提下,尽量将光照射到较小的范围内,降低光线损耗,提高路面亮度。同时LED发光角度和透镜式反光装置的设计要尽量减少反射光的使用,以降低在反射器反射面上的光损失。通过各方面的改进,来提高灯具的整灯光效。

1.6色温

传统的LED照明由于芯片的因素决定了高光效的芯片,色温上会偏高,往往为了达到整灯的高光效、照度达到要求而会舍弃色温上的适应性。但随着越来越多的用户注重现场照明效果从人的需求出发,需求在不同性质、不同等级的道路或环境相对应的有供选择最佳色温区间。

比较合适的色温是4000~5000K左右,这时视觉比较舒适,同时光效较高。

1.7驱动电源

精准的恒流输出,使每颗大功率LED光源工作在恒定不变的额定电流下,线路损耗和老化系数小,电转换效率普遍≥85%、个别可以达到90%以上,精准的恒流输出确保了LED光源的使用寿命。观目前LED照明灯具维护情况,主要维修点是电源驱动方面,所以应为LED配备合适的电源,也是保证LED使用寿命的一个关键因素,同时也是保证灯具可靠性的关键因素。提高电源寿命需要在元件的选择(特别是长寿命电容)、功率器件的散热处理、电路参数的设置等方面进行严格论证和设计。驱动电源、以及配套的防水接头的性能是影响LED灯具的主要因素之一。

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