山西LED路灯

一、道路照明现状

道路照明是城市照明的重要组成部分，传统的路灯常采用，高压钠灯360度发光，光损失大的缺点造成了能源的巨大浪费。当前，全球的环境在日益恶化，各国都在发展清洁能源。而随着国民经济的高速增长，我国能源供需矛盾日渐突出，电力供应开始存在着严重短缺的局面，节能是所急需解决的问题。因此，开发新型高效、节能、寿命长、显色指数高、环保的LED路灯对城市照明节能具有十分重要的意义。道路照明与人们生产生活密切相关，随着我国城市化进程的加快，LED路灯以定向发光、功率消耗低、驱动特性好、响应速度快、抗震能力高、使用寿命长、绿色环保等优势逐渐走入人们的视野、成为世界上最具有替代传统光源优势的新一代节能光源，因此，LED路灯将成为道路照明节能改造的最佳选择。

二、LED路灯特点

LED路灯与常规路灯不同的是，LED光源采用低压直流供电、由GaN基功率型蓝光LED与黄色合成的高效白光，具有高效、安全、节能、环保、寿命长、响应速度快、显色指数高等独特优点，可广泛应用于道路。外罩可用制作，耐高温达135度，耐低温达-45度。

四、设计要求

1、照明用LED的最大特点是具有定向发射光的功能，因为功率型LED几乎都装有反射器，并且这种反射器的效率都明显高于灯具的反射器效率。另外，LED的光效检测时已经包括了自身反射器的效率。采用LED的道路灯具应尽可能地利用LED的定向发射光的特性，使道路灯具中的各个LED分别直接把光线射向被照路面的各个区域，再利用灯具反射器的辅助配光，来实现很合理的道路灯具的综合配光。应该说，道路灯具要真正做到符合CJJ45-2006和CIE31以及CIE115标准的照度和照度均匀度要求，灯具内应包含三次配光的功能才能比较好地实现。，而带反射器的并且具有合理的光束输出角度的LED本身就具有良好的一次配光功能。在灯具内，能按照路灯具高度及路面宽度设计各个LED的安装位置和发射光的方向就能实现良好的二次配光功能。在此类灯具中的反射器，只作为辅助的三次配光手段，来保证道路照度更好的均匀度。

在实际的道路照明灯具的设计中，可采用在基本设定每一个LED设射方向的前提下，把每一个LED用球形万向节固定在灯具上，当灯具使用于不同的高度和照射宽度时，可通过调整球形万向节使每一个LED的照射方向都达到满意的结果。在确定每一个LED的功率、光束输出角度时，可根据E（lx）=I(cd)/D(m)2(光强和照度距离平方反比定律)，分别计算出各LED在基本选定光束输出角度时应该具备的功率，并且可以通过调整各LED的功率以及LED驱动电路输出给每一个LED不同的功率来使每一个LED的光输出都达到预计值。这些调整手段都是采用LED光源的道路灯具所特有的，充分利用这些特点就能实现在满足道路路面的照度和照度均匀度的前提下降低照明功率密度,达到节能的目的。

2、LED路灯的电源系统也与传统光源不同，LED所特需的恒流驱动电源，是保证其正常工作的一大基石，简单开关电源的方案常会带来LED器件的损伤。如何使紧密压缩在一起的一组LED安全、也是考察LED路灯的一个指标。LED对驱动电路的要求是能保证恒流输出的特性，因为LED正向工作时结电压相对变化区域很小，所以保证了LED驱动电流的恒定也就基本保证了LED输出功率的恒定。对于我国电源电压供应不稳定的现状，道路灯具LED的驱动电路具有恒流输出特性是十分必要，可保证光输出恒定并且防止LED的超功率运行。

要想使LED驱动电路呈现恒流特性，从驱动电路的输出端向内看，其输出内阻抗一定是高的。工作时，负载电流也同样通过这一输出内阻抗，如果驱动电路由降压、整流滤波后加直流恒流源电路或通用的开关电源加电阻电路组成，在其上必定也消耗很大的有功功率，所以此两类驱动电路在基本满足恒流输出的前提下，效率是不可能高的。正确的设计方案是采用有源电子开关电路或采用高频电流来驱动LED，采用上述两种方案可以使驱动电路在保持良好的恒流输出特性的前提下，仍具有很高的转换效率

我国的道路灯具，基本都采用HID光源加配触发器和电感镇流器的模式，这一模式虽说存在能效较低及频闪的问题。而采用电子驱动电路的LED灯具，在野外照明场合使用时，威胁其可塑性的一个重要方面是雷电感应问题。

众所周知，空中的闪电发射的是一广谱的无线电波，而架空的道路灯具供电线路，是良好的接受无线。两根电源线接收的同一闪电发出的无线电波，对驱动电路来讲是属于共模干扰信号，这种共模干扰对地可达数佰伏到数千伏，很容易击穿驱动电路内的EMC接地电容或较小的对地（对外壳）的电气间隙，造成驱动电路的损坏。

另外由于我国的供电线路是三相四线制中性线接地的极性电源，所以在两根架空供电线的各段，在感应到闪电的无线电波的瞬间，由于两根供电线对地的瞬时阻抗不同而使两根供电线间产生一个差模的干扰电压，这一瞬时差模干扰电压也可达到数百伏至3000多伏，这一电压往往会击穿驱动电路的电源整流二极管和印制线路板上的不同极性电极间的电气间隙，LED控制器同样会使驱动电路损坏。

要解决这一问题，必须在LED的驱动电路中的输入端，并接快速响应的压敏电阻，以保证差模干扰的泄放。由于闪电的感应干扰是重复多次的，当干扰电压高时，压敏电阻瞬时导通泄放的电流可能很大，所以采用的压敏电阻不仅应具有快速的响应能力，还应具备瞬时导通数十安培的泄放能力而不损坏。除了采用压敏电阻外，LED的驱动电路的输入端还应结合传导干扰（EMI）的防护，设计有复合的LC网络，使这些LC网络不仅能阻碍内部的EMI对电网的泄露，而且能对闪电的干扰信号起到明显的抑制作用。

还有，LED驱动电路各点对地的电气间隙应保持在7mm以上，EMI防护的接地电容以及驱动电路的对地绝缘强度，应达到强化绝缘（4V+2750V）的要求，这样能使LED的驱动电路具有良好的抗差模和共模雷电感应的能力。

六、成本对比

假设某城市有三段道路长度分别为3公里、5公里、10公里，铺设路灯以每隔30米一盏，每边一盏计算，这三段路所需的路灯总数分别为202盏、334盏、668盏，传统路灯以功率为250W 的高压钠灯为准，LED路灯以功率为50W为准进行对比。

传统路灯单价为1000元/盏，LED路灯单价为3000/盏，那铺设传统路灯三种长度的道路所需光源成本分别为：202*1000=20.2万元，334*1000=33.4万元，668*1000=66.8万元，铺设LED路灯三种长度的道路所需的光源成本分别为：202*3000=60.6万元，334*3000=100.2万元，668*3000=200.4万元。

我们来分析三段长度的道路两种光源铺设电缆的成本，3公里道路传统路灯主干线电缆负载流量I=P/U=202*250/220=230A，它需横截面积为60mm2的铜芯电缆，其单价为120元/米，则其电缆成本为120*3000=36万元，LED路灯干线电缆负载流量l=P/U=202*50/220=44A，它需横截面积为1Omm2的铜芯电缆，它需横截面12mm2的铜芯电缆，单价为12元/米，电缆成本为12*300=3.6万元，5公里道路传统路灯主干线电缆负载流量I=P/U=333*250/220=377A，它需横截面为90mm2的铜芯电缆，单价为180元/ 米，电缆成本为980*5000=90万元，LED路灯主干线电缆负载流量I=P/U=333*50/220=73A，它需横截面为20mm2的铜芯电缆，单价为25元/条成本为25*5000=12.5万元，10公里道路传统路灯主干线电缆流量I=P/U=666*250/220=680A,它需横截面为400m2的铜芯电缆，单价为360元/米，电缆成本为360*10000=360万元，LED路灯主干线电缆负载流量I=P/U= 666*50220=146A， 它需横截面为42mm2铜芯电缆，单价为60元/米，成本为60万元。

在“国家半导体照明工程”的推动下，中国的LED产业已经形成了四大聚集地、七个产业化基地。形成了包括的生产、LED芯片的制备、LED芯片的封装以及LED产品应用在内的较为完整的产业链。

1、深圳市LED相关企业数量由2007年的700余家，迅速发展到了2009年的2000多家。

2、世界照明工业巨头——通用电气纷纷与半导体公司合作，成立照明企业。

3、日亚化工、丰田合成、SONY、佳友电工都已有LED照明产品问世。LED产量仅次于日本，位居第二，列之前。

1、外形结构

外观设计新颖、结构巧妙、充满现代气息，符合时代潮流，在散热方面我们创造性的采取了空气对流型腔式铝质散热器设计方案，散热器上下两层散热面，中间由八条立筋相连接，前后通透，同时左右两侧有空气对流孔，加强了型腔内部的空气流通，有利于热量的排出，从而有效的提高了LED光源的热传导效率。以上独特的散热设计方案确保了大功率LED光源在45℃以下的安全工作温度。

2、配光曲线

采用独特的二次光学透镜模组和“带状光斑”出光设计。光斑长度由LED出光角度来确定，从而合理地控制光的分布，避免了光的叠加浪费，降低了光损耗，实现了灯杆之间带状光斑的彼此连接，使其达到了国家标准规定的各项亮度指标。在确保理想的路面照度及均匀度的同时消除了LED眩光和保护LED光源的作用。

3、驱动电路

直流9V—30V或市电交流84V—264V宽电压输入驱动电路设计。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≥85%，精准的恒流输出确保了LED光源的使用寿命。

12七、应用场所

LED路灯主要应用、主干路、次干路、支路、工厂、学校、园林、城市广场、庭院等道路照明。

八、LED路灯注意事项：

　　防范路灯被雷电破坏最有效的办法：外部防雷与内部防雷相结合
　　一般的LED路灯外部都是导体材料，本身就相当于一个避雷针，在设计上必须安装引下线和地网，这些系统构成外部防雷系统。该系统可避免LED路灯因直击雷引起火灾及人身安全事故。内部防雷系统是指路灯内部通过接地、设置电压保护等方式对设备进行保护。该系统可防止感应雷和其他形式的过电压侵入，造成电源毁坏、这是外部防雷系统无法保证的。这两者之间是相辅相成的，互为补充。内部防雷系统在很多器件上例如外壳、进出保护区的电缆、金属管道等都要连接外部防雷系统或者设置过压保护器，并进行等电位连接。