LED照明的设计及应用

赵婷婷++常兴

摘 要

本文主要就LED照明在城市道路设计中的应用进行阐述，通过对LED照明的实际设计与应用过程中的实例，对LED照明的发光效率、配光曲线、灯具系统寿命等方面进行客观地分析，提出了对LED照明应用过程中的质量控制方式，为LED在城市道路照明中的发展起到推动。

【关键词】LED照明 应用 设计

LED照明是绿色节能光源，其特点是具有节能环保、响应迅速、使用寿命较长等优点，在一些应急照明与交通信号等领域有许多的成功应用先例。我国现在对于节能减排不断的进行深入实施，而LED作为绿色照明的代表，越来越多的应用到城市道路照明当中。但是在实际的应用过程中，LED照明还存在一定的制约，在某种程度上对LED的照明发展起到了阻碍。

1 概述

某市从07年开始至今，在城市的照明设计中使用LED灯进行试点。我们根据其已经建成的照明工作为例 ：道路宽度为9米和12米的城市次干路，我们设计应用了8米140W和10米180W LED路灯，灯间距为30米。

在LED照明安装完成后，我们进行了照度的测试，发现两条路平均照度（Eav）分别为29.12lx和30.42lx；照度均匀度（UE）为0.48和0.52。所以在使用LED照明过程中，可以满足城市次干道的照明要求，其均匀度也可以满足。有较高色温和显色性，对周边景物突显、辨识度高，但因色温过高，视觉感过于阴冷，舒适感较差，且电源存在可靠性与稳定性的问题。通过一年的使用后，我们再进行实测，发现照度明显偏低，呈现“斑马效应”，光衰较明显。通过测试的结果我们可知，LED照明的应用评估达不到实际应用，存在许多的问题，与理论上的结果具有明显的差异。

2 配光设计问题

现在城市的道路照明对地道路的配光评价标准，从传统的照度均匀到现在的亮度均匀为主。配光曲线反映了灯具在空间某个截面上光强与发光角度的关系。理想中的配光曲线应该在设计时，对于灯具所需要的安装高度与灯杆间的距离进行考虑，根据路面的宽度等具体参数，对道路照明的质量进行评价，评价时还需要参考路面的照度、阈值增量等，如果配光系统的设计达不到合理的要求，那么其后期的照明效果就会较差，不能达到高效、节能的照明目的。

3 LED路灯的光效及散热

LED照明的散热问题，不仅与LED的实际发光效率相关，LED的实际寿命有关系。一般LED照明的使用是需要进行嵌入式的，由于其自身的热量较大，使得其在使用过程中的散热问题较为重要。LED照明在使用过程中如何更好的进行散热是现在应用LED照明的重要问题，LED照明的工作温度与光源的使用寿命及光衰具有重要的关系。

现在的LED照明已经散热方面做了一定的优化，但是随着LED在道路的照明过程中存在一定的应用环境差等问题，例如道路照明中存在灰尘与金属表面的腐蚀，所以LED照明在初始安装时，会有较稳定的使用效果，并且其工作时的温度也较低，但随着使用年限的增加，一些散热片上会发生灰尘的积聚，就会对灯具有散热与照明产生影响，长此以往，LED照明的使用寿命就会减弱。

4 LED路灯模块的可靠性

4.1 电源系统稳定性

LED照明中的重要组件是驱动电源，如果驱动电源产生故障，那么照明器的使用也会产生问题。经过我们多次的现场实践，发现整灯熄灭或是损坏时，或是因个别的LED灯球的死灯现象的产生，其原因多是因为LED电源自身的故障所引起的。

4.2 其他电子元器件、组件的寿命

LED照明的使用寿命，应该是整灯的使用寿命，具有多种因素影响，一般是由于LED光源的组合、控制电路配套的元器件等等，如果LED照明所选择的元器件的质量较差，那么灯具系统在运行时，其稳定性与可靠性就会较差，后期所产生的故障的概率就会非常大，这也对LED照明的运行可靠性产生了影响。

5 性价比问题

随着LED技术的不断发展，价格随之下降，但与高压钠灯相比其造价仍旧较高，所以存在节能不节钱的情况。现阶段LED与钠灯相比，价格是其二到四倍之间。LED照明的耗电量是钠灯的二分之一，但其安装成本较高，使得城市道路照明中使用LED的成本回收周期较长，且由于LED灯的质量多变，所以与实际的宣传存在一定的区别，这就造成了使用LED灯的总体性价比较低。

所以LED照明如果想要在城市道路照明中使用，就需要不断的提升自身的质量，保证其技术指标的稳定性，才能在城市道路照明中不断的应用。

6 维护问题

现在LED照明多为一体化的设计，所以进行内部的元器件更换时，无法现场进行。当LED光源产生故障与损坏时，需要对整个灯体进行拆除与更换，这就造成了后期维护成本的增加。而且我国现在对于LED照明没有一个统一的技术标淮，所以LED产品的质量参差不齐，不同厂家的产品不能通用，造成了后期的维护产生一定的困难。

7 结束语

城市照明中的LED应用，具有技术要求高的特点，由于其是功能性的照明产品，所以LED照明在道路照明中进行应用时，需要对一些关键性的问题进行解决，例如：眩光控制、灯具配套等。且LED灯具配光曲线、利用系数等计算资料很少，不利于道路照明设计选用。近年来，随着LED灯具设计地不断优化和完善，LED路灯在次干道及支路的应用也日趋成熟，而广泛应用于城市主干道还需进一步探索。

参考文献

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[4]杨振峰.LED在城市道路照明中的应用——浅析LED道路照明设计[J].湖南农机，2012（09）：237-238+246.

作者简介

赵婷婷，女，陕西省西安市人。现为陕西凌云电器集团有限公司机电公司工程部助理工程师。研究方向为电子信息科学与技术。

作者单位

陕西凌云电器集团有限公司 陕西省宝鸡市 721000