中心論題：

• 普通道路照明燈具的現狀和缺陷。
  
• 目前采用LED光源的道路燈具的配光現狀。
• 照明用LED的特長及應用。
• LED的散熱工況和IP防護。
• LED驅動電路的效率和輸出特性。
• 野外照明燈具中電子驅動電路的防雷電感應。

• 把每一個LED固定在燈具上通過調整球形萬向節使各個照射方向達到滿意結果。
• 導熱板對LED的散熱將起到事半功倍的作用。
• 把燈具的外殼設計成散熱器狀保證IP防護等級的要求。
• 有源電子開關電路或高頻電流驅動LED提高轉換效率。
• 在LED驅動電路中的輸入端並接快速響應的壓敏電阻保證差模幹擾的泄放。

此類燈具的總體效率一般都在70%左右（隻有國際著名品牌的此類道路燈具其效率可達到80%），並且上述的過度照明區域中過多的照度也屬於浪費。綜合分析上述傳統的道路

燈具其綜合的有效照明效率（扣除過度照明部分）僅為50%。也因為上述原因，目前我國次幹道的照明效果（路麵照度和照度的均勻度）基本都達不到CJJ45-2006和CIE31以及CIE115標準的要求。
　
b 目前采用LED光源的道路燈具的配光現狀
目前LED在道路燈具中使用的最普遍形式主要有兩類
，一類是采用傳統的道路燈具外殼
，隻是在燈具內
，在一個幾乎是平板的安裝麵（也是反光麵）上
，裝上了矩陣式的LED，這種設計方式是不可能得到良好的燈具配光的。另一類是把多個LED集成在一個圓形的區域內（區域直徑大約為30mm~40mm），使(shi)這(zhe)一(yi)小(xiao)區(qu)域(yu)的(de)光(guang)輸(shu)出(chu)密(mi)度(du)接(jie)近(jin)高(gao)強(qiang)度(du)氣(qi)體(ti)放(fang)電(dian)燈(deng)，再(zai)利(li)用(yong)燈(deng)具(ju)反(fan)射(she)器(qi)進(jin)行(xing)配(pei)光(guang)
，但(dan)這(zhe)種(zhong)設(she)計(ji)方(fang)式(shi)的(de)燈(deng)具(ju)分(fen)布(bu)光(guang)度(du)也(ye)不(bu)會(hui)優(you)於(yu)傳(chuan)統(tong)的(de)道(dao)路(lu)燈(deng)具(ju)，並(bing)且(qie)由(you)於(yu)在(zai)一(yi)個(ge)很(hen)小(xiao)的(de)區(qu)域(yu)內(nei)集(ji)成(cheng)了(le)高(gao)密(mi)度(du)的(de)LED
，使LED的散熱情況明顯不良
，不僅影響到LED的發光效率，而且也往往影響到LED的使用壽命。

c 照明用LED的特長及應用
目前照明用LED的最大特點是具有定向發射光的功能，因為目前功率型LED幾乎都裝有反射器
，並且這種反射器的效率都明顯高於燈具的反射器效率。另外，LED的光效檢測時已經包括了自身反射器的效率。采用LED的道路燈具應盡可能地利用LED的定向發射光的特性，使道路燈具中的各個LED分fen別bie直zhi接jie把ba光guang線xian射she向xiang被bei照zhao路lu麵mian的de各ge個ge區qu域yu
，再zai利li用yong燈deng具ju反fan射she器qi的de輔fu助zhu配pei光guang
，來lai實shi現xian很hen合he理li的de道dao路lu燈deng具ju的de綜zong合he配pei光guang。應ying該gai說shuo，道dao路lu燈deng具ju要yao真zhen正zheng做zuo到dao符fu合heCJJ45-2006和CIE31以及CIE115標準的照度和照度均勻度要求，燈具內應包含三次配光的功能才能比較好地實現。，而帶反射器的並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，能按照路燈具高度及路麵寬度設計各個LED的de安an裝zhuang位wei置zhi和he發fa射she光guang的de方fang向xiang就jiu能neng實shi現xian良liang好hao的de二er次ci配pei光guang功gong能neng。在zai此ci類lei燈deng具ju中zhong的de反fan射she器qi，隻zhi作zuo為wei輔fu助zhu的de三san次ci配pei光guang手shou段duan
，來lai保bao證zheng道dao路lu照zhao度du更geng好hao的de均jun勻yun度du。筆bi者zhe在zai今jin年nian9月下旬參加了由上海市照明學會組織的對威海市次幹道采用LED光guang源yuan道dao路lu燈deng具ju的de試shi驗yan道dao路lu段duan的de驗yan收shou，這zhe一yi試shi驗yan道dao路lu的de燈deng具ju及ji布bu局ju就jiu是shi采cai用yong上shang述shu原yuan理li設she計ji的de，從cong現xian場chang的de實shi測ce結jie果guo來lai看kan，這zhe一yi試shi驗yan路lu段duan正zheng是shi充chong分fen利li用yong了leLEDheshidedingxiangfaguanggongneng
，bingcaiyonglesancipeiguangfangshi，bujinshicigandaodaoludezhaoduhedaolulumiandezhaodujunyundudadaoleguojiabiaozhundeyaoqiu，erqiezaidengjudezhuyaozhaomingfangxiangshang，yefangzhileciquyudejubudeguoduzhaoming。youyuchongfenliyongleLED的特點
，並用合理的配光方式充分地利用了LED的光輸出


，從而彌補了LED本身光效不如HID光源的不足，使整個道路單位麵積在達到標準要求的前提下，其能耗僅為采用高壓鈉燈道路燈具的原照明設計的能耗的70%左右，取得了明顯的節能效果。中國照明網技術論文•LED技術
　　
目前各級政府都大力推行節能減排，在室內照明中，已經強製執行照明功率密度（LPD）的限值。我國的道路照明節能認證的技術標準《道路照明燈具節能認證技術要求》將在明年初完成
，該技術要求提出了道路照明功率密度（LPD）的考核要求，其核心部分是在滿足道路路麵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）,從而達到節能的目的。
　　
上述采用LED的道路燈具的設計思路正是迎合了《道路照明燈具節能認證技術要求》考核要求。目前加拿大政府已經按道路照明功率密度（LPD）的要求，推行其道路照明節能工作，估計在不遠的將來會有更多的國家按LPD的要求推行其道路照明節能工作。
　　
在實際的道路照明燈具的設計中，可采用在基本設定每一個LED設射方向的前提下，把每一個LED用球形萬向節固定在燈具上
，當燈具使用於不同的高度和照射寬度時
，可通過調整球形萬向節使每一個LED的照射方向都達到滿意的結果。在確定每一個LED的功率、光束輸出角度時，可根據E（lx）=I(cd)/D(m)2 (光強和照度距離平方反比定律)，分別計算出各LED在基本選定光束輸出角度時應該具備的功率，並且可以通過調整各LED的功率以及LED驅動電路輸出給每一個LED不同的功率來使每一個LED的光輸出都達到預計值。這些調整手段都是采用LED光源的道路燈具所特有的，充分利用這些特點就能實現在滿足道路路麵的照度和照度均勻度的前提下降低照明功率密度,達到節能的目的。
　　
采用LED的燈具設計的其他問題及解決方案
a LED的散熱工況和IP防護
LED的工作工況和散熱不僅直接關係到LED實際工作時的發光效率，而且還關係到LED的使用壽命。又因為在戶外使用的道路燈具，應具有一定等級的防塵防水功能（IP），良好的IP防護往往會妨礙LED的散熱。解決這個相互矛盾但又都得解決的兩個問題是道路燈具設計時應關注的一個重要方麵。在這一方麵也是國內把LED應用於道路燈具中時出現不合格及不合理的情況最多的。國內目前使用中出現的不合格及不合理的情況基本有：

（1）對LED采用了散熱器，但LED連線的接線端子及散熱器的設計無法達到IP45及以上等級，無法滿GB7000.5/IEC6598-2-3 標準的要求。
　　
（2）采用普通的道路燈具外殼,在燈具出光麵內用矩陣式LED,這種設計雖說能滿足IP試驗
，但是由於燈具內的不通風會造成在工作時

，燈具內腔的溫度會升高到50℃~80℃，在如此高的工況下，LED的發光效率是不可能高的，同時LED的使用壽命也將大打折扣。
　　
（3）在燈具內采用了儀表風扇對LED及散熱器進行散熱

，其進風口設計在燈具的下方
，以避免雨水的進入，出風口設計在下射LED光源的四周。這樣也能有效避免雨水的進入，另外散熱器和LED（光源腔）不處於同一空腔內，這種設計如做的好，按燈具的IP試驗要求，能順利通過。（有一企業采用了上述設計思路
，其產品的還通過了VDE的IP65試驗）這一方案，不僅解決了LED的散熱問題，而且同時滿足了IP等deng級ji的de要yao求qiu。但dan是shi這zhe種zhong看kan似si良liang好hao的de設she計ji

，實shi際ji上shang存cun在zai明ming顯xian的de不bu合he理li情qing況kuang。因yin為wei在zai我wo國guo絕jue大da多duo數shu道dao路lu燈deng具ju的de使shi用yong場chang合he
，空kong中zhong的de飛fei塵chen量liang是shi較jiao大da的de，有you時shi會hui達da到dao很hen大da（例如起沙塵暴），這類燈具在一般條件下使用一段時間後（約三個月至半年），其內部散熱器的縫隙內就會塞滿灰塵，使散熱器效果大打折扣，最後還會使LED因工作溫度過高而使用壽命明顯縮短。這一方案的不足是在於不能持久良好地使用。
　　
要兼顧道路燈具中LED的散熱及IP防護
，較合理的設計指導思想是（1）在(zai)關(guan)鍵(jian)的(de)散(san)熱(re)位(wei)置(zhi)，采(cai)用(yong)導(dao)熱(re)板(ban)。導(dao)熱(re)板(ban)是(shi)在(zai)金(jin)屬(shu)板(ban)的(de)內(nei)部(bu)
，均(jun)布(bu)有(you)供(gong)冷(leng)媒(mei)流(liu)動(dong)的(de)細(xi)導(dao)管(guan)，並(bing)在(zai)細(xi)導(dao)管(guan)內(nei)充(chong)有(you)冷(leng)媒(mei)，當(dang)導(dao)熱(re)板(ban)的(de)某(mou)一(yi)部(bu)位(wei)受(shou)熱(re)時(shi)，細(xi)導(dao)管(guan)內(nei)的(de)冷(leng)媒(mei)會(hui)快(kuai)速(su)流(liu)動(dong)而(er)使(shi)熱(re)量(liang)迅(xun)速(su)地(di)傳(chuan)導(dao)。好(hao)的(de)導(dao)熱(re)板(ban)的(de)熱(re)傳(chuan)導(dao)係(xi)數(shu)可(ke)以(yi)達(da)到(dao)同(tong)厚(hou)度(du)銅(tong)材(cai)板(ban)的(de)8~12倍
，雖說價格較高，但如在關鍵部位使用，對LED的散熱將起到事半功倍的作用。（2）把燈具的外殼設計成散熱器狀。目前大部分的道路燈具外殼是鋁材的
，直接利用燈具外殼外麵作為散熱器既可以保證IP防(fang)護(hu)等(deng)級(ji)的(de)要(yao)求(qiu)，也(ye)可(ke)以(yi)得(de)到(dao)很(hen)大(da)的(de)散(san)熱(re)麵(mian)積(ji)
，另(ling)外(wai)

，燈(deng)具(ju)外(wai)殼(ke)組(zu)成(cheng)的(de)散(san)熱(re)器(qi)在(zai)有(you)落(luo)塵(chen)時(shi)，可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)自(zi)然(ran)的(de)風(feng)雨(yu)而(er)衝(chong)洗(xi)，從(cong)而(er)可(ke)保(bao)證(zheng)散(san)熱(re)器(qi)工(gong)作(zuo)的(de)持(chi)續(xu)有(you)效(xiao)性(xing)。

b LED驅動電路的效率和輸出特性
LED對驅動電路的要求是能保證恒流輸出的特性，因為LED正向工作時結電壓相對變化區域很小
，所以保證了LED驅動電流的恒定也就基本保證了LED輸出功率的恒定。對於我國電源電壓供應不穩定的現狀，道路燈具LED的驅動電路具有恒流輸出特性是十分必要的，可保證光輸出恒定並且防止LED的超功率運行。

要想使LED驅qu動dong電dian路lu呈cheng現xian恒heng流liu特te性xing，從cong驅qu動dong電dian路lu的de輸shu出chu端duan向xiang內nei看kan
，其qi輸shu出chu內nei阻zu抗kang一yi定ding是shi高gao的de。工gong作zuo時shi
，負fu載zai電dian流liu也ye同tong樣yang通tong過guo這zhe一yi輸shu出chu內nei阻zu抗kang，如ru果guo驅qu動dong電dian路lu由you降jiang壓ya、整(zheng)流(liu)濾(lv)波(bo)後(hou)加(jia)直(zhi)流(liu)恒(heng)流(liu)源(yuan)電(dian)路(lu)或(huo)通(tong)用(yong)的(de)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)加(jia)電(dian)阻(zu)電(dian)路(lu)組(zu)成(cheng)，在(zai)其(qi)上(shang)必(bi)定(ding)也(ye)消(xiao)耗(hao)很(hen)大(da)的(de)有(you)功(gong)功(gong)率(lv)，所(suo)以(yi)此(ci)兩(liang)類(lei)驅(qu)動(dong)電(dian)路(lu)在(zai)基(ji)本(ben)滿(man)足(zu)恒(heng)流(liu)輸(shu)出(chu)的(de)前(qian)提(ti)下(xia)，效(xiao)率(lv)是(shi)不(bu)可(ke)能(neng)高(gao)的(de)。正(zheng)確(que)的(de)設(she)計(ji)方(fang)案(an)是(shi)采(cai)用(yong)有(you)源(yuan)電(dian)子(zi)開(kai)關(guan)電(dian)路(lu)或(huo)采(cai)用(yong)高(gao)頻(pin)電(dian)流(liu)來(lai)驅(qu)動(dong)LED，采用上述兩種方案可以使驅動電路在保持良好的恒流輸出特性的前提下，仍具有很高的轉換效率（有關LED驅動電路提高效率的介紹請參閱《中國照明電器》2007年第6期）。

c野外照明燈具中電子驅動電路的防雷電感應
目前我國的道路燈具
，基本都采用HID光源加配觸發器和電感鎮流器的模式，這一模式雖說存在能效較低及頻閃的問題，但其可靠性是很高的。而采用電子驅動電路的LED燈具，在野外照明場合使用時，威脅其可靠性的一個重要方麵是雷電感應問題。

zhongsuozhouzhi
，kongzhongdeshandianfashedeshiyiguangpudewuxiandianbo，erjiakongdedaoludengjugongdianxianlu，shilianghaodejieshouwuxian。lianggendianyuanxianjieshoudetongyishandianfachudewuxiandianbo，duiqudongdianlulaijiangshishuyugongmoganraoxinhao，zhezhonggongmoganraoduidikedashubaifudaoshuqianfu
，henrongyijichuanqudongdianluneideEMC接地電容或較小的對地（對外殼）的電氣間隙
，造成驅動電路的損壞。

lingwaiyouyuwoguodegongdianxianlushisanxiangsixianzhizhongxingxianjiedidejixingdianyuan

，suoyizailianggenjiakonggongdianxiandegeduan，zaiganyingdaoshandiandewuxiandianbodeshunjian，youyulianggengongdianxianduidideshunshizukangbutongershilianggengongdianxianjianchanshengyigechamodeganraodianya，zheyishunshichamoganraodianyayekedadaoshubaifuzhi3000多伏，這一電壓往往會擊穿驅動電路的電源整流二極管和印製線路板上的不同極性電極間的電氣間隙，同樣會使驅動電路損壞。

要解決這一問題，必須在LED的(de)驅(qu)動(dong)電(dian)路(lu)中(zhong)的(de)輸(shu)入(ru)端(duan)
，並(bing)接(jie)快(kuai)速(su)響(xiang)應(ying)的(de)壓(ya)敏(min)電(dian)阻(zu)

，以(yi)保(bao)證(zheng)差(cha)模(mo)幹(gan)擾(rao)的(de)泄(xie)放(fang)。由(you)於(yu)閃(shan)電(dian)的(de)感(gan)應(ying)幹(gan)擾(rao)是(shi)重(zhong)複(fu)多(duo)次(ci)的(de)

，當(dang)幹(gan)擾(rao)電(dian)壓(ya)高(gao)時(shi)，壓(ya)敏(min)電(dian)阻(zu)瞬(shun)時(shi)導(dao)通(tong)泄(xie)放(fang)的(de)電(dian)流(liu)可(ke)能(neng)很(hen)大(da)，所(suo)以(yi)采(cai)用(yong)的(de)壓(ya)敏(min)電(dian)阻(zu)不(bu)僅(jin)應(ying)具(ju)有(you)快(kuai)速(su)的(de)響(xiang)應(ying)能(neng)力(li)，還(hai)應(ying)具(ju)備(bei)瞬(shun)時(shi)導(dao)通(tong)數(shu)十(shi)安(an)培(pei)的(de)泄(xie)放(fang)能(neng)力(li)而(er)不(bu)損(sun)壞(huai)。除(chu)了(le)采(cai)用(yong)壓(ya)敏(min)電(dian)阻(zu)外(wai)，LED的驅動電路的輸入端還應結合傳導幹擾（EMI）的防護
，設計有複合的LC網絡，使這些LC網絡不僅能阻礙內部的EMI對電網的泄露
，而且能對閃電的幹擾信號起到明顯的抑製作用。

還有
，LED驅動電路各點對地的電氣間隙應保持在7mm以上，EMI防護的接地電容以及驅動電路的對地絕緣強度，應達到強化絕緣（4V+2750V）的要求，這樣能使LED的驅動電路具有良好的抗差模和共模雷電感應的能力。
 
結論語
LED作為一種新穎的固體光源，具有生產過程及產品幾乎無汙染
，不怕震動,可實現0~100%的連續調光，可在特低電壓下工作


，可連續工作於開關
、閃斷的工作狀態以及其輸出光具有定向性等諸多的獨特優勢,近年來在其光效和光色上的明顯進步已使它能進入商業化應用
，但是在設計使用時一定要充分關注LED的特點，進行揚長避短的應用
，才能取得預期的良好效果。
　
目前的LED應用在道路燈具中，應充分發揮其具有定向光輸出的功能
，利用每一單個LED特定光束輸出角度和不同的光強輸出以及安裝方向的合理設計和燈具反射器的作用
，實現三次配光，最大限度地利用LED的直射光和定向性來保持LED發(fa)射(she)光(guang)的(de)充(chong)分(fen)利(li)用(yong)
，保(bao)持(chi)道(dao)路(lu)照(zhao)明(ming)的(de)均(jun)勻(yun)性(xing)，以(yi)此(ci)來(lai)防(fang)止(zhi)局(ju)部(bu)區(qu)域(yu)的(de)過(guo)度(du)照(zhao)明(ming)

，彌(mi)補(bu)自(zi)身(shen)發(fa)光(guang)效(xiao)率(lv)的(de)不(bu)足(zu)，使(shi)係(xi)統(tong)效(xiao)率(lv)得(de)到(dao)可(ke)觀(guan)的(de)提(ti)高(gao)
，在(zai)次(ci)幹(gan)道(dao)上(shang)可(ke)取(qu)得(de)在(zai)照(zhao)度(du)滿(man)足(zu)標(biao)準(zhun)要(yao)求(qiu)的(de)前(qian)提(ti)下(xia)，其(qi)單(dan)位(wei)麵(mian)積(ji)的(de)照(zhao)明(ming)能(neng)耗(hao)比(bi)采(cai)用(yong)高(gao)壓(ya)鈉(na)燈(deng)的(de)燈(deng)具(ju)節(jie)能(neng)約(yue)30%的成績。但LED就現在的能效水平以及輸出光強水平，作為商業應用在主幹道路作為主照明，尚有不少差距。
　　
另外，采用LED作為光源的道路燈具，在設計時應在滿足IP防護的前提下
，保證散熱的可靠和持續有效，LED驅動電路應具有高效率且完善的EMI和EMS的防護特性。具備這些特點的LED道路燈具不僅照明功率密度（LPD）指標好，而且具有輸出光無頻閃的優點，這對於運動物的照明是十分有益的。