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大功率LED路燈燈具效率主要取決于哪些因素?
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大功率LED路燈燈具效率主要取決于哪些因素?

來源:東莞七度照明 發布日期:2018.01.11 閱讀:2167

    當前我國正在創建資源節約型、環境友好型社會,“綠色照明”的概念也在逐步深入人心。隨著科技的不斷進步,半導體材料應用技術的高速發展,小功率LED光源已廣泛應用于的景觀照明,大功率LED路燈也憑借越來越多特點和優勢引起各個道路照明場所所應用,廣泛應用于:城市道路、人行道、廣場、學校、公園、庭院、居住區,廠區以及其他需要室外照明的場所,

大功率LED路燈燈具效率分析
     LED路燈燈具和使用傳統光源燈具的光學設計方式是不同的,如何利用LED光源自身的特點來提高LED燈具的燈具效率是LED燈具設計中必須考慮的關鍵因素;LED路燈燈具設計前期的模擬照度計算是LED燈具配光設計的關鍵步驟,其目的是將實際要求與模擬計算的結果對比, 再結合燈具外形結構、散熱情況等其它條件來決定LED路燈燈具中的LED 光源種類、數量、功率、透鏡種類、排布方式等。通過分析LED 燈具的照度計算過程來確定影響LED燈具效率的重要因素從而提高LED 燈具效率。

影響大功率LED路燈燈具效率的主要因素和提升燈具效率的方法
    通過LED燈具的照度計算分析可以看出LED芯片所發出的光通量與透鏡的每流明光強值的曲線即配光曲線是影響LED燈具的照明效果的兩個最重要的要素。以下通過討論這兩個參數來分析如何提高LED 燈具的燈具效率。

1、LED燈珠在LED路燈燈具內部的排列方式
    大功率LED光源相對于傳統光源具有很好的方向性, 目前用光束角來定義LED 的發光角度。國外一般將光束角定義為Full Width Half-Maximum (FWHM),即1/2最大光強值所對應的角度值,兩邊角度值的夾角即為光束角。LED 是以50%光強值作為邊界,有很多光線從光束角以外發射出去,若以光束角作為照明界線這部分光就是浪費,如果充分利用這部分光就會實現提高燈具效率目的。因此在設計LED 燈具時應充分考慮其光束角的特性,利用其方向性好的特點,通過設計LED 芯片的相對位置、傾斜角度、爭取將絕大多數光線發射到燈具外部,從而提高大功率LED 燈具的燈具效率。

2、LED燈珠的光通量輸出
    結點溫度是影響LED芯片的光通量輸出的關鍵因素,LED 的光通量輸出隨著結溫的上升而降低。LED廠家的技術參數手冊列出LED 在結點溫度為25 ℃ 時的光通量值,而大多數安裝在燈具內的LED 芯片由于受到燈具散熱條件的限制都具有較高的結點溫度,一般結溫在75 ℃~90 ℃之間。當結溫大于25 ℃時,光通量肯定比LED 技術參數手冊給出的值少。以某品牌的XR-E 大功率LED 的結溫與光通量輸出的關系為例(見圖1),當LED 芯片的結溫在85 ℃左右時,依照此圖光通量輸出為25 ℃時85%。因此在設計燈具中應通過散熱設計盡量降低LED芯片的結點溫度以提高LED 芯片的光通量輸出, 從而達到提高燈具效率的目的。



(圖一:結點溫度曲線)



3、LED路燈燈具燈珠的透鏡
    透光率是LED 透鏡的一項重要技術參數,直接影響到透鏡的使用效果。目前在大功率LED 燈具中通常使用的透鏡為全反射式透鏡,國內外知名LED 透鏡廠家可以將這種透鏡的透光率達到89%, 即LED 光源所發出的全部光通量一般有10%以上的損耗。這些損失的光可以被分為三種(見圖2): LED 的正上方透鏡表面所反射的光、被透鏡吸收的光、通過LED 透鏡側面被折射的光。


(圖二:透鏡光線分布圖)


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