基本路灯知识

LED路灯

LED路灯即半导体照明灯，以发光二极管作为光源，因其是一种固态冷光源，具有环保无污染、耗电少、光效高、寿命长等特点，做成的LED路灯。

编辑本段定义

路灯是城市照明的重要组成部分，传统的路灯常采用高压钠灯，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，节能是目前所急需解决的问题。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、成为目前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。

编辑本段特点

LED路灯与常规高压钠灯路灯不同的是，大功率LED路灯的光源采用低压直流供电、由GaN基功率型

蓝光LED与黄色荧光粉合成的高效白光二极管，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，可广泛应用于城市道路照明。外罩可用PC管制作，耐高温达135度，耐低温达-45度。

发光二极管(LightEmittingDiode，简写为LED)是基于半导体PN结形成的用微弱的电能就能发光的高效固态光源，在一定的正向偏置电压和注入电流下，注入P区的空穴和注入N区的电子在扩散至有源区后经辐射复合而发出光子，将电能直接转化为光能。

编辑本段优点

1、LED路灯本身的特性——光的单向性，没有光的漫射，保证光照效率。

2、LED路灯有独特的二次光学设计，将LED路灯的光照射到所需照明的区域，进一步提高了光照效率，以达到节能目的。

3、LED的光源效率目前已达110-130lm/W，而且还有很大的发展空间，理论值达250lm/W。而高压钠灯的发光效率是随功率增加才有所增加，因此，总体光效LED路灯比高压钠灯强；(这个总体光效是理论上的，实际上250W 以上高压钠灯的光效高于LED）。

4、LED路灯的光显色性比高压钠灯高许多，高压钠灯显色指数只有23左右，而LED路灯显色指数达到75以上，从视觉心理角度考虑，达到同等亮度，LED路灯的光照度平均可以比高压钠灯降低20%以上，（参照英国道理照明标准）。

5、LED路灯的光衰小，一年的光衰不到3%，使用10年仍达到道路使用照度要求，而高压钠灯光衰大，一年左右已经下降30%以上，因此，LED 路灯在使用功率的设计上可以比高压钠灯低。

6、LED路灯有自动控制节能装置,能实现在满足不同时段照明要求情况下最大可能的降低功率，节省电能。Spark 智能LED路灯可实现电脑调光，分时间段控制，光线控制，温度控制，远程控制，自动巡检等人性化功能。

7、LED是低压器件，驱动单颗LED的电压为安全电压，系列产品单颗LED功率都为1瓦，所以它是一个比使用高压电源更安全的电源，特别适用于公共场所（例如：路灯照明、厂矿照明、汽车照明、民用照明等）。

8、每个单元LED小片只有很小体积，所以可以制备成各种形状的器件，并且适合于易变的环境。

9、寿命长：能使用5万小时以上，提供三年的质量保证。不足之处就是电源的寿命得不到保证。

10、光效高：采用≥100LM以上的芯片，相对于传统高压钠灯能节能75%以上。

11、安装简便：无需加埋电缆无需整流器等，直接将路灯灯头安装于灯杆接上或者将光源嵌套原有灯壳。

12、散热控制出色：夏天温度控制在45度以下，并采用被动散热方式，夏天的散热保障不足。

13、质量可靠：电路电源全部采用高质量元器件，每颗LED都有单独过流保护，无需担心损坏。

14、光色均匀：不加透镜，不以提高亮度而牺牲均匀光色，从而保证无光圈光色均匀。

15、LED不含有害金属汞，不像高压钠灯或金属卤化物灯在报废时对环境造成危害。

综合上述原理，大功率LED路灯的节能效果显著，代替高压钠灯可节电60%以上。（有待考究）

维护成本低：相对于传统路灯，LED路灯维护成本极低，经过比较，不到6年即可收回全部投入成本。

试点阶段(2009年)目标：到2009年，在21个试点城市，应用100万盏LED市政照明灯具。包括道路照明、隧道照明、地铁车厢站台、地下停车场、加油站等公共场所。LED器件国产化比例为60%。预期年节电2.2亿度。

试点阶段期间主要的工作内容还包括制定出示范标准，进行评估与验收，同时加强制定产品标准与检测平台。

示范阶段 (2010～2012年)目标:至2010年，在全中国完成50个半导体照明示范城市建设工作，应用200万盏LED市政照明灯具。国产化比例为70%，预期年节电达10亿度。

工作内容:定期发布产品指南与优秀企业。并且由财政部与科技部研究制定财政补贴标准，对示范城市进行财政补贴。

推广阶段 (2013～2015年)目标:至2015年，半导体照明进入30%通用照明市场。预期年节电1400亿度。创造100万人以上就业，并且成为半导体照明产业第三强。

工作内容:通过试点阶段的引导，形成成熟的市场推广模式，达到全国30%通用照明采用半导体照明。

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LED外延片的生产、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。

产业发展案例：

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、飞利浦、奥斯拉姆纷纷与半导体公司合作，成立照明企业。

3、日本日亚化工、丰田和成、SONY、佳友电工都已有LED照明产品问世。

4、台湾目前LED产量仅次于日本，位居第二，列美国之前。

应用案例：

1、广东省从2009年起，开始大规模实施“千里十万”LED路灯产业化示范推广工程，建设总里程1500公里左右、规模约10万盏的LED路灯示范推广工程。

2、扬州计划两年投入3.3亿元应用5万盏LED灯具升级城市道路照明。

3、厦门计划两年推广3万盏LED道路照明灯具。

4、成都计划实施1.5万盏LED路灯推广项目。

5、山东省潍坊市于2006年开始实施LED照明示范工程，安装LED路灯已超过3万盏。今后，新建道路和公共场所一律安装LED灯，到2011年累计安装LED路灯10万盏。

最低光强4LUX，重叠光强约6LUX。目前市场路灯透镜材料为改良光学材料，透过率≥93%，耐温-38－+90度，抗UV紫外线`黄化率30000小时无变化等特点。它在新型城市照明中有非常好的应用前景。对深度的调光，且颜色和其他特性不会因调光而变化。太阳能LED路灯就是指采用太阳能硅板为供应电源的LED路灯。

标准：

1. 光的转化率17%，（每平方太阳能量为1000W，实际利用效率为170W）

2. 目前市场路灯透镜材料为改良光学材料，透过率≥93%，耐温-38－+90度。

3.LED路灯透镜，主要用于LED路灯的透镜，光斑为矩形，材料是PMMA 光学材料，透过率≥93%，耐温-38－+90度，抗UV紫外线`黄化率30000小时无变化等，

4. 路面照度均匀度（uniformity of road surfaceilluminance)的平均照度0.48。光斑比值1：2

5.符合道路照度。（实际1/2中心光斑达到25LUX,1/4中心光强达到15LUX，16米远的最低光强4LUX，重叠光强约6LUX。

6.它在新型城市照明中有非常好的应用前景。对深度的调光，且颜色和其他特性不会因调光而变化。

7.适应湿度：≤95

尽管LED路灯的发展速度迅猛，但led路灯的标准却相对滞后。在全球范围内，LED的路灯标准也不是都没有，像LED路灯的欧洲标准现在就有。事实上，各地区对LED路灯的标准，在指标上不尽相同，LED路灯要在标准上符合销售区的要求，因此投标LED路灯工程要深入研究当地的LED路灯标准，只有这样才会在激裂的市场竞争中占有一席之地。

编辑本段散热设计

传统LED路灯设计主要设计重点在LED的流明数上，而对LED灯具的散热则的关注较少。

实际上，LED的流明数正在迅速的增加。2009年量产LED的单瓦流明数已经达到100流明，而且这一数值还在快速地增长。与之对应的传热学理论体系已经成熟，我们可以使用的传热手段也基本明确：传导、对流、辐射和相变传热。因此，在传热或者说散热问题上，我们可以采取的措施是可见的、有限的。

散热技术

LED路灯散热技术，一般使用多为导热板方式，是一片5mm厚的铜板，实际上算是均温板，把热源均温掉；也有加装散热片来散热，但是重量太大。重量在路灯系统上十分重要，因为路灯高有9米，若太重危险性就增加，尤其遇到台风、地震都可能产生意外.国内有厂家采用全球首创的针状散热技术，针状散热器的散热效率要比传统片状散热器有很大幅度提高，能使LED结温比普通散热器低15℃以上，并且防水性能比普通铝型材散热器要好，同时在重量和体积上也有所改进。

散热方式

LED路灯的散热方式主要有：自然对流散热、加装风扇强制散热、热管和回路热管散热等。加装风扇强制散热方式系统复杂、可靠性低，热管和回路热管散热方式成本高。而路灯具有户外夜间使用、散热面位于侧上面以及体型受限制较小等有利于空气自然对流散热的优点，所以LED路灯建议尽可能选择自然对流散热方式。

散热设计

LED路灯散热设计中存在的问题有：散热翅片面积随意设定，散热翅片布置方式不合理，灯具散热翅片的布置没有考虑到灯具的使用方式，影响到翅片效果的发挥，强调热传导环节、忽视对流散热环节，尽管众多的厂家考虑了各种各样的措施：热管、回路热管、加导热硅脂等等，却没有认识到热量最终还是要依靠灯具的外表面积散走，.忽视传热的均衡性，如果翅片的温度分布严重不均匀，将会导致其中一部分的翅片没有发挥作用或作用很有限。

编辑本段空气对流散热式大功率LED路灯灯具

空气对流散热式大功率LED路灯灯具（200820000106.1）。其目的是解决大功率

LED灯具散热问题，提出一种空气对流散热式大功率LED路灯灯具，它包括有灯头组件、灯具散热体组件和灯尾组件，灯具散热体组件为弧弦柱形壳体，两端开口，其弧柱面两侧面为立面，立面也开有阵列通孔，在弧弦柱形壳体内腔设有4～10条轴向排列的并与弧柱面和弦柱面固接立筋导热板，立筋导热板和弧弦柱形壳体两侧的两个立面也都开有阵列通孔，立筋导热板和弧弦柱形壳体两侧的两个立面在灯具散热体组件内形成5～11条热空气流动的散热通道。本实用新型优点是散热体内腔有多条热空气流动的散热通道，立筋导热板也都充当散热面，热交换面增加，热排放效率高。

编辑本段专利技术五大创新点

一、铝质散热器及产品外形结构设计

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。

二、金属螺栓式大功率LED光源的设计

自主研发设计了金属螺栓式大功率LED光源。为提高产品的稳定性我们采用了高品质的美国原装进口

的LED发光芯片，将LED发光芯片直接封装在金属螺栓的螺帽顶部，产品组装时将LED金属螺栓直接旋紧在铝质散热器上，从而有效的将LED与散热器紧密的融为一体，改变了传统大功率LED光源借助导热硅胶进行导热的现状，极大的提高了LED与铝质散热器之间的热传导效率，有效的保证了LED光源的使用寿命大于6万小时。同时采用台湾优质荧光粉，使单颗LED亮度达到80流明以上；并且有多种色温可选择，能满足不同场合对不同色温的需求。

三、二次光学系统和配光曲线的设计

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。

四、驱动电路的优化设计

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。

五、LED光源的模组化设计

光源采用模组化设计方案，实现了地面照度与功率的最佳匹配，通过增减光源数量，来满足不同的路面宽度和照度要求，达到了既满足城市的照明要求又不浪费电能的目的。

编辑本段LED路灯标准

范围

本标准规定了LED（发光二极管）路灯的定义、产品分类、型号和命名、技术要求、试验方法、检验规则以及标志、使用说明书、包装、运输和贮存的要求等。

本标准适用于250V以下直流电源或1000V以下交流供电的道路、街路、隧道照明和其他室外公共场所

照明用LED（发光二极管）路灯。

特殊技术要求

1 灯具电性能

LED路灯在标称的额定电源电压及额定频率下工作时，其实际消耗的功率与额定功率之差不应大于10%，功率因素不应小于0．92。

2 防护等级

LED路灯防护等级A级品不应低于IP67；B级品不应低于IP66；C级品不应IP65。

3 平均寿命

LED路灯的额定平均寿命不应低于30000h。

4 最大温度

LED路灯额定最大温度Tc值不应大于58℃。

5 最大热沉温度

灯具内各个 LED管的最大热沉温度不应大于65℃。

6 主要光参数

7 抗扰度

浪涌抑制性能（抗雷击）的电压保护水平应不低于2kV（线—线）和

4kV（线—地）。

8 配光特性

灯具中部分LED灯泡熄灭或整灯调光时，其光斑形状和路面照度均匀性不应发生明显变化。

试验方法

1 外观要求

目测检查。

2 安全

按GB7000．1、GB7000．5、GB19510．1和相应的国家标准或国外标准进行检验。

3 电磁兼容性

按GB17743和GB17625．1的相关规定进行。

4 灯具电性能

在25℃±2℃的环境温度下，在稳压电源（与灯具标称频率相同）及LED路灯之间接入精度不小于0．5级的交直流电参数测试仪，使LED路灯处于正常工作位置，接通并调节电源电压至额定值（如灯具标称电源电压范围，则分别调节至电源电压范围的最大值和最小值）使LED灯具工作2h，记录功率和功率因素值。

5 防护等级

按GB7000．1的规定进行。

6 光衰和寿命试验

6．1 灯具老化方法

灯具老化在没有强制通风、温度控制在20℃－30℃的环境中进行，灯具按正常安装姿态架设，按灯具标称额定电压或标称的适用电压范围的最大电压接通电源，灯具以满功率工作。灯具在老化过程中，每24h中关闭不少于2次，每次关闭时间应为25－35min，间隔时间至少应为30min。样品数量不少于3台。试验中，灯具不得出现任何故障、烧毁，否则不合格。

6．2 光衰和寿命测量推算方法

以照度法替代光通量法，在距离灯具高度2米处下方测量中心点和沿道路方向的轴线上每距1米一个点的水平照度值，共测5个点，与各点初始值对比并得出5个点的平均维持率值。在2000－5000h之间，每336h间隔测一次平均维持率值；如5000h时灯具仍然符合要求，则以2000h时的各点照度值为初始照度值，已测得的每336h间隔的照度值与2000h时对应的初始照度值比较并得出平均维持率，由上述10个点的平均维持率拟合曲线推算出平均维持率为75%时的寿命时间加上5000h即为该灯具的寿命。选取其中1只路灯，同时用光度分布测试法测0－2000h时的光通量，计算出2000h光通维持率作为校准值。测量照度时，环境温度应控制在25℃±1℃稳定3h以上的情况下进行。

7 最大温度

按GB7000．1－2007中第12章的规定进行。

8 最大热沉温度

选取LED中的热沉温度最高者，在该LED最靠近底部的散热器放置热电偶。

9 灯具的主要光参数

9．1 平均色温和平均显色指数

在25℃±1℃的环境温度和额定电压、额定频率下，用积分光谱测试系统测量，灯具样品放入积分球内，避免直射光射入测试探头，灯具外表面应粘贴不明显影响色温测试的白色覆盖膜。燃点1h后测试。

9．2 灯具光效和灯具配光曲线

在25℃±1℃的环境温度下，用光度分布测试系统测量。首先测试灯具的光通量及光强分布、配光曲线等，灯具光效为LED路灯的光通量与灯具的实际消耗功率的比值。

10 抗扰度

按GB17626．5规定的方法进行。

检验规则

1 检验分类

产品检验分为出厂检验和型式检验。

2 出厂检验

2．1 每个灯具应经检验部门检验合格并签发合格证明书后方可出厂。

2．2 出厂检验项目见表2；对于抽检项目检测不合格的，应加倍抽样进行检验。复验合格后，

才能重新包装交付收方。复验不合格的，该批产品为不合格；其他项目如有不合格，应修复，经检验合格后方可出厂。

3 型式检验

3．1 型式检验应在下列情况之一时进行：

a）新产品或老产品转厂生产的试制定型鉴定；

b）正式生产后，如结构、材料、工艺有较大改变，可能影响产品性能时；

c）产品停产半年以上，恢复生产时；

d）出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时；

e）国家质量监督机构提出进行型式检验的要求时。

3．2 型式检验样品从出厂检验合格品种抽取，每次抽取4件，若灯具光电性能有不合格项，则判为不合格。其它项目中若有不合格项目，应在同一批产品中加倍抽样，对不合格项目进行复检，仍不合格，则型式检验为不合格。

标志、产品使用说明书

1 标志

产品的污染控制标识要求应符合SJ/T11364的规定。

每件灯具应在适当明显位置固定产品标牌，标牌应符合GB/T13306的有关规定。除此之外，产品上还应标注以下内容：

a）制造厂厂名、厂址；

b）产品名称及型号；

c）产品编号及生产日期；

d）主要技术参数；

e）产品标准号、相关认证标志。

2 产品使用说明书

应符合GB9969．1的规定。

包装、运输、贮存

1 包装

1．1 在产品包装箱内，应装有下列技术文件（装入防水的袋内）：

a）装箱单；

b）产品合格证；

c）产品使用说明书；

d）附件及其它相关文件。

1．2 产品包装若被拆开并仍需贮存时，应重新包装。

2 运输

灯具在运输过程中应防止剧烈振动、冲击和保持包装完好，运输过程中应有防止雨雪淋袭的保护措施。储运图示标志应符合GB/T191的规定。

3 贮存

灯具包装后应贮存在通风、干燥、无腐蚀性介质的仓库内，仓库内不应有各种有害气体和易燃易爆物品及有腐蚀性的化学物质。灯具不可重压，且应无强烈的机械振动、冲击和磁场作用。