《LED路灯模块技术方案》.docxVIP

LED路灯模块技术方案 关键词：LED路灯 LED street lamp LED光源具有高效、环保、寿命长等优点，是典型的高技术产品，是照明行业的发展方向。要体现其优势，必须解决光学、热学、驱动等关键技术问题。考虑到传统封装的LED高亮度、小光通、朗伯远场配光分布会导致眩光、配光曲线与实际需求不符合是制约LED照明光源发展和大规模应用的瓶颈。 1、LED颗粒选型 对于LED路灯，LED颗粒的选型关系到LED路灯的散热性能、显色性和光学性能，所以LED颗粒性能对于LED路灯至关重要。在LED颗粒选型方面主要考虑LED功率、光效、色温、显色性和结温等几个方面的性能参数。下表所示为OSRAM、CREE和Philips公司的适合应用于LED路灯的产品参数，其中OSRAM公司的Dragon和OSTAR型号的LED是面向道路照明的产品。 Golden DRAGON? with OVAL lens Golden DRAGON? with ARGUS lens Golden DRAGON? Plus OSTAR-LIGHT 表1 各种型号LED特征参数 LED型号光效色温色坐标热阻光通LUW W5AM128lm/W@100mA6500Kx=0.31 y=0.326.5K/W113lm@350mALW W5AM87lm/W@350mA5600Kx=0.33 y=0.336.5K/W101lm@350mALUW W5PM100lm/W@100mA6500Kx=0.31 y=0.326.5K/W100lm@350mALE UW E3B65lm/W------895lm@14.6WXR-C LEDs--冷白-暖白--12K/W114lmXP-E Q595.5lm/W冷白-暖白--9K/W107lm@350mA注：上表中前三个LED的额定功率为1.1W，显色指数为80，CREE公司XP-E Q5型号色温在3700K-10000K范围内的LED显色指数为75，色温在2600K-3700K范围内的LED显色指数为80。 综合考虑LED的结温、光效和显色指数等参数，型号为LUW W5AM和XP-E Q5的LED性能较好，适合用于LED路灯模块。 2、LED路灯技术参数调研 现在，LED路灯主要有两种设计方式，一种是整灯模式，即把LED颗粒全部焊接在PCB板上；另一个就是模块化设计，即先基于一个模块，把LED封装在一个相对较小的照明模块里，再将多个LED照明模块整合起来。模块化设计的优势是方便维护，首先单个模块重量低于整灯的重量，拆卸方便，另外如果有LED颗粒损坏，也不需要整个灯都拆卸维修，只需要维修或更换对应的LED模块即可。下面是调研的两款LED路灯产品。 2.1 OSRAM高功率LED路灯模块 图1 OSRAM路灯模块外型与光强分布 首先介绍该模块的技术参数，然后分析模块在光学、热学和电学上的实现方法。LED模块工作的技术参数如下表所示： 表2 工作技术参数 产品颜色LED 数目电压 （Vdc）CRI(%)功率 （W）辐射 角度色温 （K）光通量 （lm）HPML-W4F-830暖白1524802075°×130°3000K1000-1150HPML-W4F-765白光1524702075°×130°6500K1350-1830注：模块工作时的典型光效为75lm/W(6500K)，最大值为90lm/W(6500K)。 每个模块的尺寸为220mm×70mm×74mm，重量为700g；工作时OT75型号的电源为3个模块供电，OT90型号的电源为4个模块供电；模块的最大观察角是75°×130°；光分布是矩形光分布；电路的优点是集成负载短路和过载保护。 2.1.1 光学实现方法 每个模块包含15个Golden Dragon型号的LED，且等间距焊接在电路板表面，其中每个LED光通量90lm左右。光学处理方法就是使用多面的周期性反射器来实现矩形配光，反射器的效率为92%。下面是模拟结果和厂商宣传结果对比，其中模拟条件是模块安装高度为8m，探测面尺寸为32m×32m；光源数据采用OSRAM公司的网站提供数据（模拟过程中由于机器限制，只模拟了部分光线）；反射器表面反射率设置为100%；模块模型如下图所示 图2 高功率LED模块光强度分布图（From Datasheet） 图3 高功率LED模块3D外形 图4 高功率LED模块照度分布（模拟） 图5 高功率LED模块光强度分布图（模拟） 从模拟结果来看，OSRAM的高功率LED路灯模块的光强分布图与模拟结果基本一致，但是我们从照度分布图上我们还