城市道路照明光源及光学系统

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1、维普资讯http://www.cqvip.com_琶LEDD集C锦O繁0寿命长(达2万小时以上)、耐振动、不易损坏、符合环保要求等优势，使半导体光源将成为城市道路照明理想的节能光源。其显著的优点为：1)光效高。目前商业化的白光LED光效已达到701m／W左右，预计2年内能达到1001m／W以上，而这并非LED光效的上限，各国的专家都把光效地目标定在2001m／W左右。2)寿命长。理想的目标是10万d~!t'l-，而目前商业化的白光LED寿命可到5万JJ~!tl'-，比传统光源寿命要长10-20倍。做成城市道路照明光源

2、，则可以10年不换光源，大大节省了日常的维护费用。3)便于对于灯的功率进行智能调节。可以附加二次光学系统，最大限度新型LED地利用LED的光能，满足各种应用场合特城市道路照明光源及光学系统定的照度与光强分布。近年来，常规化石能源日趋紧张，口文／钱可元清华大学深圳研究生院半导体照明实验室罗毅清华大学电子工程系集成光电子学国家重点实验室石油、煤等常规能源价格不断攀升，特别是国际油价更达到历史高位，造成了摘要：由于自光LED其有很多显茗的优点将蕻应用了公共城市蹦设燕登代能源供应的形势愈加严峻。由于LED的光源有蕾许多的优点

3、。然两美真正充分发挥半导体光源的长处二次光掌系臻露没计至关这些显著优点和白光LED技术的日臻重要。本文介绍了一种独弱适用于城市道路照明二次光学系统他能较好的满足城市遭成熟，开发高效、长寿、绿色环保的半潞照明的相关标港并可以灵焉圪适用手不同能道路愤况关捷谒：睾导体照明：功辜型LED；二次是霉泛导体光源城市道路照明系统，具有十分重要的意义。1引言光源的光谱成分偏黄，显色指数公共城市照明在照明市场上占有庞大极低；2二次光学系统的设计的份额，根据统计，城市公共照明在我国灯具的寿命短，更换工作量大；道路照明系统不同于一般的照明

4、灯照明耗电中占30％的比例，约439亿不便于对于灯的功率进行调节；具，其被照明的场是一矩形区域。表1—1kwh，以平均电价065元／kwh计算，一随着20世纪90年代固体物理学的高和表1—2为国家路灯标准。根据国家公路年开支285亿元。目前，广泛应用于城速发展和新半导体材料的突破性发现，近照明标准，主干道的平均照度是15Ix，均市公共照明的是高压钠灯，特别是在主干10年来LED技术取得了突飞猛进的发展。匀性为30％；次干道的平均照度是8Ix，均道上，高压钠灯可以提供1001m／W以上的白光LED的出现，以其特有的低电

5、压驱动、匀性为30％，其中均匀性为照射路面的最发光效率。但其本身的缺憾也很明显：体积小、重量轻、显色性好、调光性能好、低照度／平均照度。38维普资讯http://www.cqvip.com现有的LED发光源是光强分布近似朗亮度照度伯源的点光源，单个的功率都在1瓦左右，级别道路类型平均亮度均匀度平均照度均匀度眩光限制诱导性而道路照明往往要求有特定形状的被照光Lav(Cd／m。)L』nin／LavEav(Lx)EminlEav严禁采用场。如国家规定主干道路灯的照明区域为快速路1．5042004非截光型很好1Ox50平米的

6、矩形区域。因此要组成道路灯具照明系统，就不能简单地将LED组合一起，严禁采用主干路及15035这样形成的圆形光场将不利于光能的利用，非截光型很好迎宾路灯具无法满足国家标准对整个被照区域光照度不得采用均匀性的要求。如果能够将LED芯片发出次干路0．58035非截光型好的光合理的分配到道路路面上面，在路面灯具上面形成一个均匀照度的长方形区域，则支路0．30．350．3非截光型要好。可以在低的发光效率下实现高于高压钠灯的能量利用率。如图2所示。道路等级亮度(。d)照度(x)灯具安装高度(m)路面宽度路面照明长度(ml路面照

7、明面积(m2){mj平均亮度均匀度平均照度均匀度最低高度最高高度最小长度最大长度最小面积最大面积10035035810103250320500l0503503568102440240400由于高压钠灯为全角360度发光，通为了达到国家照明标准的均匀性要常在光源背面加上一个反光装置使发出的求，通常不得不提高输出功率使得周围暗光照射到路面上以提高能量利用。但是由斑的照度主干道不小于5Ix，次干道不小于于高压钠灯光源庞大，缺乏有效的光学装2．4Ix．然而大量的能量则浪费在路灯的正下置，高压钠灯在路面上形成的光斑通常是方中心

8、处和道路的外侧，从而降低了总的一个不均匀的圆斑：中心处很亮，而径向衰能量利用率。减很快。如图1所示。50．2∞．150．10。．500501881602∞2500卯·280150-1O000卯1O01卯0258瑚_瑚。卯加。一。佃卯0卯．280．150-1O000卯1D口1卯200258I)X()a表示传统路灯照射模型b路灯在路面照度强度分布图