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　　目前，用于道路照明的傳統(tǒng)光源主要是高壓鈉燈，LED路燈主要在一些支干道上進(jìn)行了試點(diǎn)應(yīng)用，但兩者已表現(xiàn)出明顯的優(yōu)劣差異。在光效方面，高壓鈉燈最高可達(dá)140lm/W，比目前商用大功率LED的光效100lm/W高，但LED的顯色指數(shù)（約80）要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過高壓鈉燈（約25），且在相同照度下，白光LED更有助于司機(jī)或行人識(shí)別目標(biāo)，其道路照明效果和舒適度要遠(yuǎn)高于高壓鈉燈。在燈具效率方面，高壓鈉燈采用球面發(fā)光設(shè)計(jì)，綜合考慮反射器效率，高壓鈉燈的燈具效率一般僅有70%。但LED是定向出光，如采用恰當(dāng)?shù)呐涔庠O(shè)計(jì)，大部分光線會(huì)直接投射到路面，燈具效率能達(dá)85%以上。

　　所以，僅從光效和燈具效率來(lái)看，就可見LED路燈取代傳統(tǒng)路燈光源的巨大潛力。為此，本文將從中山大學(xué)半導(dǎo)體照明系統(tǒng)研究中心在LED照明應(yīng)用的研發(fā)過程中對(duì)配光、電源和散熱等三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)所取得的研究成果來(lái)重點(diǎn)闡述“十城萬(wàn)盞”示范應(yīng)用工程關(guān)系密切的“LED路燈”的技術(shù)路線和技術(shù)支撐。

　　配光

　　通過光學(xué)設(shè)計(jì)獲得蝙蝠翼型光強(qiáng)分布。目前市場(chǎng)上的LED路燈，其光源部分主要分兩種方式：?jiǎn)晤w1W大功率白光LED陣列和大功率集成封裝光源模組。盡管LED路燈的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)還沒有出臺(tái)，但LED路燈的配光在參考傳統(tǒng)光源道路照明標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)要實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：合適的平均路面亮度、高的總照度均勻度和縱向照度均勻度、合適的環(huán)境比、眩光控制等。

　　從配光曲線上看，要實(shí)現(xiàn)以上目標(biāo)主要是通過合適的光學(xué)設(shè)計(jì)以獲得蝙蝠翼型光強(qiáng)分布，從而在路面上獲得矩形的光斑分布。但是普通大功率白光LED的封裝透鏡（即一次光學(xué)透鏡）不適合直接應(yīng)用于LED路燈上，所以在每一個(gè)大功率白光LED的一次光學(xué)透鏡上還要添加二次光學(xué)透鏡，目前“花生米”型的二次光學(xué)透鏡能達(dá)到較好的效果。

　　中山大學(xué)半導(dǎo)體照明系統(tǒng)研究中心開發(fā)的設(shè)計(jì)思路是不采用單獨(dú)的二次光學(xué)透鏡，而是在一次封裝的LED的發(fā)光光源外直接設(shè)計(jì)波浪形光學(xué)透鏡面罩，利用透鏡面罩來(lái)達(dá)到整個(gè)LED路燈發(fā)光光源的二次光學(xué)透鏡的功能。

　　隨著封裝產(chǎn)業(yè)向下游應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的需求靠攏，中山大學(xué)半導(dǎo)體照明系統(tǒng)研究中心還開發(fā)設(shè)計(jì)特殊形狀的一次光學(xué)透鏡，在LED芯片封裝時(shí)直接安裝，具有體積小、成本低的特點(diǎn)，完全符合LED路燈和道路照明要求。

　　隨著封裝技術(shù)的進(jìn)步，白光LED的封裝方式由單顆1W大功率LED器件逐漸轉(zhuǎn)向大功率集成封裝光源模組。目前的大功率集成封裝光源模組的功率最高可達(dá)100W以上，但這類光源由于發(fā)光面積較大，為光學(xué)配光設(shè)計(jì)帶來(lái)困難。

　　中山大學(xué)半導(dǎo)體照明系統(tǒng)研究中心開發(fā)的紅光增強(qiáng)的大功率白光LED智能控制系統(tǒng)技術(shù)，可以獲得顯色指數(shù)90以上，相關(guān)色溫2500~8000K可調(diào)的光源模組。該技術(shù)利用在封裝基板上集成光電轉(zhuǎn)換芯片，實(shí)時(shí)監(jiān)控光源模組的白光色度學(xué)參數(shù)，光電轉(zhuǎn)換芯片將探測(cè)到的白光色度學(xué)參數(shù)的變化反饋給智能控制系統(tǒng)，系統(tǒng)通過計(jì)算后保證燈具能輸出最優(yōu)色度學(xué)性能的白光，可以保證光源模組輸出保持設(shè)定的相關(guān)色溫范圍和顯色指數(shù)；封裝基板上還集成了溫度傳感芯片來(lái)實(shí)時(shí)探測(cè)封裝基板的溫度，實(shí)現(xiàn)對(duì)大功率LED芯片結(jié)溫的間接監(jiān)控，當(dāng)結(jié)溫超過系統(tǒng)預(yù)設(shè)的溫度時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)調(diào)節(jié)散熱系統(tǒng)的散熱途徑或降低LED的功率。該光源模組可以由單顆1W大功率白光LED陣列的方式或大功率集成封裝光源模組的方式組成，已經(jīng)運(yùn)用在LED路燈上。

　　電源

（詳細(xì)文章請(qǐng)看《國(guó)際光電與顯示》）