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LED路灯配光要求方案

发布时间:2019-12-01    作者:admin    点击量:

  
  LED路灯配光是使光线尽可能投射到被照路面各个区域,获得符合路程照明要求的光分布,LED路灯配光规划是否准确到位是其能否代替传统路灯的关键因素之一。
  LED路灯配光的特色和要求
  LED路灯配光形状特色
  在路程照明中,假如没有对LED路灯火源配光,照射在路面上的光型为面积较大的圆形光斑,会有部分光散落到路面之外而没有被运用,如图1(a)所示。
  为了满足对路面的亮度、照度、均匀度的要求,且尽可能使得大部分光都分布在路程面上以进步灯火的运用率,削减不必要的浪费,一般需求对LED路灯进行配光,LED路灯输出的光线照射在路面上所构成的光型或光斑以矩形为佳,如图1(b)所示。
  路程照明标准配光要求
  依据《城市路程照明规划标准》要求,路程照明中路程分为快速路与主干路、次干路、支路,LED路程照明配光要求标准值应符合表1的规矩。
  LED路灯的配光曲线
  发光强度的空间分布一般称为配光曲线。在路灯的下方,光强应是最小,跟着仰角θ添加,光强I添加。
  函数联络为:
  即配光曲线表达式。路程照明单一灯具的志向配光曲线暗示图如图2所示。
  因为光学规划复杂性,配光形状难以彻底符合函数联络,可以减小θ角的投射范围,削减灯具的距离来得到均匀照度。
  一般来说,希望在配光后能结束宽视点的“蝙蝠翼”形配光。
  LED路灯配光方案及剖析
  LED路灯的配光方案在路程照明要求的基础上进行,一同要考虑操控眩光和考虑环境系数。对路程照明来说,光效和配光曲线是两个重要参数,现在LED路灯配光的方案主要有以下基本形式。
  LED路灯的一次配光
  在功率型LED制作过程中,封装时选用透镜工艺可进步光功率、削减光输出丢掉、改动光输出特性,LED的封装透镜工艺与大功率的LED路灯照明一次配光有一定的联络。通过杰出的封装透镜的规划,LED可以获得较好的光输出特性。
  选用双头透镜封装的LED配光,可以将单粒LED的光强输出曲线改形成“蝙蝠翼”形,以便进一步结束整个路灯整体光强输出曲线的“蝙蝠翼”形配光。
  双头透镜一次配光结构和配光曲线如图3(a)和图3(b)所示,该透镜的规划成为其一次配光中心。
  图3双头透镜封装的LED配光结构和配光曲线暗示图
  LED路灯的二次配光
  对LED路灯中的大功率LED选用透镜或反光器进一步改动输出光特性,即为LED路灯的二次配光。
  LED路灯的二次配光主要有以下状况。
  选用全反射透镜的LED二次配光。光由相对光密介质射向相对光疏介质,当入射角大于临界角时可发作全反射,运用这一原理规划轴对称全反射透镜。
  例如,使得光束角改动为±30°范围内,有利于进一步的配光规划。全反射透镜如图4所示。
  选用安闲曲面透镜的LED二次配光。该规划中,选用了XY轴方向上非对称长方形配光的安闲曲面光学元件。
  例如,在X轴上发作±60°的均匀分布的配光,满足路程的长度方向的照明要求,在Y轴上发作±30°均匀分布的配光,得到具有矩形光照效果的LED“蝙蝠翼”形配光。
  安闲曲面规划中通过包含有微分方程法、多参数优化法、多表面一同规划法和剪切法来获得光源光线分布与照明方针面光线分布匹配。安闲曲面透镜如图5所示
  LED路灯的三次配光
  LED路灯的三次配光是在大功率LED一、二次配光结束的基础上,通过对多个LED(单元模组)叠加和空间摆放结束,以满足路程照明均匀亮度、均匀照度和均匀度的要求。
LED路灯
  三次配光有以下几种办法:
  (1)平面式配光
  LED路灯规划时选用XY方向非对称的矩形配光的安闲曲面光学元件(透镜或反光杯),因为矩形配光在单个LED光学元件上已结束,所以整个LED路灯只需将该LED模组摆放在平板上即可。
  (2)弧面式配光
  多个LED摆放组成一个LED模组,LED模组上的LED是选用轴对称的全反射的透镜或反光杯进行配光的,通过透镜或反光杯配光的辐射角宽度足以掩盖路程宽度。
  将LED模组摆放在弧面上,如图7(b)所示,通过调整弧面可以在路程方向上发作近乎于矩形光型。
  (3)多折面式配光
  LED光线具有杰出的方向性,为获得较好的路程配光,别离规划各组的LED投射方向担任照射各自区域,较为简略的办法是选用V字型面办法。
  在多折面式配光规划时,路灯中各组的大功率LED别离安装在不同平面上,通过调整各组相对视点来获得路灯的光输出特性和近似矩形照明效果,满足路程照明标准中的要求。
  (4)反光杯式配光
  通过LED反射器的规划来获得路灯灯火的输出特性。为单个LED单独规划XY轴方向非对称的反射器,此方案类似于平面式配光,不同的是运用安闲曲面反光器,使其获得光输出接近于“蝙蝠翼”形,规划多个反射器并摆放相同可以得到较好的路程照明效果。
  LED路灯配光方案剖析
  不管采取何种技能手段或方案,就LED路灯配光来说,其光输出特性满足夜间路程照明标准要求,该技能或方案具有杰出的运用价值。上述配光各有优缺点,如表2所示。
  一种LED路灯配光方案往往需求进行屡次配光的组合和反复规划,以抵达路程照明的标准。
  如LED一次配光(透镜封装)和灯具的二次配光的组合、LED的二次配光单元和灯具的三次配光的组合、LED路灯的反射器二次配光等。
  现在,功率型白光LED正朝着单片大功率的方向开展,因为芯片散热瓶颈限制,选用多芯片组合封装的单片大功率LED的散热相对困难,光效相对较低。
  归纳考虑封装、散热、光效、显色等因素,一般选择单个LED功率在1瓦至数瓦、光效为90~100lm/W的产品,通过多粒阵列混联办法来抵达整体功率要求,LED路灯配光方面则通过在同一平面合理摆放具有较好一次配光的LED,并对该平面的LED整体使用安闲曲面光学元件(透镜或反光杯)进行二次配光,以抵达路程照明配光要求。
  该方案削减了LED路灯整体的配光次数,即削减了LED输出光的丢掉,进步了灯具的功率;简化了灯具的相对规划、加工难度;确保了路面均匀度、照度、光型;便于整体规划。
 
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