1、LED路灯技术标准与关键技术钱可元清华大学深圳研究生院半导体照明实验室广东省地方标准解读 DB44/T 609 2009一 - -二 LED路灯设计的关键技术二 三 LED路灯的光学设计三 四 系统的寿命与可靠性四 五 LED路灯发展的问题探讨五 清华大学深圳研究生院一广东省LED路灯地方标准解读-DB44/T 609-2009清华大学深圳研究生院名词术语LED模块 (LED module)LED 路灯 (LED street lamp)LED热沉 (LED heat-sink)平均相关色温 (average CCT)初始值 (initial values)平均显色指数 (average co
2、lor renderingindex) 路灯额定最大温度LED tc(rated maximum temperature)清华大学深圳研究生院命名方法命名方法 - / - - - - 防护等级 （ A IP67， B IP66， C IP65）（ ， ， ）灯具光效等级，由高到低用、表示光斑形状（J矩形，Y圆形，T椭圆形）平均相关色温（G40006500 K，D27004000 K）电源电压，用数字表示，单位为V 电源种类 交流用 AC表示 直流用 DC表示， ，LED路灯额定功率，用数字表示，单位为WLED路灯，用LLD表示清华大学深圳研究生院一般要求使用环境要求 ： 室外温度：-25+50
3、； 月平均空气相对湿度：不大于90%（255）；平均寿命 额定平均寿命不应低于30,000 h最大温度LED路灯额定最大温度tc值不应大于58。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。功率因素不应小于0.92。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清华大学深圳研究生院主要光学参数平均相关色温平均相关色温 适用范等级4000K 6500K适用范围2700K 4000K 围适用于LED路灯 78适用于主干道、快速路65主干道、快速路初始光效lm/W 68适用于主干道、快速路55适用于次干道 58适用于主干道、快速路47适用于次干道 50
4、适用于次干道 40适用于次干道（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。）清华大学深圳研究生院主要光学参数平均显色指数 R 65a2000 h光 通量98%光维持率5000 h光通量维持率97%光斑形状 矩形 /圆形 /椭圆形光斑配光曲线按 CJJ 452006中 4.2规定的使用场合，选择截光型 半截光型 非截光型或泛光 型、 、 型部分 LED灯泡熄灭或整灯调光时 ， 其光斑形状和路面照度均匀部分 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清华大学深圳研究生院灯具老化方法在 没有强制通风 温度控制在 20 -30 的环境中 进行在 、 ；灯具 按正
5、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24 H中关闭不少于2次，每次关闭时间应为 25 i 35 i 间隔时间至少应为 30 i 样 m n m n, m n。 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。清华大学深圳研究生院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个点的个点的水平照度值 ， 共测 个点 ，平均维持率值； 在 2000 H至 5000 H
6、之间 ， 每 336 H间隔测 一 次平均维持率值 ；在 至 之间 ， 每 间隔测 次平均维持率值 ； 如5000 H 时灯具仍然符合要求，则以2000 H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 2000 H时对应的初始照度值照度值 ， 已测得的每 间隔的照度值与 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0H和2000 H时的光通量，计算出2 000H光通维持率作为校准值。测量照度时，环境温度应控制在测量照度时，环境温度应控制在
7、25 25 1 1稳定 稳定3H 3H以上的情况下进行。以上的情况下进行。清华大学深圳研究生院批准日期 ： 2009-03-30批准日期 ：实施日期：2009-07-01广东省质量技术监督局归口。主要 起草单位 ： 东莞勤上光电股份有限公司 清华大学主要 起草单位 ： 东莞勤上光电股份有限公司 、 清华大学 、东莞市质量计量监督检测所。主要 起草人 李旭亮 罗毅 钱可元 祝炳忠 陈大庆主要 起草人 ： 李旭亮 、 罗毅 、 钱可元 、 祝炳忠 、 陈大庆 、胡振刚、梁鸣娟、廖怀飞、姚志慧、张志海、邓国强、戴良辉 、 雷宗平 、 张利强 、 黄道康 、 付宝成 、 欧文 、 陈海涵 、良辉 、
8、雷宗平 、 张利强 、 黄道康 、 付宝成 、 欧文 、 陈海涵 、杨长江、黄格雅、翁伟东、郭建坤、劳应海。清华大学深圳研究生院二 ， LED路灯设计的关键技术二 ，清华大学深圳研究生院 路灯设计的难点光效光型光衰寿命LED路灯系统是要求最高的半导体照明产品之一！清华大学深圳研究生院LED路灯产业化的误区 ：低估了系统的技术难度Just remove old bulb socket and install LED lamp ? 清华大学深圳研究生院光效高压钠灯高压钠灯 光效 100lm/W (120lm/W)光效 /( 主要用于主干道，快速路照明,照度2550lx单盏 110 400W 单盏
9、均匀度0.35左右节能灯 光效 5070lm/W光效LED 光源 光效 80100lm/W清华大学深圳研究生院灯具系统的效率光源效率灯具效率电源光学结学结构区域照明利用系数要求域外的光求照明区光域清华大学深圳研究生院传统路灯反光碗陶 瓷 灯陶灯250W钠灯 150W钠灯 150W陶瓷灯400W钠灯 清华大学深圳研究生院传统路灯的反射配光清华大学深圳研究生院LED路灯的优势 光学方面的优势 发光立体角小； 传统路灯发光的 立 体角为 4 ；传统路灯发光的 体角为 ； 近似点光源，便于二次光学系统的设计； 均匀度有望大大提高 ()均匀度有望大大提高 (0.7)； 总的光效高 ；总的光效高 ；高压钠
10、灯高压钠灯 80 120 l /照明效果比较的对象：高压钠灯。绝非白炽灯！高压钠灯高压钠灯 - m w清华大学深圳研究生院路灯光源光通量的计算LED光源 (100lm/W)道路等级 快速路 主干道 次干道照射面积(m2) 400 350 250平均照度 （ Lux) 20 15 12平均照度 （区域内光通量（lm） 8000 5250 3000系统效率 0.7 0.7 0.7最少需要光通量 （ l ） 11428 7500 4286最少需要光通量 （ m） 需要 LED功率（W） 115 75 43只考虑路面照明最只考虑路面照明最理想的情况！ 理想的情况！清华大学深圳研究生院路灯光源光通量的计
11、算LED光源 (100lm/W)道路等级 快速路 主干道 次干道道路等级 快速路 主干道 次干道照射面积(m2) 400 350 250平均照度（Lux) 20 15 12域内光 量区 域内光 通 量 （lm） 8000 5250 3000区域外光通量 （ lm） 4000 2625 1500区域外光通量 （ ）系统效率 0.7 0.7 0.7最少需要光通量（lm） 17143 11250 6428 需要 LED功率 （ W） 172 113 65需要 功率 （ ）考虑环境比的最理想 最理想情况！清华大学深圳研究生院三 ，三 ， LED路灯的光学设计三 ，三 ，清华大学深圳研究生院1 传统城市
12、照明光源面临的问题， 传统城市照明光源面临的问题显色指数很低(约为30) 在点亮时温度很高，产生严重的眩光寿命较短 ， 需要经常进行价格不菲的维护作业寿命较短 ， 需要经常进行价格不菲的维护作业30传统城市照明光源2025照度(lu1015ux)0510510155水平距离 (米 )清华大学深圳研究生院LED路灯面临的光学设计问题常规 LED远场分布具有的朗伯型特征常规 远场分布具有的朗伯型特征清华大学深圳研究生院低端LED路灯存在的问题基本没有光学处理单元，照明效果极差，节能效果不显著某一次干路(6车道，24米宽)的现有LED路灯实测：灯高10米，间距30米最高照度仅为14 lux，最低照度
13、仅为0.8 lux，平均照度仅为4.8 lux，均匀度仅为0.17。清华大学深圳研究生院IES Streetlight Distribution PatternsType I Type II Type III These patterns are largely based on the light pattern created by existing street lighting fixturesType IV Type V Most customers will want to keep these patterns because people are used to them清华大
14、学深圳研究生院单纯朗伯光源30X30 M2区域内： 72%当H=10m，光源为10000 lm时，中心点30lux清华大学深圳研究生院二次光学系统的重要性单纯朗伯光源当H=10m，照在2区域内10X35m 区域内的光为43%。43%均匀度=0.001清华大学深圳研究生院二次光学系统的重要性矩 均匀光矩 形 均匀光 斑 当 H=10m 照在当 ， 照在10X35m2区域内的光为 80%90%的光为 。 照在 15X40m2区域内的光大于80%域内的光大于90%。均匀度 均匀度 =0.7清华大学深圳研究生院二次光学系统的主要种类1. 会聚透镜+变角度分布：LED特点：A. 光学系统加工便利；B 灯具整体设计困难Lens. 灯具整体设计困难 ，调整复杂；C 对光线的控制作用有. 对光线的控制作用有限，光场分布不够理想；清华大学深圳研究生院
