大功率LED照明光学设计及在地铁照明的应用[2]

　　现在设定3组数据分别为：d=100mm，d=110mm，d=120mm;灯具内部无漏光，灯具侧壁反射率为100%，使用仿真软件分别进行模拟分析。由仿真结果可知，在其他条件保持不变的情况下，当d=100mm时，灯具的左右两侧出现明显的暗区，光照均匀度(以照度平均值除以照度最大值)约为88.2%，见图2。这是因为在灯具外部结构确定的情况下，灯珠距离过小时，发光主要集中在灯具出光面的中间部分，从而使得左右两侧出现暗区。当d=120mm时，灯具的左右两侧的暗区消失，出现峰值，但是灯具表面出现波浪状的照度分布，这是由于LED灯珠之间过大的间隔引起的混光不充分导致的，光照均匀度为72.5%，见图3。当d=110mm时，灯具表面呈现出较均匀的照度分布，左右两侧的暗区明显改善，照度均匀度高达92.4%，见图4。

　　从上述数据来看，当d=110mm时，灯具具有最高的照度均匀度及最好的照度分布。对其实际制作的样品(见图5)经广州质量监测局测试，光通量达到3 762.94lm。与仿真当中的5 300lm有较大的差距，这是因为实际样品当中内壁的反射率无法达到100%，增加了反射膜后，理论上也只能达到98%。并且，样品当中存在一定程度的漏光，而仿真时是不存在漏光和吸收的。

　　3 项目实施及数据分析

　　经过前期的样品测试，本课题所研发的大功率LED面板灯具已在生产厂家投产，并在广州地铁4号线官洲站的站厅(公共区)以及站台区实施，图6为官洲站照明示范现场照片。官洲站属于小型站，按照小型站的照明标准设计其照明工程。具体要求为：站厅(公共区)夜间和白天正常照度均在200lx以上;站台正常照度为150lx以上。

　　在改装LED面板灯前和改装后分别对公共区进行了实地照度测试，布点如图7所示，结果见表1和表2。

　　比较表1和表2可知，LED面板灯相对于传统的格栅灯，平均照度值提高了35.95%，而相应功耗降低了31.82%，并且不含汞污染，拥有更长的使用寿命。

　　4 结论

　　本文利用最大平坦条件的理论分析，为面板灯的均匀混光提供了较好的模型。首先，通过最大平坦化条件得到其灯珠间距，但是确定现实灯具灯珠间距无法满足条件，使用了最大平坦化条件当中灯珠的分布模式来获取良好的混光模型。其次，建立仿真模型，得出当灯具尺寸为1 000mm×300mm×80mm，灯珠间距为110mm时灯具混光效果最佳。最后，通过开模投产，应用于广州地铁官州站照明当中，相比传统格栅灯，平均照度提高了35.95%，功耗降低31.82%。从地铁站实际使用情况来看，本设计在将来LED室内照明的普及和推广中，具有巨大的社会潜在价值，可创造可观的经济效益。

编辑：Cedar