新型LED城市道路照明系统[1]

清华大学深圳研究生院 半导体照明实验室，深圳 518055)
清华大学电子工程系 集成光电子学国家重点实验室，北京 100084)
东莞勤上半导体照明技术研究院

　　摘　要： 由于白光LED 具有很多显著的优点，将其应用于公共城市照明设施地替代光源有着许多的优点。然而要真正充分发挥半导体光源的长处，二次光学系统的设计至关重要。本文介绍了一种独特的适用于城市道路照明二次光学系统，他能较好的满足城市道路照明的家路相关标准，并可以灵活地适用于不同的道路情况。

　　关键词：半导体照明；功率型LED；二次光学设计

　　1 引　言
　　公共城市照明在照明市场上占有庞大的份额，根据统计，城市公共照明在我国照明耗电中占30%的比例，约439 亿kwh，以平均电价0.65 元/kwh 计算，一年开支285 亿元。目前，广泛应用于城市公共照明的是高压钠灯，特别是在主干道上，高压钠灯可以提供100lm/W 以上的发光效率。但其本身的缺憾也很明显：

　　光源的光谱成分偏黄，显色指数极低；
　　灯具的寿命短，更换工作量大；
　　不便于对于灯的功率进行调节；

　　随着20 世纪90 年代固体物理学的高速发展和新半导体材料的突破性发现，近10 年来LED 技术取得了突飞猛进的发展。白光LED 的出现，以其特有的低电压驱动、体积小、重量轻、显色性好、调光性能好、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：光效高。

　　目前商业化的白光LED 光效已达到90-100lm/W 左右，预计2 年内能达到150lm/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200lm/W 左右。

　　寿命长。

　　理想的目标是10 万小时，而目前商业化的白光LED 寿命可到5 万小时，比传统光源寿命要长10 一20倍。做成城市道路照明光源，则可以10 年不换光源，大大节省了日常的维护费用。便于对于灯的功率进行智能调节；可以附加二次光学系统，最大限度地利用LED 的光能，满足各种应用场合特定的照度与光强分布。近年来, 常规化石能源日趋紧张，石油、煤等常规能源价格不断攀升,特别国际油价更达到历史高位,造成了能源供应的形势愈加严峻。由于LED 的这些显著优点和白光LED 技术的日臻成熟，开发高效、长寿、绿色环保的半导体光源城市道路照明系统，具有十分重要的意义。