南科韦浩明:也谈LED路灯是否成熟的问题[1]

    LED路灯是一种新型节能道路照明电器，与传统路灯相比，在节能、寿命、配光、亮度控制等各方面都已经有了明显的优势。但是，正如《对LED路灯在发展过程中利弊的研判》一文所说的，“在这一功能性要求较高的领域里，LED却遇很大的阻力，显然LED路灯在目前的发展中暴露出它的一些不足。我们不难看到各地LED道路照明项目大多独立实施，良莠不齐，存在着反复试验，反复浪费的状况。”

    《对LED路灯在发展过程中利弊的研判》一文指出了阻碍LED在道路照明方面发展的主要障碍有（应该也是目前业界所认为的）：
    1、配光设计问题；
    2、散热问题；
    3、维护问题；
    4、性价比问题。

    对此，本人有如下看法。

    首先谈谈配光问题。所谓配光，就是把光线分配投射到所需要的位置上，并尽可能提高亮度的均匀性。LED作为点光源，比高压钠灯和无极灯的柱状光源和球面光源更好配光，通过一次透镜配光，辅以二次凹面反射镜配光，可以使LED路灯灯具的利用系数达到70%以上，均匀度也达到40%以上（本公司在杆间距35米，路宽14米，对称布置的道路上实现）。毫无疑问，其灯具利用系数和均匀度都优于高压钠灯路灯灯具。

    关于散热问题。LED是一种光电器件，但其工作过程中只有一部分的电能转换成光能，其余的电能几乎都转换成热能，即使LED的光效达到200 lm/W，也只有29％的电能转化成光能，其余的几乎都转化成热能，使LED的温度升高。而LED结温升高会使LED光效降低，寿命缩短，当其结温上升超过最大允许温度时，大功率LED会因过热而损坏。因此在大功率LED灯具设计中，散热设计是最重要的。

    在各芯片厂家的实验数据来看，白光LED的光效随结温的升高而下降的比例大致相同，结温每升高20℃光效要下降5％左右（见图1、图2）。而各芯片厂家的白光LED寿命模型因为制造工艺的不同，所得白光LED寿命与结温关系数据却有较大差异（见图3、图4）。