本文選擇了示范項目較多的路燈、隧道燈以及對產(chǎn)品影響較大的驅(qū)動電源3個方面分析其技術(shù)進展，為“十城萬盞”的順利實施提供參考。

　　目前，用于道路照明的傳統(tǒng)光源主要是高壓鈉燈， LED路燈主要在一些支干道上進行了試點應(yīng)用，但兩者已表現(xiàn)出明顯的優(yōu)劣差異。在光效方面，高壓鈉燈最高可達140 lm/W，比目前商用大功率LED的光效100 lm/W高，但LED的顯色指數(shù)（約80）要遠遠超過高壓鈉燈（約25），且在相同照度下，白光LED更有助于司機或行人識別目標，其道路照明效果和舒適度要遠高于高壓鈉燈。在燈具效率方面，高壓鈉燈采用球面發(fā)光設(shè)計，綜合考慮反射器效率，高壓鈉燈的燈具效率一般僅有70%。但LED是定向出光，如采用恰當?shù)呐涔庠O(shè)計，大部分光線會直接投射到路面，燈具效率能達85%以上。

　　所以，僅從光效和燈具效率來看，就可見LED路燈取代傳統(tǒng)路燈光源的巨大潛力。為此，本文將從中山大學(xué)半導(dǎo)體照明系統(tǒng)研究中心在LED照明應(yīng)用的研發(fā)過程中對配光、電源和散熱等三個關(guān)鍵技術(shù)所取得的研究成果來重點闡述“十城萬盞”示范應(yīng)用工程關(guān)系密切的“LED路燈”的技術(shù)路線和技術(shù)支撐。

　　配光

　　通過光學(xué)設(shè)計獲得蝙蝠翼型光強分布

　　目前市場上的LED路燈，其光源部分主要分兩種方式：單顆1 W大功率白光LED陣列和大功率集成封裝光源模組。盡管LED路燈的國家標準還沒有出臺，但LED路燈的配光在參考傳統(tǒng)光源道路照明標準要求時要實現(xiàn)以下目標：合適的平均路面亮度；高的總照度均勻度和縱向照度均勻度；合適的環(huán)境比；眩光控制等。

　　從配光曲線上看，要實現(xiàn)以上目標主要是通過合適的光學(xué)設(shè)計以獲得蝙蝠翼型光強分布，從而在路面上獲得矩形的光斑分布。但是普通大功率白光LED的封裝透鏡（即一次光學(xué)透鏡）不適合直接應(yīng)用于LED路燈上，所以在每一個大功率白光LED的一次光學(xué)透鏡上還要添加二次光學(xué)透鏡，目前“花生米”型的二次光學(xué)透鏡能達到較好的效果。

　　中山大學(xué)半導(dǎo)體照明系統(tǒng)研究中心開發(fā)的設(shè)計思路是不采用單獨的二次光學(xué)透鏡，而是在一次封裝的LED的發(fā)光光源外直接設(shè)計波浪形光學(xué)透鏡面罩，利用透鏡面罩來達到整個LED路燈發(fā)光光源的二次光學(xué)透鏡的功能。

　　隨著封裝產(chǎn)業(yè)向下游應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的需求靠攏，中山大學(xué)半導(dǎo)體照明系統(tǒng)研究中心還開發(fā)設(shè)計特殊形狀的一次光學(xué)透鏡，在LED芯片封裝時直接安裝，具有體積小、成本低的特點，完全符合LED路燈和道路照明要求（圖一）。

　　隨著封裝技術(shù)的進步，白光LED的封裝方式由單顆1W大功率LED器件逐漸轉(zhuǎn)向大功率集成封裝光源模組。目前的大功率集成封裝光源模組的功率最高可達 100W以上，但這類光源由于發(fā)光面積較大，為光學(xué)配光設(shè)計帶來困難。

　　中山大學(xué)半導(dǎo)體照明系統(tǒng)研究中心開發(fā)的紅光增強的大功率白光LED智能控制系統(tǒng)技術(shù)，可以獲得顯色指數(shù)90以上，相關(guān)色溫2500~8000K可調(diào)的光源模 組（圖2）。該技術(shù)利用在封裝基板上集成光電轉(zhuǎn)換芯片，實時監(jiān)控光源模組的白光色度學(xué)參數(shù)，光電轉(zhuǎn)換芯片將探測到的白光色度學(xué)參數(shù)的變化反饋給智能控制系統(tǒng)，系統(tǒng)通過計算后保證燈具能輸出最優(yōu)色度學(xué)性能的白光，可以保證光源模組輸出保持設(shè)定的相關(guān)色溫范圍和顯色指數(shù)；封裝基板上還集成了溫度傳感芯片來實時探測封裝基板的溫度，實現(xiàn)對大功率LED芯片結(jié)溫的間接監(jiān)控，當結(jié)溫超過系統(tǒng)預(yù)設(shè)的溫度時，系統(tǒng)可以自動調(diào)節(jié)散熱系統(tǒng)的散熱途徑或降低LED的功率。該光源模組可以由單顆1 W大功率白光LED陣列的方式或大功率集成封裝光源模組的方式組成，已經(jīng)運用在LED路燈上。

　　電源

　　加強驅(qū)動電源可靠性設(shè)計 匹配LED壽命