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LED路灯配光分析比较方案

作者:正版皇冠 发布时间:2021-02-14 05:22

  在道路照明中,如果没有对光源配光,照射在路面上的光型为面积较大的圆形光斑,会有部分光散落到路面之外而没有被利用,如图1(a)所示。

  为了满足对路面的亮度、照度、均匀度的要求,且尽可能使得大部分光都分布在道路面上以提高灯光的利用率,减少不必要的浪费,通常需要对LED路灯进行配光,LED路灯输出的光线照射在路面上所形成的光型或光斑以矩形为佳,如图1(b)所示。

  根据《城市道路照明设计标准》要求,道路照明中道路分为快速路与主干路、次干路、支路,LED道路照明配光要求标准值应符合表1的规定。

  表1道路照明标准值目前的LED路灯研究主要集中在次干路和支路上的应用,光通量小是LED路灯不能应用在主干路上的主要原因。在主干路上的应用还有待LED技术的研究和发展。

  发光强度的空间分布通常称为配光曲线。在路灯的下方,光强应是最小,随着仰角θ增加,光强I增加。函数关系为:

  由于光学设计复杂性,配光形状难以完全符合函数关系,可以减小θ角的投射范围,减少灯具的间距来得到均匀照度。一般来说,希望在配光后能实现宽角度的“蝙蝠翼”形配光。

  LED路灯的配光方案在道路照明要求的基础上进行,同时要考虑控制眩光和考虑环境系数。对道路照明来说,光效和配光曲线是两个重要参数,目前LED路灯配光的方案主要有以下基本形式。

  图3双头透镜封装的LED配光结构和配光曲线LED路灯的二次配光

  采用自由曲面透镜的LED二次配光。该设计中,采用了XY轴方向上非对称长方形配光的自由曲面光学元件。例如,在X轴上产生±60°的均匀分布的配光,满足道路的长度方向的照明要求,在Y轴上产生±30°均匀分布的配光,得到具有矩形光照效果的LED“蝙蝠翼”形配光。自由曲面设计中通过包括有微分方程法、多参数优化法、多表面同时设计法和剪切法来获得光源光线分布与照明目标面光线分布匹配。自由曲面透镜如图5所示。

  采用外置透镜和反光器的LED二次配光。选择合适的透镜和抛物面的反光器,使出射光线满足一定的要求。外置透镜和反光器结合如图6所示。


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